适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法技术

本发明专利技术涉及到适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法，属于建筑设计施工领域。该辅助施工方法包括如下步骤：对土建完成的大型场馆内部进行空间测绘，生成点云模型；将点云模型与BIM模型整合，确定偏差位置逆向建模；整合现场数据与装饰模型解决现场与装饰面层的碰撞问题；正向深化设计调整与其他专业的协调问题；深化完成复杂异形装饰面的整体基层表皮，对基层表皮进行单元块划分并编号，利用软件进行点位输出及三维线框模型输出，工厂加工并验证，运输至现场按编号安装完成。本发明专利技术为大型场馆内部复杂异形装饰面的数字化建造辅助施工方法，具有设计精度高，应对多种复杂装饰面造型，达到满足多种装饰材料配合完美和施工高效的优点。

Digital construction assistant construction method for complex and curved components of Building Decoration Engineering

【技术实现步骤摘要】
适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法
本专利技术涉及建筑领域，特别涉及到适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法。
技术介绍
在现在的建筑施工领域中，通过BIM模型与数字化建造系统结合，建筑中的许多构件均可以异地加工，直接运到建筑施工现场，装配到建筑中（例如GRG、弧形吊顶铝板等）。通过数字化建造，可以自动完成建筑物构件的预制，这些通过工厂精密机械技术制造出来的构件不仅降低了建造误差，并且大幅度提高构件制造的生产率，使得整个建筑建造的工期缩短并且容易掌控。目前大多通过三维扫描技术与自动全站仪提取现场数据，保证现场数据信息准确，再进行三维深化，分块提取信息直接进行工厂数控加工，再现场安装完成整个构件的施工。对于复杂异形装饰面的建筑物，特别涉及到飘带类带有艺术造型的构筑物，目前是数字化辅助设计，加上数控加工等技术，直接基层和饰面一体化完成，再进行现场直接组装完成的。但对于大型场馆内部木饰面飘带而言，其需要求较多且严格，不仅仅是外形精度要求高，还需要保证满足声学要求和外观流畅无缝等。基于此，我们无法通过一种材料直接装配式组装来实现。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法。本专利技术大型场馆内部复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法要能够做到避免碰撞或安装空间不足等造成的安装问题，提高生产效率和精度，有效管控安装的进程，确保工程施工质量。为了达到上述专利技术目的，本专利技术专利提供的技术方案如下：适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法，其特征在于，复杂多曲构件为复杂异形装饰面，该复杂异形装饰面包括单元装配式的基层和整体式的艺术面层，该方法包括如下步骤：第一步，对土建施工完成的大型场馆内部进行空间测绘，利用三维扫描仪进行现场扫描测绘，将测绘数据信息处理整合生成点云模型；第二步，将生成的点云模型与该大型场馆内部的BIM模型整合，确认偏差位置再逆向建模，形成轻量化实体网格面的三维模型；第三步，通过现场数据与原设计精装模型整合，解决现场与异形装饰面的整体基层表皮的碰撞问题；第四步，依据现场数据与原设计精装模型进行正向深化设计，调整与包括音箱、喇叭、灯具和机电在内的其他专业的协调问题；第五步，对重点区域进行深化、调整，保证各个区域装饰面的精确度及基层的安装空间，重点区域包括耳光室位置、显示屏位置以及楼座侧面位置等；第六步，对木饰面飘带的整体基层表皮进行单元块划分，保证每个单元块的分块形式达到加工、运输及现场安装的要求；第七步，采用参数化软件Grasshopper进行单元块四点点位信息输出，对输出的每个单元块进行编号，同时提取单元块边缘线并导出三维线框模型；第八步，在工厂内利用编号完成的三维线框模型加工出各个单元块，并进行预拼装验证；第九步，将完成的单元块运输至大型场馆工地现场，按照编号顺序拼装形成基层，组成基层后，现场完成配重并进行整体面层铺设，完成复杂异形装饰面的制作。在本专利技术适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法中，所述的复杂异形装饰面为一个大型木饰面飘带，该木饰面飘带包括单元装配式的基层和整体式的艺术面层，该艺术面层外部为木皮层。在本专利技术适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法中，所述第一步的三维扫描设备为FAROFocus3DX330，在现场通过采用标靶球的形式采集数据，利用配套的FAROSCENCE全方位3D点云处理和管理工具直接读取上述三维扫描设备的扫描数据，做优化拼接等处理。