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点云扫描(scan-to-BIM)的权威指南

点云扫描(scan-to-BIM)这一术语是指使用3D扫描来记录现有资产并将其转化为BIM模型的工作流程。它是为使现有建筑拥有最新文件和规划方法而开发的。

为了了解更多细节,让我们逐个来分析这些术语。

  • 扫描: 3D扫描技术,如移动或地面激光雷达。使用这些工具是因为它们捕捉了现实世界建筑的精确、全面和详细的点云数据集。
  • BIM: 建筑信息模型,一个强大的AEC协作的方法。在一个点云扫描(scan-to-BIM)工作流程中,最终的交付物是符合BIM标准的3D模型。

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点云扫描(scan-to-BIM)的优势有哪些?

点云扫描是扫描供应商提供的一种价值不断增长(且利润丰厚)的服务。

因为对于你的AEC客户来说,BIM不仅仅是一个流行趋势。大多数公司和执行项目者认为它是一种可以在整个建筑生命周期中进行更有效合作的方法。许多政府机构甚至已经开始授权使用BIM,因此BIM在AEC中的使用只会日益频繁。

但存在的问题是,AEC公司需要详细的建筑3D模型来做好BIM。对于新项目来说,这很容易,因为3D数据是由设计师和规划师在项目的早期阶段生成的。

然而,对于旨在更新现有建筑的项目,想获得建筑资产的3D数据,并没有那么简单。因为大多数建筑都是在CAD建模和其他数字化方法开始应用之前建造的。如果建筑有现有建筑文档或平面图,它们往往仅是2D的或者并不准确。更可能的是,它们根本没有现有建筑文档。

这就是为何你应该阅读本指南。项目经常雇用激光扫描专业人员,或与内部扫描专家合作,为他们的资产制作详细的3D扫描。这反过来使他们能够在建筑生命周期的其它步逐利用BIM来提高工作利润。

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如果你要承担点云扫描(scan-to-BIM)的项目,了解BIM的基础知识很重要。下面是一个快速概述。

BIM 是什么?

BIM 拥有一个标准的、公认的定义。根据美国国家BIM标准项目委员会(National BIM Standard Project Committee)的说法:
建筑信息模型(BIM)对是工厂设施物理和功能特征的数字呈现。BIM 是共享的知识资源,用于获取有关设施的信息,为其生命周期内的决策提供可靠的基础。从定义上讲,它应该从最早的概念到最后的拆除都存在。

BIM 模型什么是?

正如我们前面所讨论的,BIM模型是一个优化的3D模型,用于建筑信息建模方法中。

它包括空间数据,如几何设计模型或由激光雷达或摄影测量捕获的真实世界的3D数据。BIM模型通过将这些空间信息与包含建筑相关重要功能和属性数据的数据库连接起来,进一步优化建筑信息。这可能包括建筑使用的材料、房间和空间的大小,或暖通空调系统相互关联部分的细目。

事实上,一个BIM模型可以包括任何项目利益相关者视为重要的数据。它甚至可以包括日程安排信息,或可持续性发展相关的数据。

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BIM 对你的 AEC 客户有哪些利用价值?

BIM方法为利益相关者提供了项目的所有最新数据,包括空间信息、功能信息和其他利益相关者最新的所有变化。

这反过来又帮助团队更有效地规划、设计、建造和管理建筑,使项目利益相关者了解最新情况,并使他们能够协调他们在建筑资产上的工作。

简而言之,BIM使项目能够保持顺利进行,消除意外情况,并提高工作利润。

BIM 在整个项目和建筑生命周期的应用

BIM的作用有很多,它的优势可以延伸到建筑的整个生命周期。

以下是三个BIM在不同建筑生命周期内使用的例子。

  • 设计和规划

    良好的BIM使各行业能在一个共同的数据环境中合作,并在施工开始前优化建筑规划。

    例如,利益相关者可以用它来执行一种被称为BIM协调的规划,在设计过程中协调MEP工程、结构工程和建筑设计团队的工作。通过将不同的设计模型结合到一个“组合式”的BIM模型中,BIM协调使其很容易发现出现的不和谐的地方或调度的问题,比如一条管道通过地板而不是墙内延伸出来。

