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實景建模技術在改造項目中的應用

作者: Century 3       更新時間: 2020-03-03


作者:生特瑞BIM中心主任金文昊


當我們無法找到原始竣工圖,或竣工圖無法完成表現建築結構機電現狀時,能否采用現代化技術,通過現場測量對現場進行建模,提供改造項目設計的基礎,提高設計可選性和設計質量?答案是肯定的。通過3D激光掃描、BIM逆向建模、核準這三個步驟便可以克服這個難題。下麵我們通過生特瑞的一例舊廠房改造項目案例進行介紹。


圖中的舊廠房為一幢單層排架結構廠房,建造年代為1995年前後。該房屋目前作倉庫使用,原始建築結構圖紙均缺失。建築高度約10.3m,室內外高差1.4m。建築尺寸67.5mX36m,柱網7.5mX18m建築占地麵積2482.0m²,建築麵積:2482.0m²。業主的訴求是要將倉庫改造為生產車間。


黃色部分為改造範圍


由於沒有原始竣工圖紙,該項目麵臨許多改造難點。首先設計師們需要測量場地大小,建築牆、柱、量的實際尺寸和位置,均需專業的儀器和設備配合才能完成測繪。因此測量難度極大,現場勘測需要專業人員3人工作1周時間才能完成。但項目的設計周期隻有4周,工期非常緊張。因此,本項目采用三維激光掃描對現場實際情況進行數據收集,再通過三維逆向建模建立實際竣工模型用於後續改造設計。


一,3D掃描進行數據采集方案


在設計周期極度緊張的情況下,為保證測繪質量,同時又要與時間賽跑,我們決定采用三維實景掃描的方法來獲取現場實際情況。我們安排2名工作人員,一人負責掃描,另一人輔助。整棟建築內部共計掃描40個點位,僅僅用1天時間便完成了三維掃描任務。


2名掃描人員在現場工作



二,逆向建模


雖然建築麵積僅有2400多平方米,但是點雲數據量已經達到了30GB。將掃描采集的點雲信息轉換成rcs格式,數據壓縮成6GB後導入revit中,這樣一個三維點雲模型便呈現在設計師的電腦上。接著,建模人員根據點雲模型建立Revit竣工模型,內容包括了柱、牆、門、窗、屋麵以及部分管道,同時其他設計師可以通過這個Revit模型同步開始後續的改造設計。


通過激光掃描儀掃描現有建築內部空間,完整獲取內部客觀事物幾何尺寸和位置關係,為下一步改造設計提供真實可靠的基礎信息




根據點雲模型進行逆向建模



三、核準


當Revit模型建立完畢,需要對點雲和現場照片再次進行核準,確保建立的Revit模型大小尺寸,位置關係和點雲模型一致,同時一些小而重要的構建也沒有遺漏。最後就可以開始正式改造設計了。



模型和點雲疊合


該項目利用了最少的人力和最短的時間,通過三維實景掃描加逆向建模技術,將真實的場景在電腦上還原出來,極大程度上減少了由於測量不準確而導致的後續設計錯誤,為改造設計提供了有力的基礎保障。



總結


C3這幾年在香港、東南亞承擔了多個類似的改擴建項目,這些項目共同點皆是建築老舊、原始設計竣工資料不完整、或錯或漏。隨著三維技術的發現日趨成熟,原先靠人力測量而導致的精準度偏差,如今能得到有效解決。三維實景掃描的特點,是能在短時間內獲取現場可視化與可編輯的精確數據,數據的格式種類多樣,非常容易由BIM軟件進行導入;而三維掃描技術很大程度能夠彌補目前BIM技術領域對於現場建造的數據采集的短板,同時又避免了人工數據采集的精確度低和可靠性低的問題。通過逆向建模並根據不同的需求進行數據的應用,將大大擴展BIM技術在改造設計中的價值。

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