激光技术在建筑行业的应用
建筑全生命周期简单的说就是指从材料与构建生产、规划与设计、建造与运输、运行与维护直到拆除与处理(废弃、再循环和再利用等)的全循环过程。建筑工程项目具有技术含量高、施工周期长、风险高、涉及单位众多等特点,因此建筑全生命周期的划分就显的十分重要。一般我们将建筑全生命周期划分为五个阶段,即规划阶段、设计阶段、施工阶段、运维阶段、拆除与处理阶段。
激光测量技术是一种通过位置、距离、角度等观测数据直接获取对象表面点的三维坐标,实现地表信息提取和三维场景重建的对地观测技术。其中主动传感系统(激光扫描仪)利用返回的脉冲可获取探测目标高分辨率的距离、坡度、粗糙度和反射率等信息,而被动光电成像技术(数码相机)可获取探测目标的数字成像信息,经过地面的信息处理而生成逐个地面采样点的三维坐标形成的点云。激光测量技术被广泛的应用于建筑建筑全生命周期。
建筑全生命周期—规划设计阶段:
l 利用激光雷达测绘技术测绘规划用地区域的二维地图、三维地形及周边建筑地理环境。对施工区域内的景观和植被等进行分析和规划,这对于完善全局规划和保护工程景观起到了重要的作用;
l 三维激光扫描技术在工程建设规划初期可以完美的提供工程建设现场1:1的真彩色三维点云模型,包括地形地貌,交通线路,周边建筑(及其细节信息,如步行广场的平台、走廊、楼梯的位置、坡道;入口和出口点;紧急通道和通风设施;楼层之间的连接等。获取更加全面的基础信息为规划设计提供准确依据;
l 设计的建筑模型可以匹配到扫描的点云数据中,来进一步检查设计与现场周边环境的冲突,进一步验证建筑设计模型是否合理;
建筑全生命周期—施工阶段:
l 土石方挖填测量:土石方挖填测量是工程建筑中基础并且重要的一步。基坑等土石方填挖测量,影响着工程资金预算与质量安全等问题;三维激光扫描技术具有客观精准收集土石方量基础数据,不仅可以计算土石方工程量并辅助费用预算而且可利用基础数据存档以备回查审查。
l 基坑监测:传统的全站仪水准仪属于点监测,无法做到全面监测,不可避免造成监测心虚不全,存在安全隐患。激光技术很好解决了此类问题,可以全面完整的反应基坑各个部位的变化规律并推演变化趋势。
l 施工进度及现场管理:过三维激光扫描技术,可以实时获取建筑施工现场实际情况,把点云数据与设计图纸(BIM模型)连接起来,即时指导场地管理,施工组织规划,物流进场计划,施工进度计划等。
l 竣工验收:工程质量验收,是指将已经竣工的工程数据与建筑规划图纸进行数据吻合测试,检验建筑是否严格按照施工要求进行架构、布局的建设。验收工作所涉及到的工程数据多且对精度与数据的准确性要求较高、通过三维激光扫描技术对现场进行数据采集与整理,与工程设计图进行误差值分析,可客观得出项目是否达到可验收的标准。其中墙面平整度、地面平整度等施工质量重要检测的指标,激光扫描技术通过墙面和地面完整的点云数据可以实现快速全自动的平整度分析,即使通知到业主墙面地面平整度是否达标,对验收提供了实质性的数据参考。
建筑全生命周期—运维阶段:
l 信息化模型建立实现信息化智能化管理的基础:通过三维激光扫描仪进行快速扫描可实现对建筑整体点云模型1:1的快速提取,经过Mxa/犀牛等相关软件实现建筑模型的快速提取,为数字化信息化管理提供必要基础。
l 变形沉降监测:建筑变形检测,应用于建筑施工中与日常维护中。通过三维激光扫描技术对建筑物墙面的数据采集,与之前的数据信息进行对比,可实现墙面地面等平整度检测。在施工中检测建筑体面是否合格达标,在日常维护中检测建筑是否产生变形等。
l 建筑功能改造:建筑功能性改造当中,利用三维激光扫描技术获取厂房1:1的现状并提取标准建筑图纸及三维模型,用以做进一步的功能改造设计。
建筑全生命周期—拆除与处理阶段
l 拆除工程量估算:
拆除建筑模型存档及工程量计算
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