數(shù)字孿生技術(shù)為社區(qū)建筑總體規(guī)劃帶來新突破
現(xiàn)代城市與社區(qū)的規(guī)劃具有極大的復(fù)雜性,，因此在建筑工程實施前進行建筑總體規(guī)劃是一項必不可少的程序，而建筑總體規(guī)劃本身即是一項困難且艱巨的任務(wù),，如何合理進行總體規(guī)劃,，如何降低總體規(guī)劃中花費的成本以及如何確保在總體規(guī)劃設(shè)計中每一個部門都能夠參與其中成為了一個行業(yè)難題。如今,，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展這一難題將有可能得以解決,。Grape Architects是一家總部設(shè)在奧斯陸的多學(xué)科實踐機構(gòu)，他們目前正在開發(fā)一個項目,，該項目的目標是幫助IFE（Institutt for Energiteknikk）在挪威利利斯特倫北部的Kjeller社區(qū)開發(fā)一個“研究和創(chuàng)新區(qū)”,。在項目中他們使用了數(shù)字孿生技術(shù)以幫助他們快速完成項目的總體規(guī)劃設(shè)計流程。
“IFE的目標是將Kjeller社區(qū)打造成為北歐地區(qū)最具吸引力的可再生能源,、石油,、核醫(yī)學(xué)和數(shù)字系統(tǒng)研究園區(qū)，以提供世界一流的研究基礎(chǔ)設(shè)施,?！痹擁椖坑蒊FE的首席技術(shù)和地產(chǎn)部門負責人Siw-Hege Gundersen負責開發(fā)。自2016年以來,，Isabel Ruiz Lopez在Grape的團隊一直在為該項目制定總體規(guī)劃方案,，但是在總體流程中他們遇到了許多障礙，包括：取消核業(yè)務(wù),，為開發(fā)新的地產(chǎn)項目清理安全區(qū),，確保園區(qū)內(nèi)復(fù)雜物流流程的正確運行，以及實現(xiàn)作為總體規(guī)劃愿景中那些具有吸引力,、創(chuàng)新性和可持續(xù)化的目標?，F(xiàn)在隨著VR&AR技術(shù)研發(fā)的突破，該項目也取得了突破性的進展,。
數(shù)字孿生與Varjo Aero頭戴式顯示器
Grape Architects繪制的IFE研究與創(chuàng)新區(qū)總體規(guī)劃（軸測圖）
項目中實現(xiàn)的突破是通過兩個平行的團隊同時協(xié)作而實現(xiàn)的,，他們通過技術(shù)的融合形成了自然的聯(lián)系。由Michael Louka領(lǐng)導(dǎo)的IFE虛擬和增強現(xiàn)實部門,，專注于數(shù)字模擬技術(shù)的應(yīng)用,，該團隊通過虛擬現(xiàn)實模擬的方式將現(xiàn)實世界中的資產(chǎn)與虛擬空間進行連接、映射，這種新方法能夠幫助他們更好的驗證一些與能源和醫(yī)療行業(yè)（石油和天然氣,、風能,、癌癥研究和醫(yī)藥行業(yè)等）相關(guān)的設(shè)計方案，使得總體建筑規(guī)劃更加合理,。與此同時,，Grape團隊則通過VR-Zone成功建立起了一個固定的從客戶到顧問再到員工的工作流程——流程中的所有人都能夠通過VR-Zone定期會面，討論和迭代他們的項目,，這大大提升了總體規(guī)劃項目中的工作效率,，避免了因錯誤流程與決策所導(dǎo)致的成本損失。
Grape和IFE在項目構(gòu)建中都使用了擁有3D資產(chǎn)的數(shù)字孿生,，以幫助他們對項目的實施進行總體規(guī)劃,。來自IFE虛擬現(xiàn)實團隊的Peter Christopher Bach和Mikel Salazar參與了研究與創(chuàng)新區(qū)虛擬現(xiàn)實模型的開發(fā)。他們在奧斯陸的工作給了他們體驗 Varjo Aero虛擬現(xiàn)實頭戴式顯示器的機會——在經(jīng)過短短幾分鐘測試過程后,，他們對該設(shè)備的清晰度和高分辨率做出了極高的評價,。鑒于他們在其部門25年的工作中一直使用各種各樣的虛擬現(xiàn)實頭戴設(shè)備的經(jīng)驗，他們最終決定將Varjo Aero作為IFE內(nèi)部用戶會議活動的一部分,。