在本专利技术适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法中，所述第二步中将拼接完的点云模型与原有的大型场馆内部的结构BIM模型整合，确认现场结构与原BIM结构模型的偏差，采用Navisworks软件进行整合，点云模型格式输出为.rcp格式，结构模型输出为.rvt格式，均整合到Navisworks中采用“审阅”中的测量工作进行检测。在本专利技术适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法中，所述第二步中逆向建模是指通过三维激光扫描技术对已真实存在的物体进行扫描，获得该物体的空间几何信息，将几何信息进行降燥、抽稀和拼接处理，然后再将已处理整合的数据导入逆向工程软件GeomagicWrap中，通过其继续优化点云数据，并拼装成面，生成.stl格式文件，再将.stl格式文件导入到Rhino软件中进行基层表皮深化工作。在本专利技术适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法中，所述第三步中，所述的整合是将逆向模型与装饰模型进行坐标统一，了解饰面与现场结构的空间关系，是否存在硬碰撞或安装空间不足等问题。在本专利技术适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法中，所述的第五步中的深化、调整时依据精装设计模型、逆向模型和平面红线定位图，了解设计师的意图与理念，并与项目工程师讨论调整方式，其具体过程为：先确认面层与结构的空间关系，再了解饰面与结构的收口关系，根据平面图红线位置确定灯槽内口线在结构空间中的平面位置，垂直拉伸成曲面。通过原设计精装模型底口曲面边缘线，投影至红线拉伸曲面上。确定灯槽内口线的空间位置。根据灯槽内口线依次调整阴阳角曲线的进出位置，保证整体比例关系同原设计模型一致。然后上下线条依次拟合成顺滑的曲面，最终确定整体基层表皮。在本专利技术适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法中，所述的第五步重点区域中的楼座侧面，保证侧面木饰面的进出关系不会影响过道空间，舞台两侧用于投摄灯光的耳光室位置满足灯具安装及灯光照射不被木饰面所遮挡。基于上述技术方案，本专利技术专利适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法与现有技术相比，通过实践应用取得了如下技术效果：1.本专利技术专利的数字化辅助施工方法结合大型场馆的内部结构要求，针对于复杂异形装饰面特别是大尺寸木饰面飘带的外观和性能要求，采用先现场扫描并逆向建模的形式，再结合结构组成要求，利用计算机设计出适合的基层曲面并进行单元块划分，再对单元块进行工厂加工和现场安装，最后再将整体艺术面层制作出来，从而保证木饰面飘带的结构性能和声学艺术要求。2.本专利技术的数字化建造辅助方法中，先采用三维扫描仪对现场进行三维数据采集，再与原有的BIM模型整合，确认偏差，再利用相应的专业软件完成逆向模型创建，作为装饰模型的基础，在逆向建模后进行深化、调整，从而保证各个区域装饰面的精确度及基层的安装空间，使得后续施工更为精确、合理。3.本专利技术的数字化建造辅助方法中，针对于大规格的复杂异形装饰面比如木饰面飘带的实际要求，采用划分基层单元块工厂加工及现场安装面层的传统方式，但是对于艺术面层现场安装的工艺，充分利用了计算机数字化辅助设计的优势，先确保基层的单元块划分准确无误，便于生产和安装，再对艺术面层后续安装，艺术面层中的石膏板、木板条、双层五厘板以及木皮层，保证其重量要求，满足声学要求，木板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法，其特征在于，该复杂多曲构件为复杂异形装饰面，其结构包括单元装配式的基层和整体式的艺术面层，该方法包括如下步骤：/n第一步，对土建施工完成的大型场馆内部进行空间测绘，利用三维扫描仪进行现场扫描测绘，将测绘点生成点云模型；/n第二步，将生成的点云模型与该大型场馆内部的BIM模型整合，确认偏差位置再逆向建模，形成轻量化实体网格面的三维模型；/n第三步，通过现场数据与原设计精装模型整合，解决现场与异形装饰面的整体基层表皮的碰撞问题；/n第四步，依据现场数据与原设计精装模型进行正向深化设计，调整与包括音箱、喇叭、灯具和机电在内的相关设备与其他专业的协调问题；/n第五步，对重点区域进行深化、调整，保证各个区域装饰面的精确度及基层的安装空间，重点区域包括耳光室位置、显示屏位置以及楼座侧面位置等；/n第六步，对复杂异形装饰面的整体基层表皮进行单元块划分，保证每个单元块的分块形式达到加工、运输及现场安装的要求；/n第七步，采用参数化软件Grasshopper进行单元块四点点位信息输出，对输出的每个单元块进行编号，同时提取单元块曲面边缘线并导出三维线框模型；/n第八步，在工厂内利用编号完成的三维线框模型加工出各个单元块，并进行预拼装验证；/n第九步，将完成的单元块运输至大型场馆工地现场，按照编号顺序拼装形成基层表皮，组成基层后，现场完成配重并进行整体面层铺设；/n完成复杂异形装饰面的制作。/n...

