朱轶琳、王定敏、何建均、冉福林
中建新疆建工（集团）有限公司海南分公司
摘要：施工现场是建筑工程实施的重要场所，也是施工人员及管理人员经常出入的场所，受多种因素的影响，施工现场存在许多安全隐患，这就影响到工程施工质量及安全。本文简要分析了基于BIM管理平台的VR技术，在此基础上探讨了该技术在施工现场的具体应用，以加强施工现场安全管理与施工质量控制。
关键词：BIM+VR技术；施工现场；安全管理；质量控制
随着建筑技术的发展及设计理念的更新，建筑工程的功能性逐渐增加，施工复杂程度也不断提升，如果在建筑工程施工中仍依据施工图纸进行安全和质量管理，难免会使管理人员力不从心，再加上施工图纸在安全交底、质量管控等方面存在很大的局限性，这就影响到施工安全及质量管理的有效性。基于BIM管理平台的VR技术（以下简称BIM+VR技术）则为建筑工程安全和质量管理带来了一次革命，该技术既顺应当前建筑业生产现状及发展需求，又适用于那些技术难度高、工艺复杂、交叉作业多的工程项目。
1.BIM 与 VR 技术概述
BIM（Building Information Modeling）简称建筑信息模型，BIM 技术以可视化模型作为载体，将建筑各专业的相关信息都整合到模型中，实现各专业的协同作业与沟通。VR（Virtual Reality）是指虚拟现实技术，VR 技术融合了计算机仿真技术、图形技术、人工智能、传感技术及其他关键技术，通过 BIM 模型进行沉浸、交互和体验。BIM 模型通过 VR 技术更具构想性和可视性，VR 技术也因 BIM 模型的大数据库更精准更具活力，两者的结合可以最大化发挥技术优势。建立BIM 模型可以模拟建筑施工现场，使用者可以通过佩戴 VR 眼镜及相关设备，对设计模型进行现场模拟施工，在此过程中可以及时发现施工设计存在的问题，也便于管理人员施工管理方案的制定与优化，“BIM+VR”的应用优势还体现在四节一保和经济效益方面，具有很高的推广价值。
2.BIM+VR 技术在安全管理的应用
2.1防范高处坠落事故
据调查统计，高处坠落事故是建筑施工过程发生率最高的事故，而且一旦发生，就容易致人死亡。该事故发生的主要原因是工程施工的四口五临边的安全防护遗漏、措施不到位。CAD图纸很难将复杂建筑中所有的临边洞口都罗列出来，一旦出现遗漏那么往往会成为事故发生地。而BIM+VR技术的应用，能够很好地解决这个问题。技术人员利用该技术来分析模型中的临边洞口并出具分析报告，以免管理人员清晰地了解临边洞口数量、类型、位置，加强对临边洞口安全防护的管理。软件会自动根据设定好的防护措施对不同类别的临边洞口进行防护，对不同部位的防护设施进行统一编号并标注所在楼层位置，技术人员还可以在三维模型中加入时间，根据施工进度，自动统计出防护措施工程量，以便管理人员制定防护设施采购计划、防护施工进度计划。
2.2危险源辨识及安全体验
BIM建模的过程就是模拟施工的过程，BIM三维建筑模型中包含建筑物所有的建筑信息、建筑构件参数信息，管理人员可以利用BIM 三维建筑模型，识别并标注施工中可能存在的危险因素并制定专项安全预防措施，提前避免安全事故的发生。此外，在安全培训过程中，图片视频的方式有时还达不到警示施工人员的作用，而BIM+VR 技术可以制作本工程的建筑模型，施工人员通过 PC 端和手机端 VR眼镜，可以准确地看到工程的危险源，真实地感受到发生安全事故时是什么感受，比如高处坠落是什么体验、站在楼层边上是什么体验等，可以显著提高施工人员的安全意识及辨别危险源的能力。
2.3模拟应急疏散
消防管理是安全管理的重要组成部分，技术人员可以利用火灾应急疏散软件对建筑工程三维模型进行分析，模拟应急疏散，设置不同的应急疏散途径及方案，科学分析人员疏散相关数据，选择最佳逃生方案。
