0 引言

　　随着计算机技术和通信技术的不断发展，BIM技术结合云计算技术、3D打印技术、激光扫描技术、虚拟现实技术等应用，大大提高建筑行业发展质量，使BIM技术在建筑行业中的应用趋势愈发多元化。虚拟现实技术可以全景模仿的方式为用户创造虚拟环境，使用户产生沉浸于虚拟环境的感觉，并与虚拟环境相互作用，从而引起虚拟环境的实时变化。

　　目前，在工程项目建设管理过程中，为确保工程质量达到相关技术标准及规范要求，在各分项工程施工前，先进行样板的施工和确认，通过样板间施工达到样板引路的目的。为避免因大面积拆改、返工造成工期、质量、成本等方面的损失，各大企业都将工程质量样板引路制度作为施工质量管控的方法，通常在相应工程部位或工程部位外的独立区域制作实体样板。但实体样板也存在一定弊端，待工程建造完成后，非工程部位的实体样板通常需要被拆除，不仅浪费大量的建筑施工材料，且产生建筑垃圾，污染环境。传统施工工艺样板引路极易受施工场地限制，完成实体样板施工费时费力费材，且施工工艺样板循环使用难度较大，只能单次使用。基于BIM技术的虚拟现实施工工艺样板具有不受场地限制，灵活性与经济性较高，且可循环使用，尤其适用于场地受限、工期紧张、工程质量要求较高及施工工艺种类较多的项目。

　　南京恒嘉路项目对基于BIM技术虚拟现实施工工艺样板引路进行应用，得出该施工工艺样板引路的应用情况。

　　1 工程概况

　　南京恒嘉路项目位于江苏省南京市玄武区恒嘉路与红山南路交叉口，总建筑面积约6.6万m²，地下建筑面积2万m²，地上建筑面积4.6万m²。共2栋3个塔楼，地上8层，层高4.2m，地下2层，建筑总高度35m，为装配式框架结构，建筑设计使用年限为50年(见图1)。

　　图1 南京恒嘉路项目效果  

　　预制构件种类有预制叠合板、预制叠合次梁和预制楼梯。砌筑工程主要采用蒸压加气混凝土内隔墙板、陶粒混凝土隔墙板、蒸压加气混凝土砌块及煤矸石多孔烧结砖。其中地下室采用一般水泥砂浆抹灰，塔楼采用石膏砂浆薄抹灰。项目施工场地狭小，施工周期短，质量要求高，涉及的施工工艺种类较多。

　　2 实施流程

　　2.1 整体策划

　　综合该项目实际情况，针对砌体工艺样板、内墙抹灰样板、水电安装工艺样板、卫生间样板、屋面施工工艺样板、轻质内隔墙样板及装配式结构样板等施工样板，选择性制作虚拟现实施工工艺样板，即一部分施工工艺样板选做传统实体样板，另一部分选做虚拟现实施工工艺样板。为保证此工作的有序性及规范性，工作开始前制定完整的工作流程(见图2)。

　　图2 工作流程  

　　确定流程后，对工作任务进行梳理分配，形成任务分配清单文件并及时更新工作完成情况。以任务分配清单为依据，责任到人，相关人员严格按照计划时间完成相应工作。明确分工和详细的时间节点计划可有效提高人员工作效率，调动相关人员工作积极性。每完成一个工作节点后，由公司BIM工作站牵头，联合项目技术部检查审核相关BIM工作成果，以保证工作按时高效完成。

　　2.2 资料收集

　　在制作虚拟现实施工工艺样板Revit模型前，根据已确定项目所需制作的虚拟现实施工工艺样板种类，收集如下相关文件资料:(1)施工工艺样板CAD施工图纸;(2)相关施工方案及技术交底文件;(3)集团公司下发的内部相关规范标准文件。

　　制作模型前仔细阅读相关工艺施工方法、施工步骤、完成效果，再创建下一步骤模型。充分理解相关技术资料后再进行建模，保证后期建模的准确性和真实性，可指导现场施工，起到样板先行的作用。

　　2.3 创建模型

　　根据收集到的施工工艺样板CAD图纸，BIM工程师使用Revit软件进行虚拟现实施工工艺样板的三维建模。建模时的模型与图纸完全吻合，在建模过程中，及时发现并记录图纸问题，对比相应施工方案及交底文件后若发现问题，统一将问题汇报至项目技术部，由项目技术部审核确认提出处理方法，反馈至三维模型后重复上述过程。通过此方法确保虚拟现实施工工艺样板三维模型的准确性和真实性，使虚拟现实施工工艺样板指导实际现场施工，达到施工前样板先行的目的。

　　对于模型中部分尺寸变化可能性较大的构件，如蒸压加气混凝土砌块、煤矸石多孔烧结砖及蒸压加气混凝土内隔墙板等，在创建三维模型时应添加尺寸参数，形成该构件的参数化模型族文件。可大大提高虚拟现实施工工艺样板模型创建的工作效率，减少重复性建模工作，实现虚拟现实施工工艺样板的重复使用。

　　使用族文件制作施工工艺样板模型后，保存族文件，可实现若有其他项目施工使用相同或相似的工艺时，即可直接使用或略微修改后使用，以提高建模效率，避免重复性建模工作。新建项目文件将前期策划中所需的虚拟现实施工工艺样板族文件全部载入项目文件，按照场地施工布置图进行排列，形成Revit虚拟现实施工工艺样板模型文件。

