基于BIM+VR建筑裝修平臺的探討

耿瑋　暴庭瑋　彭程明　王廷鋒　孫聯楨

摘 要：近年來，隨著房地產的快速增長，我國建筑裝飾裝修工程行業的到了迅速發展?，F階段裝飾裝修工程已成為我們建筑行業的三大支柱性產業之一。然而快速的發展也暴露出裝修產業所存在的問題，如何滿足新時代干系人的需求便值得深思。本文將從以人為本的角度，以BIM技術為核心，通過BIM+VR建筑裝修平臺，實現裝修全過程的信息化、可視化、智慧化，打造具有可持續發展性的裝修平臺。

關鍵詞：建筑裝飾裝修；裝修平臺；BIM技術；虛擬現實技術

中圖分類號：TU712.3 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）10-0038-02

1 引言

建筑信息模型（Building Information Modeling）簡稱BIM，它是傳統二維設計建造方式向三維數字化設計建造方式轉變的革命性技術，在項目全生命周期內，使用富含信息的三維模型作為中心數據庫，在項目利益干系人之間共同創建、檢查和溝通協調項目信息的一個過程。它具有三維可視化、協同性和信息可提取性等特點，是促進綠色產業發展、提高可持續發展水平、推進智慧城市建設的革命性技術，具有極高的未來前瞻意義與不可替代性。

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）是把抽象的、龐大的空間數據通過數字圖像處理、計算機、傳感器等技術轉化為可感知和可直視的模型及虛擬實物，雖然構造的是一個局部虛擬的世界，但其帶來的視覺、觸覺等感知體驗與真實世界大致相同，體驗者仿佛置身另一個現實世界內。增強現實世界（Augmented Reality，簡稱AR）是在真實的世界內，通過計算機技術增加虛擬的場景事物，在一定視角上使虛擬世界和現實世界相融合的技術[1]。

2 研究背景與意義

當前我國人們生活水平和住宅建設市場維持著高增長的態勢，裝飾裝修行業獲得了快速發展，但其高投入、低產出、高消耗、低效益的建設模式依然常見，這與科學發展觀提出的建設資源節約型和環境友好型社會背道而馳[2]?，F有裝修行業實際落地效果，與設計方案效果存在較大差異；產品價格不透明；利用建材價格競爭手段，使裝修質量無保證，造成整體裝修行業客戶忠誠度不高的行業局面。由于行業尚未大面積推廣能夠進行信息聯動三維模型的設計平臺，這樣造成了當二維圖紙在表達建筑信息時，因為方案的局部變動都需要重新再繪制并渲染，這個問題造成設計過程工作效率低，工期延誤、成本增加，甚至最后與客戶心目中的實際效果存在較大的差異。同時，在家裝行業中還包含家裝物品選購、施工過程管理、后期空間管理與運維等多個環節，在整個過程中工作量很大，其中材料以次充好、價格不透明、工期拖延、成本增加等成為家裝行業發展的痛點，影響居住的環保性、舒適性和安全性。

建筑物裝飾設計過程處于建筑生命周期的后期階段，從建筑物整體角度講，裝修中所使用的物品體是整個建筑物的附屬物品，所以裝修信息模型屬于整個BIM設計的一部分，也有其自身的全生命周期過程[3]。針對上述BIM的特點和優勢，結合VR技術，從產業痛點入手，通過基于BIM+VR建筑裝修平臺，解決現階段所存在的重要問題。

3 基于BIM+VR建筑裝修平臺實施路線

基于BIM+VR建筑裝修平臺的實施立足于“以人為本”理念，精準定位客戶，以BIM模型為依托，在設計和施工前期過程中結合VR技術，進行人性化交互設計和沉浸式體驗，同時將裝修全過程信息模型同步存儲于同一模型，生成運維模型，并基于該模型進行智慧化應用，具體實施路線如圖1所示。

3.1 協同設計與方案優化

為二維圖紙在表達建筑信息效率低的情況，本平臺基于BIM+VR，使得客戶可通過平臺進行模塊組裝與風格實際，同時平臺通過對客戶的瀏覽信息進行數據分析，在設計模型中會將用戶行為、設計要求、工程實體屬性、材料特性等賦予到模型內，建立具有一體化的、全信息覆蓋化、可視化的初始模型，并通過VR技術優化虛擬模型，并且通過計算機、圖像處理軟件、傳感器等技術設備建立一個虛實結合的場景模型，再通過特定設備讓客戶在模型環境里能夠進行沉浸式體驗，最后根據三維信息模型的特性與客戶沉浸式體驗后得出反饋結果，并以此對模型進行優化、修改，生成設計階段模型。