  • 建筑施工

    BIM模型通过向所有利益相关者提供大量的(且容易理解的)信息来帮助施工阶段的工作。

    正确生成的BIM模型将是准确的,包括所有行业的最新设计数据,以及重要的调度信息。一些项目也因此将其作为预制建筑元素的参考。在这一应用中,BIM模型使他们能够以严格的公差在场外建造元素,然后在合适的建筑顺序中将它们移到资产上进行安装,以防止出现不协调的情况。

  • 运营和维护

    据估计,这个阶段的费用占建筑总费用的70%。一个好的、最新的、精确的BIM模型可以在很大程度上减少这些成本。

    BIM模型将包括各种建筑元素和系统的详细、最新的信息。这意味着维修人员或业主可以用它作为参考,了解特定机器的位置和年份,暖通空调系统有多少个零件,一盏灯使用哪种灯泡,一扇门最后一次维修是什么时候等更多信息。

如何执行点云扫描(scan-to-BIM)

 现在你已经明白了BIM是什么,以及它为什么对你的AEC客户至关重要,接下来让我们来探讨一下如何执行你自己的点云扫描工作流程。  

根据你所了解的不同资源(在你进入现场之前,你可能会阅读很多关于点云扫描的资料),工作流程可以通过多种方式分解成各个阶段。我们将谈论四个不同的阶段:项目规划、扫描、数据处理和建模。

第一阶段:项目规划

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像任何其它项目一样,一个点云扫描(scan-to-BIM)项目需要仔细规划。在工作开始前先花时间与你的客户讨论他们的BIM规划。讨论他们对BIM的预期应用和精度要求等问题。将所有这些信息汇编成一个工作范围(SOW)。

这将有助于防止在项目后期出现令人烦恼的意外,并确保你和你的客户想法一致。

请查看我们的项目规划指南,了解如何进行项目规划。 

  • 和客户交谈,了解他们的需求
  • 获得重要的项目细节
  • 使用标准文件让项目清晰明了
  • 确定工作范围(SOW)

第二阶段:扫描规划和现场执行

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一旦你与你的客户锁定了项目参数,你就需要计划实际的扫描工作。无论你的经验水平如何,这都是一个提前制定良好计划的好机会,了解如何更好地在现场进行扫描,为你的客户提供最好的结果。

如果你是点云扫描(scan-to-BIM)的新手,在接受第一个客户之前一定要考虑到这个阶段。它将帮助你思考不同类型的项目需要什么样的扫描仪。

请查看我们的扫描规划指南,了解如何:

  • 挑选正确的扫描仪
  • 发展一个混合式工作流程
  • 使用测绘控制点
  • 制定扫描计划
  • 做好笔记

第三阶段:数据处理

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采集完数据后,你需要为建模过程做准备。为此,你需要在处理软件中最终确定数据,清理不需要的或错误的数据,把你的扫描结果登记在一起,并进行不同检查,以确保你达到工作范围中商定的覆盖率和质量要求。

如果这是你第一次为点云扫描的工作流程处理数据,你也要确保你的计算硬件能够处理你的大型数据集。

请查看我们的数据处理指南,了解如何:

  • 与你的客户保持沟通
  • 检查你的处理硬件
  • 考虑使用云处理
  • 清理你的数据
  • 完成问答
  • 注册之后再次完成这些问答

第四阶段:建模

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一旦数据准备好了,并且你已经反复检查了多次,确保它符合要求时,你便可以把这些3D数据转变成一个几何BIM模型了。

如果这是你第一个点云扫描的工作流程,你需要从一系列的软件中选择建模软件,确定你的建模人员,并计划好工作流程,以充分利用你员工的时间。当这个过程结束时,你很可能会把工作交给你的客户,让他们完成剩余的BIM工作,因此这是你确保一切不出差错的最后机会。

请查看我们的建模指南,了解如何:

  • 挑选正确的建模工具
  • 考虑建模师的选择
  • 时间管理是关键
  • 向客户发送测试模型

点云扫描(scan-to-BIM)问答

你可能对BIM,或点云扫描(scan-to-BIM)的工作流程仍有一些疑问。以下是对一些最常见的问题的答案。

 

BIM 和 VDC 的区别是什么?