　　2.4 生成全景图

　　创建完成虚拟现实施工工艺样板三维模型后制作全景图，使用基于Revit软件的实时渲染引擎Twinmotion软件对施工工艺样板三维模型进行快速添加材质、场景及全景图的渲染输出等操作。三维模型创建完成后，打开Twinmotion软件，实现实时渲染输出。若发现模型存在问题，只需在Revit软件中进行修改，Twinmotion软件中的模型信息会进行相应调整。在Twinmotion软件中可快速添加构件材质，将构件材质调整为现场实际材质，尽可能做到真实、形象、贴合实际。材质调整完成后再调整阳光照射高度、方向、强度等场景参数，模拟现场实际情况，需注意阴影尽量不遮挡三维模型，避免因阴影导致看不清内容等问题。添加材质及场景后，确定所需的全景图镜头及多个多角度镜头，渲染输出完成后筛选具体场景的展示图片。

　　将渲染输出完成的施工工艺样板展示全景图上传至720云平台，制作全景图效果，将完成后的720云全景图作品以网址链接和二维码的形式进行分享(见图3)。针对不同的施工工艺样板分别添加场景，每个场景为一张该位置的全景图，并在各场景内添加热点链接进行场景切换，注意添加的热点符号需符合实际情况，箭头方向对应相应的实际位置，也可在各场景施工工艺样板模型上添加图片热点。将对应的施工技术方案、技术交底文件及质量规范要求等转换为图片形式上传至相应位置，编辑清楚热点名称。同时还可在场景中添加视频热点，将制作完成的该部位施工过程动画演示视频或实际规范操作视频上传至相应位置，以视频名称命名热点名称，方便现场人员及时查看相关做法、质量要求及动画过程演示等。

　　图3 施工工艺样板展示 

　　2.5 虚拟现实施工工艺样板展示

　　根据生成的全景图二维码制作现场全景图二维码展示牌，打印后粘贴于施工现场出入口等重要位置。项目部管理人员及施工作业人员可使用手机扫描二维码查看虚拟现实施工工艺样板。点击各场景热点切换场景，在不同施工工艺样板场景内通过点击图片热点和视频热点查看相关技术交底、施工方案文件、质量规范要求及施工过程演示动画等，明确具体施工做法及施工工艺。也可使用电子触控屏进行演示，在线打开720云全景图链接，操作方式与手机移动端方法相同。项目对外展示时触摸屏演示虚拟现实施工工艺样板全景图，配合现场实际已建造的其他施工工艺样板，更好地让参观者感受相关施工工艺，增加场景真实性，体现信息化管理的优势。

　　如果遇到做法或材料等发生变化时，BIM工程师仅修改三维模型进行重新渲染，输出为全景图，在720云平台上替换更新全景图后，扫描原来的二维码即可查看最新虚拟现实施工工艺样板全景图，不需重新打印全景图展示牌，二维码、网址链接对应的信息即可被替换，实现真正的信息化管理。

　　3 实施效果

　　南京恒嘉路项目通过结合虚拟现实施工工艺样板与实体样板，比传统方式节省实体样板所需施工用地50%、施工成本60%、工期80%。基于BIM技术的虚拟现实施工工艺样板引路技术具有以下优点。

　　1)经济性虚拟现实施工工艺样板根据相关样板引路规范文件，利用相关软件便可完成。相比传统施工工艺样板，减少相应材料、人工、机械等成本的投入。

　　2)时效性现场施工工艺样板在人材机满足条件的情况下，约需1周时间可以完工，周期较长。但采用基于BIM技术的虚拟现实施工工艺样板只需1名BIM工程师，1d内便可高质量完成。

　　3)可复用性现场施工工艺样板只可在本项目进行展示应用，实现可循环样板展示的难度大，而虚拟现实施工工艺样板可实现模型复用。

　　4)实用性便于现场人员快速了解建筑信息，丰富技术交底的形式，掌握施工工艺，提高施工水平，保证施工质量，减少返工。

　　根据南京恒嘉路项目现场的应用，传统样板引路方式中，施工操作人员只能看到该种施工工艺完成后的效果，仅通过对施工人员进行技术交底难以清楚交代施工步骤、施工过程中可能引发的质量问题，对施工人员技术操作水平要求较高，并加大管理人员的管理难度。但基于BIM技术虚拟现实施工工艺样板引路方法在主要出入口等位置均设有二维码展示牌，现场操作人员可随时扫码观看施工工艺样板展示。

　　当不清楚施工过程时，除可看到该种施工工艺完成后的效果，还可点击图片及视频热点查看施工技术方案、技术交底、质量规范及施工工艺动画演示视频等，避免因施工过程出现问题导致施工质量偏差。

　　4 结语

　　基于BIM技术的虚拟现实施工工艺样板引路具有经济性、时效性、可复用性及实用性等优势，在有效缩短施工时间、节省施工成本、减少返工现象、保证施工质量的同时，不仅有效节省实体样板建造所需的材料、人工及用地面积，还可避免室外实体施工工艺样板在工程结束后拆除所导致的人工费、材料二次消耗费，有效推进绿色施工。

　　虚拟现实技术是未来建筑行业的发展方向，需各方面力量积极推动和支持，不断完善理论和技术体系，并且广泛应用于实践，得到实际应用的良好效果，以促进施工技术的进步和发展。在现代化建筑行业发展潮流中，基于BIM的虚拟现实技术不局限于施工工艺样板展示，更适用于整个生命周期，如建筑完成效果、施工过程三维场布效果等的演示。