2020年IFE/Grape的早期總體規(guī)劃草圖
當前數(shù)字孿生電池實驗室演示畫面（實時工作的虛擬現(xiàn)實模型）
3D視圖展示了作為研究和創(chuàng)新區(qū)總體規(guī)劃一部分的IFE新校區(qū)新研究藥物生產(chǎn)設(shè)施和測試實驗室的內(nèi)部概念
來自規(guī)劃大規(guī)模設(shè)施的挑戰(zhàn)
Grape對于研究和創(chuàng)新區(qū)的總體規(guī)劃包括大約12座新建筑,，其中82,，000平方米新建筑面積的加入使其現(xiàn)有設(shè)施（現(xiàn)有設(shè)施建筑面積56,，000平方米）占地面積擴大到兩倍之多。
建成后的研究和創(chuàng)新區(qū)不僅僅為研究人員打造,，同時也服務(wù)于學(xué)生,、外國工人等其他人員，當然還有當?shù)鼐用裨谀抢锷?、工作和學(xué)習,。他們將這一地區(qū)視為一個集體科技園，充滿創(chuàng)新,，并保持著高水平的知識多樣性,。
研究和創(chuàng)新區(qū)中廣場、人行道和道路等建筑元素相互融合,，園區(qū)中還有一些自主機器人,，它們會為園區(qū)中的人員提供各種服務(wù),，這讓整個科技園區(qū)彌漫著一種科幻小說的味道,。
IFE的虛擬和增強現(xiàn)實部門專注于對建筑群進行數(shù)字孿生模擬，并通過數(shù)字虛擬化的方式將流程與其數(shù)據(jù)集和研究聯(lián)系起來,。建筑設(shè)計和城市規(guī)劃要求的建模涉及許多非常相似的方法，它們都需要通過使用VR和AR技術(shù)并行數(shù)字孿生模型。這使得用戶能在VR/AR環(huán)境中更真實的驗證他們的設(shè)計,。
通過Rhino和Enscape制作的虛擬現(xiàn)實模型展示了Kjernen的研究和創(chuàng)新區(qū)廣場（圖為夏季）
通過Twin Motion的VR建筑模型顯示同一區(qū)域并快速調(diào)整到冬季,，我們能夠看到雪中的機器狗
虛擬現(xiàn)實模型呈現(xiàn)出用于舉辦用戶會議的現(xiàn)有禮堂和圖書館建筑
解決工作流中的兼容性問題
Grape與IFE的合作始于項目需要解決繁重的3D文件交換以及硬件和軟件的不兼容等問題,。在數(shù)字化時代，成功的3D協(xié)作工作的核心是生產(chǎn)管道,，這是好萊塢電影行業(yè)中始終在做的事情，然而建筑和科研領(lǐng)域?qū)τ谶@種技術(shù)還涉及未深,。挪威的大多數(shù)建筑主要使用Revit作為基礎(chǔ)設(shè)計工具，Revit中包含BIM功能,，這讓每個3D對象都能夠被語義標記和參數(shù)化,，以幫助改善建筑流程,。當然IFE也編寫了一些自己的建模軟件，這些建模軟件也應(yīng)用于建筑之外的各種行業(yè),，如石油和天然氣,、核能和醫(yī)藥等行業(yè),。但是創(chuàng)建協(xié)作環(huán)境最重要的是需要各種軟、硬件兼容,，因此IFE選用了兼容性更強的虛幻引擎作為他們虛擬現(xiàn)實工作流程的基礎(chǔ),。
結(jié)語
創(chuàng)建城市,、社區(qū)的數(shù)字孿生不僅能夠更加直觀，更加合理的完成對其的規(guī)劃項目,，而且能夠幫助參與其中的每個人更準確的了解項目進行的階段，幫助利益相關(guān)者制定更好的決策方案,，從而避免因決策失誤或流程錯誤所導(dǎo)致的成本損失風險,。
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