三维扫描在某剧院旋转楼梯铝板装饰前钢结构骨架整体精度检测的应用【上海沪敖3D案例】

背景介绍

建筑是实用功能、工程技术和造型艺术三者紧密结合的产物。对于现代建筑而言，在工程技术、建造质量日趋完善的环境下，造型的艺术化效果更是人们对其评价的ZD。

现代建筑凭借钢及混凝土材料的组合并运用框筒等结构体系，在高度、体量、深度方面一再突破极限，但也存在外立面趋同、单调乏味的问题。因此设计师常采用复杂化的幕墙等方式来营造艺术美感，例如本案例中施工方采用铝塑复合板来进行装饰。

铝塑复合板（又称铝塑板）作为一种装饰材料，自上世纪八十年代末从德国引进到中国，以其经济性、色彩的多样性、施工的便捷性、以及良好的加工性能、防火性受到青睐。铝塑复合板用途广泛，例如可用于大楼外墙、帷幕墙板、旧楼改造翻新、室内墙壁及天花板装修、广告招牌、展示台架、净化防尘等工程。

在施工中，我们需要在安装铝塑板之前，事先根据项目的实际情况设计支撑骨架，骨架采用标准规格的方形钢管焊接而成。骨架的安装精度直接决定了后续安装的难易程度，设计师也需要根据龙骨的实际尺寸情况调整铝板的设计和分块方案，因此一般在骨架施工结束后需要对钢结构骨架进行复核测量，与设计图纸进行比对，评估精度是否满足安装要求。

传统测量方式有卷尺或者全站仪进行测量，效率、测量精度及数据量均有限，往往以点代线、以点代面，不能全面还原已筑构件全貌，对后续饰面深化工作的支撑作用有限，造成预制件在现场需修正的问题，对饰面的ZZ完成效果及工程进度会造成不利影响。

而现在，三维激光扫描仪作为一种高效、全面、准确的测量方式正在被应用到建筑的方方面面中去。

项目实例

1. 项目概况

本案例中沪敖为某剧院内部两个旋转楼梯的铝板装饰进行整体检测。

依照设计要求，施工方需要用铝板包住楼梯两侧扶手一直旋转往上。现场钢骨架已经安装完成，我司受托对钢骨架进行全尺寸测量工作。后续完成点云后，又将钢架部分逆向成实体模型，方便设计师在Rhino（犀牛）软件中进行拾取等操作，以便完成后期铝板分割的设计工作。

2、工作流程

1）现场扫描

本案使用了Faro Focus S350进行三维扫描，按照楼梯路径布置站点。

2）拼接去噪点输出

扫描站点可以在软件中实现全自动融合，无需人工干预。拼接完成后输出删除不需要的点云后得到ZZ结果。

3）逆向建模

得到点云后使用逆向建模软件Geomagic DesignX可以按点云逆向生成实体模型。

2. ZZ成果

将模型和点云一起导入Rhino里，坐标系自动统一，钢架部分已经是实体模型便于进行拾取操作，而点云也可以为设计提供环境参照。

结论

本次案例中，旋转楼梯的铝板装饰数量多、变形大，给施工测量、安装带来较大困难。

我们凭借三维激光扫描技术的优势及特点，对已完成结构表面进行全面的扫描测量，并生成三维模型，这就有望解决在饰面深化中的测量难题。

针对扫描结果的定量及定性分析，可对构件进行精确的深化调整及制作，为现场安装提供有利条件，利用三维扫描结果的三维模型，可在设计阶段对深化图纸进行调整，并按调整后的深化图纸进行构件加工。ZZ可加快现场构件的安装作业 。

三维激光扫描技术能够快速获取高密度、高精度的空间信息，满足建设工程中饰面深化的应用要求。运用三维激光扫描技术不仅避免了人工测量的局限性，加快装饰构件的生产及安装，提高了饰面深化的工作效率，更可减少深化工作中的多次修正。同时，该技术也同样适用于各类其他的建筑二次深化设计及施工中。

展望

三维扫描在建筑行业中的发展前景十分广阔，可用于解决数据的采集、分析以及建筑结构模型的建立与解析等问题，而这些数据的获取与分析是后期深化方案与图纸设计的重要依据。我们通过高速三维扫描的方式，能快速完整地获取待测物体的三维点云数据，方便有效地生成各种大型、复杂、不规则、非标准的实体或实景的对象的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据。三维扫描克服了传统测量的局限性，把以点代面的测量方法改变为全局性的整体测量，解决了人工测量精度低、效率低的缺点，且通过对物体进行整体扫描，能为后续的数据处理提供丰富的源数据 。

随着建筑行业信息化程度的不断提升，三维扫描高精度、高效率获取各项所需数据，应用在全尺寸检测、以及高精度逆向工程的三维建模与重构中的应用将更加成熟、前景更加广阔，成为建筑企业的核心竞争力。

沪敖3D是一家致力于三维数字化行业解决方案的技术型企业，拥有丰富的三维项目经验，公司以行业应用为出发点，为客户提供三维数字化采集、三维数据处理、三维数据管理等一系列应用服务。

沪敖3D拥有结构光拍照式三维扫描仪、手持三维扫描仪（大小空间）、地面三维激光扫描仪、无人机倾斜摄影测量、3D打印等多种技术手段，从几厘米到几百米的物体或三维空间，从几个微米到几个厘米的精度，沪敖均可提供涵盖软硬件产品和项目服务的完整解决方案。

沪敖3D目前主要服务于制造业（汽车、航空航天、船舶、模具、铸造以及各种机械）、建筑业（建筑设计、施工、装修等）、文化遗产（博物馆、古建筑、考古等）、数字化工厂、JY公共安全、影视制作、教育等行业。提供质量检测、三维建模、逆向工程、数字存档、GD/T分析、有限元分析、虚拟安装、干涉分析、工程测绘、形变监测、3D打印等技术方案。