建筑信息模型(BIM)和虚拟设计与施工(VDC)都是AEC专业人士使用的建模方法。区别在于侧重点不同:和BIM模型一样,VDC也是的一种使用数字模型规划建筑项目的方法。其目的是在任何工人进入现场之前,对日程安排、财务、顺序等进行规划。

BIM是一种在真实建筑设计和管理过程中管理协作的方法。这两种方法可以也经常重叠使用。

 

BIM 模型和3D CAD 模型有什么区别?

这两种类型的模型都包含真实世界结构的几何信息。然而,3D CAD使用“呆板的”线条来表示建筑物,这意味着这些线在模型中没有被分组为物体对象。

例如,可能在CAD模型中看到一张窗户的图纸,并知道你在看一扇窗户,但CAD模型却将其视为一组无关的线条。

另一方面,BIM模型则将线条分组为物体对象。BIM模型能够知道一个窗户就是一个窗户。这对于关联几何信息与资产的功能信息非常有用。

 

BIM 模型和数字孪生有什么区别?

你可以把BIM模型看成是通往数字孪生的一个步逐。

像BIM模型一样,数字孪生是该建筑和建筑内部系统的呈现。然而,数字孪生增加了来自各种来源的实时信息,如物联网(IoT)传感器,可以测量人群的运动,整个不同空间的温度,气体水平,以及其他任何可以被传感器捕获的信息。

换句话说,它的概念正如其名:即,现实世界中建筑的数字“孪生”,就像它在现实世界中的呈现一样。

这些额外的数据使数字孪生能够通过模拟来展望未来。许多业主运营商用机器学习或其他人工智能技术来处理数字孪生的实时数据,并利用它来测试资产可能发生的变化。举个例子,它可以告诉你,如果增加一个额外的室外楼梯,可能会对人行道产生什么影响。或者,它还可以预测,如果把一个架子上的零件移到离某个特定工人更近的地方,你的装配线可能会运行得更快。

 

4D BIM 是什么?5D BIM 又是什么?

BIM的“维度”指的是反映在模型中的信息类型。这里是一个快速概述:

  • 3D BIM 是经典的BIM模型。它包括空间(即三维空间)信息和一个功能信息数据库。
  • 4D BIM 增加了调度信息,与时间维度相对应。这使项目能够安排施工顺序,以避免冲突。
  • 5D BIM 又增加了成本信息。这是对“维度”的宽泛定义,但它使项目能够通过看到施工步逐中的不同阶段的成本来做更精确的财务规划。
  • 6D, 7D, 8D... 是非标准的BIM维度。一些项目或机构会用它们来指代可持续发展等相关信息,但不用这些名词,直接与客户讨论必要的数据是最好的方式。

BIM 级别是什么?

BIM级别指的是特定项目所使用的BIM的成熟级别。它表明了利益相关者之间的合作程度,以及项目的数字化程度。

  • 0级 - 基本上没有BIM,这意味着几乎没有建筑模型和数字化。
  • 1级 - 不同学科之间在项目上有部分模型合作。项目使用2D和3D CAD,让信息在一个共同的数据环境(CDE)中共享。
  • 2级 – 项目所有学科的利益相关者都使用智能BIM模型,并在CDE中结合他们的数据。该项目很可能使用4D或5D BIM。
  • 3级 – 在2级的基础上进行了改进,实现了全面整合。智能数据集结合在一个单一的联合模型中,该模型作为单一信息源运作。 

这些级别构成了BIM行业的战略路线图,英国在2016年规定所有项目都要达到2级。

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