管理人员可以在数据分析的基础上，科学合理地布置临时施工安全通道的位置、数量、宽度等，以便发生发生意外时施工人员可以迅速逃离现场。
2.4入场教育和安全交底
BIM 技术具有立体化、可视化的特点，因而其应用可以提高入场安全教育和安全交底的效果。基于 BIM 的数字化安全交底及安全教育，可以使施工人员准确理解安全教育和安全交底的内容，避免因理解偏差而发生安全隐患，施工人员施工行为的安全性也能够得以显著提升。
3.BIM+VR 技术在质量控制的应用
3.1质量预控
在建筑工程施工中，经常会遇到图纸设计与现场施工冲突、各专业之间相冲突的情况。BIM技术可以将平面图纸立体化，BIM建模的过程就是一个模拟施工的过程，在建模过程中可以直观地发现很多在二维图纸中看不出的问题。管理人员可以利用BIM 整体参数模型对项目各系统进行空间协调、碰撞检查，软件可以对碰撞点进行分析并生成碰撞检查报告，进而发现图纸设计中存在的本专业货或不同专业管线的碰撞点、土建与安装管线间的碰撞冲突点，进而合理优化管线排布，在正式施工前解决施工图纸中存在的问题，避免不必要的材料浪费和返工，既提高了施工效率又保证了施工质量。此外，管理人员还可以利用BIM模型来提前找出本项目的施工难点，针对施工重难点制定专项施工方案，对施工人员进行专项技术交底，以保障施工的顺利进行。
3.2施工交底
传统技术交底一般都是通过图片、文字和CAD 图纸的方式进行，但是受理解能力、空间想象力差异性的影响，不同施工人员对施工交底的理解也有所不同，而内容理解不透彻，就有可能导致施工过程中出现问题，进而影响到施工质量。BIM 技术的应用可以使施工交底立体化、可视化，可以直观高效地向施工人员展示设计者的设计意图，使施工交底更高效。施工企业可以根据自身业务需求组织专业人员制作 BIM施工方案数据库和 BIM 施工交底库，这可以整合本企业的优势资源，提高企业质量管理水平。各建筑工程项目可以根据本项目的需求，直接从库里下载适合本项目的 BIM 施工方案和 BIM 施工交底。
3.3质量虚拟展示
目前，建筑工程施工倡导样板先行，各分项工程在施工前要先做样板，样板验收合格后才可以大面积施工。一般情况下，建筑工程中所包含的分项工程数量较多，如果各分项工程都做实体展示样板，不但会增加工程量、延长施工工期，而且还会占用施工场地，造成人力、物力、财力的浪费。在此形势下，施工企业可以根据设计图纸和规范图集的要求，运用 BIM+VR 技术为每个分项工程建立模型，在模型中展示具体的工艺做法，再将模型制作成 VR 视频，施工人员可以借助 VR 眼镜来观看虚拟样板，以便其清晰地了解各分项工程的施工工艺、工艺标准及施工质量要求，进一步强化施工人员的质量意识，保障工程施工质量。此外，防水节点处理样板、砌筑样板、抹灰样板、钢筋绑扎样板、楼梯支撑样板等，这些分项工程的虚拟展示样板在其他建筑工程项目中也是通用的。建筑施工企业或地方质监站可以牵头建立虚拟样板库，统一各分项工程的质量标准，各建筑工程施工项目只需购买相应设备，便可以向施工人员展示各分项工程的工艺做法和施工质量要求，避免重复工作，既提高资源利用率，又提高施工效率及施工质量。
4.结束语
综上所述，BIM 模型与 VR 技术相结合，可以整合建筑工程各类信息，便于多方沟通及协调工作，为施工活动的顺利开展提供有力的技术支持。BIM+VR技术可以将施工图纸转变为可视化的立体模型，施工人员及管理人员可以利用移动终端和计算机来感受真实的场景，准确了解设计意图，明确各分项工程的施工要求、施工工艺，有助于解决技术交底与安全交底中的信息理解不正确、信息不对等问题，在保障施工安全的同时，提高施工效率及施工质量。
参考文献
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