虚拟仿真技术在建筑工程中的应用探析

发表时间:2021/8/6   来源:《建筑实践》2021年第40卷3期   作者:刘保刚
[导读] 我国科技的发展和计算机技术的不断成熟,建筑工程事业发展的过程中有越来越多的智能先进的技术参与,而虚拟仿真技术就是其中的一种。

        刘保刚
        身份证号码:37292919850607****

        摘要:我国科技的发展和计算机技术的不断成熟,建筑工程事业发展的过程中有越来越多的智能先进的技术参与,而虚拟仿真技术就是其中的一种。虚拟仿真技术和建筑工程的结合为建筑工程的具体实施突破时间和空间上的局限,建立具体的仿真模型,根据建筑工程的施工进行实验模拟,通过对模拟实验结果的分析和判断,发现在建筑工程施工过程中存在的问题,由此修改完善建筑工程的设计的实施方案。虚拟仿真技术对建筑工程具有前瞻性,能够提前发现建筑工程中存在的问题,有效的实现控制施工成本、减少现实误差、降低建筑工程的施工风险,从而最终达到提高建筑工程的质量,促进建筑工程的总体发展。
        关键词:虚拟仿真技术;建筑工程;应用
        1导言
        伴随着经济科技的高速发展,我国的计算机电子技术也在日新月异的进步中,这也是虚拟仿真技术的现实发展基础。虚拟仿真技术指的是将人类的治理和计算机科技结合在一起,二者协同配合,产生相得益彰的运用效果。虚拟仿真技术的运用促使社会生产生活各个领域发生了翻天覆地的变化,在建筑工程中,虚拟仿真技术也发挥了重要的作用。传统的工程工作环境复杂且难度较大,对工作人员的技术要求高,在引入虚拟仿真技术之后,可以模拟三维对建筑工程的整体进度进行把控,提高安全性,促进了建筑工程的现代化发展。
        2虚拟仿真技术概述
        虚拟仿真技术的英文名称叫做VR技术,它主要是指将人类的智力和信息科学相结合,主要包含了信息化图形处理、人工智能、传感器技术、人机接口等多种科学成果。在当前的虚拟仿真技术发展中,最大限度的迎合了人类行为的发展规律,让虚拟仿真技术得到更加拟人化的发展。其实,虚拟仿真技术从本质上来说属于一种绘图技术,但是和一般的计算机绘图不同,虚拟仿真技术旨在构建多方面立体化的虚拟环境,为人类的感知开放多元化的层次,它突破了传统构图的图片层面,结合了人的触觉、动作、视觉等多方面要素,共同对现场进行模拟,提高了情境的真实性。虚拟现实技术自从创立以来被世界各国各个领域的科学家争相研究,广泛使用,因此我们可以认为虚拟仿真技术是基于信息技术基础的又一次信息化变革。当前,虚拟仿真技术已经超出了实验室研究的范围,被运用到社会生产的各个领域,例如在CAD辅助设计、医学领域、舞台效果领域中,虚拟仿真技术都扮演着重要的角色,方便了人们的工作和生活,使现代社会发展更加多姿多彩。在建筑领域中虚拟仿真技术的参与能够利用CAD绘图功能和勘查功能提高建筑工程的安全性,同时虚拟仿真技术可以将人员培训和安全生产等相关技术结合起来,为现代建筑工程提供高效便捷的信息化服务。
        3虚拟仿真技术施工技术应用的重要性
        第一,能够提高工程施工质量。借助虚拟仿真技术施工技术展开管理,相关工作者可以实时监管,不仅可以为现场施工者予以更精准与有效的指导,还可以最大限度地避免基层施工者和管理层之间发生信息协调缺乏全面性与及时性等问题。除此之外,虚拟仿真技术施工技术还能够进一步提升工程建设质量和效率,为工程施工的顺利进行提供良好的保障。第二,能够降低工程施工成本。现如今,建筑施工标准的日益提高,促使工程管理难度也在随之提升,设计变更与项目变更致使成本增加早就已经变成现阶段制约建筑行业持续发展的主要问题之一。因此加强虚拟仿真技术施工技术的实践应用力度就变得愈发重要,其不但能够更直观地将工程空间信息展现在我们眼前,在工程施工以前,还能够对施工方案的实践性与合理性进行严格的检验,以此最大限度地降低资金投入与人力,从而为工程项目创造更可观的效益。第三,能够优化施工技术。建筑工程在应用虚拟仿真技术施工技术时,能够借助3DMAX来动画渲染建设技术流程,促使工程施工细节更为直观。尤其是一些施工要点,可以更直观地展现在我们眼前,以此让相关工作者可以更精准地对工程具体情况进行了解,避免由于理解差异对工程施工产生影响。与此同时,虚拟仿真施工技术还能够动态演示出各类设备的吊装流程,同时对这一流程予以模拟,若是存在碰撞问题会马上发出信号,以此为设计者对调整吊装流程与路线提供助力。


