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文：曾家輝
全球科技發展改變現今人類生活方式，也改變了不同專業領域面貌。以建築業來說，從過去2D平面設計走向3D立體模型，甚至以虛擬實境建構未來建築，趨勢早已勢不可擋，這不但代表操作方式轉變，也促使設計師思考轉型，開拓出更大發展空間。
香港經濟得以高速發展，地產業可算勞苦功高，而地產業興旺也離不開建築業的支持。一直以來本港致力發展大型基建，每個項目費用數以億計，稍有差錯便盡失預算。最近，有本港大學成功研發建築虛擬模型技術，在校園內設立虛擬模型實驗室，只要輸入數據便可模擬工程建設，把平面設計轉化為立體的動畫影像。負責研究學者更指，新技術可有效節省5%至34.5%成本，也能避免不必要的工程延誤。
講求精準和效能，這完全體現了香港人性格！
電腦輔助工具不單應用在多媒體，更逐漸應用於建築設計，成為跨領域整合、互動模擬及設計思考的工具。電腦繪圖、3D模型不但結合環境和建築結構，並能模擬用家和環境互動，整合天人合一的設計藍圖。數碼化促使建築設計朝向新思考角度，除了跳脫出傳統2D空間思維局限，藉由電腦虛擬環境更有助設計者優化人類與環境的互動。
最近，香港理工大學建築及房地產學系在建築虛擬模型（Construction Virtual Prototyping, CVP）技術研究取得重大進展，將這專門應用於龐大建設項目的技術引入業界，協助發展商和項目管理人員有效地節省成本，避免不必要的工程延誤。
建樓起屋 從來不平面
李恆教授從04年起便領導12人研究小組，他表示這套建築虛擬模型技術全球首創，現已應用於實際建築工程。「建築虛擬模型技術概念其實簡單易明，主要是將承建商的真實建造數據輸入電腦，然後進行模擬工程建設，將複雜建築結構平面設計圖轉化成三維立體動畫影像，可清晰顯示出立體化的施工流程及資源安排，它又能自動顯示錯處，安全水平大大提高。」
李恆教授說：「建築設計過程複雜，施工環境不斷變化，時間控制除視乎資金、工人、物料、機器等平常因素，還受天氣、地理環境，甚至地盤外圍環境影響。要有效配置和善用資源實不容易，真的要看齊天、地、人。」他解釋，隨著目前工程難度和技術要求不斷提高，項目管理人員難以單靠傳統設計工具來想像和評估施工方案，所以業界極需一套高度仿真模擬施工組織設計工具，才可解決施工困難。
分析數據 省錢更省人
「我們研發的建築虛擬模型技術，正好把整個建設程序立體化，讓承建商可在施工前嘗試不同方法，制訂最終理想方案，充分運用資源和時間。」李恆教授指，新技術可預先減少施工時間，這種先試後建的方法，可將原本12%至22%翻工費用減至零，管理費亦可減半，例如原本需要6名監工，現在3名即可，最理想更可減少5%至34.5%項目成本。
李恆教授強調，新技術能把生產、裝配、組裝等核心部分融合在建設過程中，涵蓋所有相關環節及條件，再將所有細節在虛擬模型中合成，成為高度仿真的虛擬工程建設模型。技術涵蓋整個建築周期，從初期工程可行性研究直至完工維護階段。
實際應用 表現非一般
李恆教授指，在香港的大學較適宜從事可應用的研究項目，一來容易尋找資源，二來可更快得悉實際效果，三來對社會有實質貢獻。這套技術過去4年曾處理過27個複雜基建項目，包括屯門警察宿舍、鰂魚涌港島東中心、將軍澳東亞運動會主場館及澳門威尼斯人酒店等。
「東亞運動會主場館的項目利用建築虛擬模型技術，測出36處建築設計與結構設計碰撞錯誤、47處結構設計碰撞錯誤，並預知到一些潛在危險，提高了建築安全水平。鰂魚涌的港島東中心項目，更把主力牆興建時間由原本68日減少至55日，施工時間和成本大大減少。」
設實驗室 與業界連繫
另外，為進一步發展這項尖端技術，理大建築及房地產學系最近還在校園設立「建築虛擬模型實驗室」（Construction Virtual Prototyping Laboratory），為業界提供專業服務，包括項目投標階段，在高仿真環境下為承建商提供快速虛擬施工模型，展示及測試方案的可行性，並可在施工期間透視規劃和建造過程。
據了解，實驗室已獲中國海外集團有限公司，及金門建築公司各自捐贈港幣100萬元支持成立。今年初，國家住房和城鄉建設部亦向實驗室提供50萬人民幣研究資助，是本地院校首次獲有關部門資助。此外，主要內地發展商萬科房地產有限公司，及中國建築國際集團有限公司，也在其內地房地產項目採用了新技術。
虛擬技術 解實際問題
把虛擬實境技術應用於建築設計已成未來趨勢，最大價值莫過提高人類與環境互動共融，而困難之處，便是須事先把設計數碼化，系統隨生活方式改變而調整，生態環境、都市發展的變數都會影響結果。
新技術操作過程的準確性及靈活性還有很大的改進空間，虛擬模型技術原本希望不致停留於空間表現，而是能夠考量人類和環境在空間的結合，如果能結合環境評估因素，技術的效能會有更大的發展空間。而且，新技術操作需要有一定設計知識，使用者需經過專門訓練，否則設計便會流於空有形體而無實質內涵。
「使用時就好像玩電腦模擬遊戲一樣，但這系統卻能真實地確認施工方案的錯誤、進行施工技術測試並檢測工期與資源問題，並找出合宜應對方案，既慳老闆的錢，也慳工人的時間。」李恆教授笑道。
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