【技术特征摘要】
1.适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法，其特征在于，该复杂多曲构件为复杂异形装饰面，其结构包括单元装配式的基层和整体式的艺术面层，该方法包括如下步骤：
第一步，对土建施工完成的大型场馆内部进行空间测绘，利用三维扫描仪进行现场扫描测绘，将测绘点生成点云模型；
第二步，将生成的点云模型与该大型场馆内部的BIM模型整合，确认偏差位置再逆向建模，形成轻量化实体网格面的三维模型；
第三步，通过现场数据与原设计精装模型整合，解决现场与异形装饰面的整体基层表皮的碰撞问题；
第四步，依据现场数据与原设计精装模型进行正向深化设计，调整与包括音箱、喇叭、灯具和机电在内的相关设备与其他专业的协调问题；
第五步，对重点区域进行深化、调整，保证各个区域装饰面的精确度及基层的安装空间，重点区域包括耳光室位置、显示屏位置以及楼座侧面位置等；
第六步，对复杂异形装饰面的整体基层表皮进行单元块划分，保证每个单元块的分块形式达到加工、运输及现场安装的要求；
第七步，采用参数化软件Grasshopper进行单元块四点点位信息输出，对输出的每个单元块进行编号，同时提取单元块曲面边缘线并导出三维线框模型；
第八步，在工厂内利用编号完成的三维线框模型加工出各个单元块，并进行预拼装验证；
第九步，将完成的单元块运输至大型场馆工地现场，按照编号顺序拼装形成基层表皮，组成基层后，现场完成配重并进行整体面层铺设；
完成复杂异形装饰面的制作。


2.根据权利要求1所述的适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法，其特征在于，所述的复杂异形装饰面为一个大型木饰面飘带，该木饰面飘带包括单元装配式的基层和整体式的艺术面层，该艺术面层外部为木皮层。


3.根据权利要求1所述的适用于建筑装饰工程复杂多曲构件的数字化建造辅助施工方法，其特征在于，所述第一步的三维扫描设备为FAROFocus3DX330，在现场通过采用标靶球的形式采集数据，利用配套的FAROSCENCE全方位3D点云处理和管理工具直接读取上述三维扫描设备的扫描数据，做优化拼接处理。


4.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾文静，管文超，朱修艳，连珍，江旖旎，朱家佳，
申请(专利权)人：上海市建筑装饰工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31