建筑是實用功能、工程技術和造型藝術三者緊密結合的產物。對于現代建筑而言,在工程技術、建造質量日趨完善的環境下,造型的藝術化效果更是人們對其評價的重點。
現代建筑憑借鋼及混凝土材料的組合并運用框筒等結構體系,在高度、體量、深度方面一再突破極限,但也存在外立面趨同、單調乏味的問題。
因此設計師常采用復雜化的幕墻等方式來營造藝術美感,例如本案例中施工方采用鋁塑復合板來進行裝飾。
鋁塑復合板(又稱鋁塑板)作為一種裝飾材料,自上世紀八十年代末從德國引進到中國,以其經濟性、色彩的多樣性、施工的便捷性、以及良好的加工性能、防火性受到青睞。
鋁塑復合板用途廣泛,例如可用于大樓外墻、帷幕墻板、舊樓改造翻新、室內墻壁及天花板裝修、廣告招牌、展示臺架、凈化防塵等工程。
在施工中,我們需要在安裝鋁塑板之前,事先根據項目的實際情況設計支撐骨架,骨架采用標準規格的方形鋼管焊接而成。骨架的安裝精度直接決定了后續安裝的難易程度,設計師也需要根據龍骨的實際尺寸情況調整鋁板的設計和分塊方案,因此一般在骨架施工結束后需要對鋼結構骨架進行復核測量,與設計圖紙進行比對,評估精度是否滿足安裝要求。
傳統測量方式有卷尺或者全站儀進行測量,效率、測量精度及數據量均有限,往往以點代線、以點代面,不能全面還原已筑構件全貌,對后續飾面深化工作的支撐作用有限,造成預制件在現場需修正的問題,對飾面的最終完成效果及工程進度會造成不利影響。
而現在,三維激光掃描儀作為一種高效、全面、準確的測量方式正在被應用到建筑的方方面面中去。
項目實例
1. 項目概況
本案例中滬敖為某劇院內部兩個旋轉樓梯的鋁板裝飾進行整體檢測。
依照設計要求,施工方需要用鋁板包住樓梯兩側扶手一直旋轉往上。
現場鋼骨架已經安裝完成,我司受托對鋼骨架進行全尺寸測量工作。
后續完成點云后,又將鋼架部分逆向成實體模型,方便設計師在Rhino(犀牛)軟件中進行拾取等操作,以便完成后期鋁板分割的設計工作。
2、工作流程
1)現場掃描
本案使用了Faro Focus S350進行三維掃描,按照樓梯路徑布置站點。
2)拼接去噪點輸出
掃描站點可以在軟件中實現全自動融合,無需人工干預。拼接完成后輸出刪除不需要的點云后得到最終結果。
3)逆向建模
得到點云后使用逆向建模軟件Geomagic DesignX可以按點云逆向生成實體模型。
2. 最終成果
將模型和點云一起導入Rhino里,坐標系自動統一,鋼架部分已經是實體模型便于進行拾取操作,而點云也可以為設計提供環境參照。
結論
本次案例中,旋轉樓梯的鋁板裝飾數量多、變形大,給施工測量、安裝帶來較大困難。
我們憑借三維激光掃描技術的優勢及特點,對已完成結構表面進行全面的掃描測量,并生成三維模型,這就有望解決在飾面深化中的測量難題。
針對掃描結果的定量及定性分析,可對構件進行精確的深化調整及制作,為現場安裝提供有利條件,利用三維掃描結果的三維模型,可在設計階段對深化圖紙進行調整,并按調整后的深化圖紙進行構件加工。最終可加快現場構件的安裝作業 。
三維激光掃描技術能夠快速獲取高密度、高精度的空間信息,滿足建設工程中飾面深化的應用要求。運用三維激光掃描技術不僅避免了人工測量的局限性,加快裝飾構件的生產及安裝,提高了飾面深化的工作效率,更可減少深化工作中的多次修正。同時,該技術也同樣適用于各類其他的建筑二次深化設計及施工中。
展望
三維掃描在建筑行業中的發展前景十分廣闊,可用于解決數據的采集、分析以及建筑結構模型的建立與解析等問題,而這些數據的獲取與分析是后期深化方案與圖紙設計的重要依據。我們通過高速三維掃描的方式,能快速完整地獲取待測物體的三維點云數據,方便有效地生成各種大型、復雜、不規則、非標準的實體或實景的對象的三維模型及線、面、體、空間等各種制圖數據。三維掃描克服了傳統測量的局限性,把以點代面的測量方法改變為全局性的整體測量,解決了人工測量精度低、效率低的缺點,且通過對物體進行整體掃描,能為后續的數據處理提供豐富的源數據 。
隨著建筑行業信息化程度的不斷提升,三維掃描高精度、高效率獲取各項所需數據,應用在全尺寸檢測、以及高精度逆向工程的三維建模與重構中的應用將更加成熟、前景更加廣闊,成為建筑企業的核心競爭力。