        4虚拟仿真技术在建筑工程中的应用
        4.1虚拟仿真技术和建筑过程方案设计与实施
        传统建筑工程施工的合理性只要依靠相关设计人员以往的工作经验来判断,但是通过经验制定的施工方案并不能真正地保证建筑工程施工的安全有效性,在一定的程度上会造成施工周期过长、施工质量出现问题、方案具有局限性。而通过虚拟仿真技术建立起的仿真模型则可以在极大的程度上避免由于人为因素而造成的失误,科学验证施工方案的合理性,及时发现在方案中隐藏的漏洞,与此同时虚拟仿真技术还可以通过大数据掌握建筑物周围的环境特征,利用计算机技术对工程的具体环境进行实时交互,及时对建筑工程设计人员给出设计建议,例如通过对不同方案的建筑结构能耗数据分析计算,得出节能效率比例,使得设计人员在对方案修改和选择时能够有科学的依据。
        4.2可视化展示
        以往的工程建设通常都将2D施工图纸当作主要依据所展开的,然而施工图纸各个构件所在区域、信息以及空间关系等一系列描述都较为模糊,但是借助虚拟仿真施工技术的合理应用,可以建设可视化BIM模型,促使工程项目的整体结构以及水暖电等各个专业施工更直观地展现出来,促使设计效果更为直观。建设企业可以对工程设计意图和设计理念有一个更深层次的理解,同时根据模型分析工程项目建设的可实施性,在正式开始建设以前,实现预测极易存在或发生的问题,加强了建设和设计之间的协调交流力度,能够尽可能地避免返工问题出现。借助BIM系统的碰撞检测以及模拟施工,不但可以对建筑、结构以及机电等相关模型进行统一整合并深入分析,还可以对专业与专业之间,甚至是跨专业进行全方位的硬碰撞检测以及软碰撞检测,实现对碰撞点进行全面的检查,将此作为前提,对工程施工设计方案予以进一步优化,防止返工问题出现,降低工程施工成本。与此同时,BIM系统的施工模拟特性能够对工程项目建设所采取的工艺技术与建设流程进行模拟,以此找到最佳方式展开深入优化,同时实现资源最优配置。
        4.3?虚拟仿真技术在建筑工程施工安全中的应用
        虚拟仿真技术作为当代先进应用技术系统之一,依托计算机技术的优势,能够实现对建筑工程施工方案的最优化控制,在这一点上,是传统建筑工程施工无法比拟的。施工安全是整体建筑工程的重点内容,保障施工安全则需要提前预知在施工方案中存在的问题,由此采取及时的措施加以避免失误的发生或者尽可能地减少事故发生之后的损失。虚拟仿真模拟技术则可以提前对建筑工程预备实施的项目方案进行系统的模拟演练,由计算机数据分析建筑工程施工方案可能出现的问题,以及问题发生的概率,通过各项数据的显示和分析,给予适合的建议。
        结束语
        总之,虚拟仿真技术和建筑工程的有机融合,突破了以往传统的建筑工程中存在的局限,通过计算机精密准确的计算、三维动画的可视化手段和效果、对建筑工程周围环境等因素的综合考虑、在建筑工程中具体环节的应用等,在极大的程度上使得建筑工程相较于以往有了在建筑工程质量上的提升、施工费用的降低、施工周期的缩短、在施工过程中安全性能的提高、复杂环节得到有力保障。虚拟仿真技术为建筑工程事业的发展提供了更加广阔的空间,切实促进了建筑工程的深远发展。
        参考文献:
        [1]刘全坤.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用[J].建材与装饰,2015(47):146-147.
        [2]田刚.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用现状和展望[J].建材与装饰,2016(14):226-227.
        [3]陈勇进.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用研究[J].福建建材,2016(08):69-70.
        [4]孟宪雯.虚拟仿真技术在建筑工程施工中的应用现状[J].黑龙江科技信息,2017(13):197.
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