3.2 基于BIM裝修參數化族庫的建立與使用

基于建筑信息模型的信息存儲及參數化特性，在裝修項目中對建材產品族庫的創建及存儲更新，不僅可直接服務于本項目裝修工程，為該項目的建材產品的采購與制造過程提供精準模型，同時為其他裝修類型提供參照模板，甚至對建材產品族的參數進行相應調整，可直接應用于其他工程中。利用BIM軟件所搭建的模型，關聯建筑裝飾定額，能夠在在建材產品中帶定額屬性，方便項目工程量的計算。

3.3 施工過程精細化管理

在項目施工前，將設計階段各專業模型和裝修模型同步到施工模型中，結合碰撞檢查與漫游功能對模型進行檢查，完成裝修項目軟和硬兩方面的優化處理。同時，對于施工過程的關鍵工序輸出工藝模擬視頻，為過程管理提供更精細化的數據支撐。利用施工模型在平臺進行格式轉化，對各構件的工程量、施工進度以及材料的價格、產地和生產廠家等進行分析，通過平臺添加成本信息和時間進度，進行階段項目算量的統計和分析，生成最終報價。如圖2所示。

3.4 項目運維智慧化動態管理

在項目應用建筑信息模型過程中，過程中所有的幾何和物理信息都可儲存在模型中，例如各構件的工程量、施工進度以及材料的價格、產地和生產廠家等，并隨著工程項目的進展而不斷更新。因此，如業主和承包商使用同一個BIM模型分別進行項目管理，則其工程的所有數據都會整合在個BIM數據庫中。當項目竣工時，該數據庫中的數據基本可反映項目的實際情況，竣工驗收十分方便。

房子交付客戶使用后，平臺根據最初階段分析出的用戶的實際需求，整合各類數據后確定運維模塊實現的功能。例如：基于可視化功能的運用。實現漫游、二次裝修（管線、承重結構的示意）以及事故緊急預案展示。在房屋使用過程平臺根據用戶指示關聯攝像頭、感應設備，將建筑實體與BIM模型相關聯。實現建筑監控（溫度感應調節空調、門窗電源開關情況示意）以及應急管理（噴淋系統控制），并對實際出現的問題進行分析，為用戶提供最優處理方案，實現能源管理（用電量統計分析、日照碳排放統計）、物業管理及維修示意，需要設備更換會為用戶推薦適合的節能設備，降低碳排放量，讓帶來經濟價值的同時還會產生重要的社會價值。如圖3所示。

4 結語

（1）通過BIM+VR建筑裝修平臺的建立，可有有效解決二維圖紙讀取建筑信息效率低、局部變動需重新繪制、施工碰撞的問題，并通過VR技術進行問題反饋與方案優化，讓客戶真正實現“所見即所得”，提高客戶忠實度。（2）裝修全過程采用統一標準的建筑信息模型，所有的物理信息和幾何信息都將儲存在BIM模型中，并隨著工程項目的進展而不斷優化，為造價和后期運維提供數據支持。（3）建立標準化裝修族庫，客戶可在設計過程中可根據自身喜好進行各部分組裝，并由設計師做最后的修改，最終版本模型鏈接廠家報價信息，生成預算表。在此過程中大大減少設計師重復建模工作，為客戶提供透明、便捷的裝修過程，有利于裝修行業標準化及產業化的實現。

參考文獻

[1]張磊.基于BIM技術的智慧裝修一體化研究[J].工程技術，2017，（6）：67-69.

[2]王廷魁.基于BIM與AR的全裝修房系統應用研究[J].工程質量，2013，（27）：40-45.

[3]郭秩.基于BIM技術的三維室內裝飾工程CAD系統[J].工程建設計算機應用創新論壇，2011，265-273.

[4]張宏偉.建立VR/AR工程建設與管理體系的分析與展望[J].管理論壇，2017，（6）：192-193.