建筑施工方案可视化优化与实践

摘要。通过对各种建筑施工方案可视化模拟技术进行对比分析，指出了现有技术的不足。同时以上海中心大厦工程为例，通过建立精确的bim模型，并与现有3dsmax动画技术结合，发挥两者技术优势，实现了优化的基于bim的建筑施工方案可视化模拟，为施工方案的优化以及技术交底提供了更为真实化的模拟手段。

关键词：施工方案模拟；bim；施工动画；可视化；虚拟现实

建筑施工方案可视化模拟技术是一种仿真技术。通过这一技术，可以将施工方案以三维动态的方式直观地展示出来，改变了原来平面的、静止的施工方案表现手段。对于复杂的建筑工程施工来说，这一技术可以为施工方案的编制者、决策者提供更为便捷、高效的辅助。所谓三维可视化模拟技术，其本质就是通过计算机的运算和处理，建立三维物体造型并使该物体在三维空间运动。从最初的三维物体造型发展到目前的虚拟现实技术，在三维模拟的建立手段、计算方法以及三维真实效果等方面，技术发展日新月异。

1建筑施工方案可视化模拟现有技术及其不足

建筑施工方案可视化模拟技术的发展在我国已有10多年，从最初的flash二维平面动画模拟技术（图1）逐步发展到以3dsmax为代表的三维动画模拟技术。随着技术的发展以及建筑工程复杂程度的提高，二维施工动画很难满足实际需求，目前更多的是用在ppt演示文稿中，针对一些简单的工艺进行描述。而三维施工方案模拟技术在建筑施工领域的应用日益广泛，在施工企业的竞标以及施工管理等方面都发挥了重要作用，上海中心大厦工程就专门制作了施工方案三维动画（图2）。这期间，pkpm等国内软件公司开发了针对建筑工程施工现场的专门动画制作软件（图3），简化了软件入手难度，但其效果与3dsmax等专业动画制作软件仍有差距。图1flash制作的二维滑模图2上海中心大厦施工方案三维施工动画演示动画演示近年来，bim技术在建筑业掀起了一场巨大变革。bim以三维数字技术为基础，集成了建筑工程项目各种相关信息的工程数据模型，是对工程项目设施实体与功能特性的数字化表达。bim可以进行3d可视化施工模拟，如果整合施工进度后，就可以实现4d施工模拟（图4）；再进一步，在整合成本信息后，可以实现5d施工模拟。bim软件不少具有动画模拟的功能，如常用的navisworks等[1-2]。bim可视化施工模拟，即虚拟建造的优点在于其基础模型的精度与实物的吻合度提高了，这样模拟的真实度就可以得到保证。根据建筑的不同实施阶段，其bim模型的深度可分为lod100（方案设计阶段）、lod200（初步设计阶段）、lod300（施工设计阶段）、lod400（施工深化阶段）以及lod500（竣工运维阶段）。在这方面，以前利用3dsmax建立的模型精度与之相比，差距就比较大了。因此，当需要表达一些细部的施工工艺时，采用bim模型更为精准可靠。但目前采用navisworks等bim软件实施的施工方案可视化模拟也存在明显的不足，即渲染效果无法与3dsmax等软件媲美，bim动画呈现的效果大多画面灰暗、场景真实感差，这些都影响了动画模拟的可视化效果。

2基于bim的建筑施工方案可视化演示优化探索