实景建模技术在改造项目中的应用

作者: Century 3 更新时间: 2020-03-03

作者：生特瑞BIM中心主任金文昊

当我们无法找到原始竣工图，或竣工图无法完成表现建筑结构机电现状时，能否采用现代化技术，通过现场测量对现场进行建模，提供改造项目设计的基础，提高设计可选性和设计质量？答案是肯定的。通过3D激光扫描、BIM逆向建模、核准这三个步骤便可以克服这个难题。下面我们通过生特瑞的一例旧厂房改造项目案例进行介绍。

图中的旧厂房为一幢单层排架结构厂房，建造年代为1995年前后。该房屋目前作仓库使用，原始建筑结构图纸均缺失。建筑高度约10.3m，室内外高差1.4m。建筑尺寸67.5mX36m，柱网7.5mX18m建筑占地面积2482.0m²，建筑面积:2482.0m²。业主的诉求是要将仓库改造为生产车间。

黄色部分为改造范围

由于没有原始竣工图纸，该项目面临许多改造难点。首先设计师们需要测量场地大小，建筑墙、柱、量的实际尺寸和位置，均需专业的仪器和设备配合才能完成测绘。因此测量难度极大，现场勘测需要专业人员3人工作1周时间才能完成。但项目的设计周期只有4周，工期非常紧张。因此，本项目采用三维激光扫描对现场实际情况进行数据收集，再通过三维逆向建模建立实际竣工模型用于后续改造设计。

一，3D扫描进行数据采集方案

在设计周期极度紧张的情况下，为保证测绘质量，同时又要与时间赛跑，我们决定采用三维实景扫描的方法来获取现场实际情况。我们安排2名工作人员，一人负责扫描，另一人辅助。整栋建筑内部共计扫描40个点位，仅仅用1天时间便完成了三维扫描任务。

2名扫描人员在现场工作

二，逆向建模

虽然建筑面积仅有2400多平方米，但是点云数据量已经达到了30GB。将扫描采集的点云信息转换成rcs格式，数据压缩成6GB后导入revit中，这样一个三维点云模型便呈现在设计师的电脑上。接着，建模人员根据点云模型建立Revit竣工模型，内容包括了柱、墙、门、窗、屋面以及部分管道，同时其他设计师可以通过这个Revit模型同步开始后续的改造设计。

通过激光扫描仪扫描现有建筑内部空间，完整获取内部客观事物几何尺寸和位置关系，为下一步改造设计提供真实可靠的基础信息

根据点云模型进行逆向建模

三、核准

当Revit模型建立完毕，需要对点云和现场照片再次进行核准，确保建立的Revit模型大小尺寸，位置关系和点云模型一致，同时一些小而重要的构建也没有遗漏。最后就可以开始正式改造设计了。

模型和点云叠合

该项目利用了很少的人力和很短的时间，通过三维实景扫描加逆向建模技术，将真实的场景在电脑上还原出来，很大程度上减少了由于测量不准确而导致的后续设计错误，为改造设计提供了有力的基础保障。

总结

C3这几年在香港、东南亚承担了多个类似的改扩建项目，这些项目共同点皆是建筑老旧、原始设计竣工资料不完整、或错或漏。随着三维技术的发现日趋成熟，原先靠人力测量而导致的精准度偏差，如今能得到有效解决。三维实景扫描的特点，是能在短时间内获取现场可视化与可编辑的精确数据，数据的格式种类多样，非常容易由BIM软件进行导入；而三维扫描技术很大程度能够弥补目前BIM技术领域对于现场建造的数据采集的短板，同时又避免了人工数据采集的精确度低和可靠性低的问题。通过逆向建模并根据不同的需求进行数据的应用，将大大扩展BIM技术在改造设计中的价值。