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功能介绍

★ 文章版权声明:

【BIMplus原创】案例，该文谢绝转载，图片文字版权所有，请勿使用，谢谢配合！

江苏大剧院位于南京奥体中心西侧，南临奥体大街，北靠梦都大街，西接扬子江大道和滨江公园，工地四周交通便利。

基地净用地面积共196633 平方米，总建筑面积271386平方米，建筑高度47.3 米。

该项目是一个集演艺、会议、展示、娱乐等功能为一体的大型文化综合体，整个项目包括可容纳2280人的歌剧厅、1001人的戏剧厅、1500人的音乐厅及2711人的大综艺厅、共享空间等五部分，能满足歌剧、舞剧、话剧、戏曲、交响乐、曲艺和大型综艺演出的功能需要，功能齐全，视听条件优良，技术先进，设备完善。

一、项目简介

施工范围：

（1）观众厅：观众席、舞台区，主要功能为举办大型音乐会；

（2）前厅：主要包含门厅及公共走道，是人员流通的枢纽；

（3）辅助用房：主要由公共卫生间、化妆间、会议室等功能性用房组成。

工程特点：

观众厅、前厅属于高大空间，且含有大量的曲面造型的GRG、石材等，对于排版下料、放线安装等提出来较高的要求。

---

二、组织策划

应用软件

Autodesk Revit 2015：

主要应用在项目大面积建模及应用方面；

Naviswoks 2015 ：

主要应用在项目漫游展示及碰撞检测方面；

Rhinoceros 5（犀牛）：

主要应用在项目多曲面异形建模、排版等方面；

Ue4：

由游戏开发者制作并供游戏开发者使用的一整套游戏开发工具，本项目应用于场景漫游。

---

应用

应用点	应用内容	备注
现场尺寸	三维扫描	校核图纸、土建模型与现场的偏差
深化设计	观众厅墙面GRG竖向分隔、前厅GRG方案等	提早发现图纸问题
工程量统计	脚手架工程量、GRG吊顶及墙面、西洋红钢板墙面、墙地面地面石材工程量等统计	先建模，再统计
异形放线	前厅墙面多重曲面造型石材	使用放线机器人最佳
排版下料	任意墙地面石材、瓷砖、西洋红钢板等
技术交底	GRG，多重曲面造型石材定位、安装交底
方案模拟	脚手架搭设、前厅内环GRG墙面（含灯带）拼装、铝底木皮GRG安装、钢结构转换层施工

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二、组织策划

三维扫描工具：

三维扫描仪Trimble TX5 1台（精度检验合格，五十米测距误差两毫米之内）

全站仪1台（精度检验合格）

专用三脚架1个、专用白色标靶球10个左右

现场照明灯具及三级电箱等

---

三维扫描原理：

高速旋转的反光镜将激光发射器发射出的激光点向四周以97600点/秒的速度发射，由于光速极其快，光点在碰到障碍物后会立即返回到扫描仪，扫描仪可以通过计算发射和返回的时间差来确定每一个点的位置，并将所有点组合在一起，形成整个空间的点云文件。

不同测量站点的数据拼接组合类似于用手机拍摄全景照片时，手机可以自动找到两张照片中相同的部分，并将它们重叠组合。三维扫描仪配套的软件也可以找到两个空间中三个以上共同的标靶球，或者标靶纸来将两个相邻空间的点云拼接在一起。

---

三维扫描步骤：

1、熟悉图纸，确定扫描范围、顺序等

2、现场清理、布置设备、实施扫描

3、扫描获取的点云等数据处理

4、与已获取的土建及结构模型对比

5、对比装饰图纸、问题协调、修改模型等

---

扫描后数据处理：

可以将土建模型直接导入三维扫描配套的Realworks软件中进行与点云模型的三维比对，并生成剖面比对形式的检测报告，用以指导调整土建模型，使其准确还原现场实际尺寸；

---

校对图纸问题：

扫描后文件可记录带有颜色信息的点云，还原施工前、中、后的现场情况，不仅可以进行全方位浏览，还可以测量现场数据，包括长宽高，面积，体积，角度等。可以将现场的尺寸数据作为进场成本核算的依据，如同迅速将现场实况搬进计算机中。

---

校对土建模型：

土建施工误差导致现场尺寸不满足装饰施工要求，提前协调解决，拆改土建结构或者调整装饰设计方案

---

实施情况-样板制作：

1、分析装饰材料及施工工艺，分析每一部位的建模思路及难度，并统一制作可以反复使用的构件族（Revit建模软件专有名词，可规范模型并提高建模速度）,比如经常用到的角钢、龙骨、膨胀螺丝等，每个人在有使用需要可以直接调用，大大减少重复工作；

2、每个人按照区域或者部位进行建模分工，采用局域网工作集的协同方式用同一个中心文件分别建模，然后可以将每个人所做的更改同步到中心文件，系统可以自动进行模型拼合；

 

---

整体建模：

1、根据现场施工顺序及深化情况，编排大面模型制作进度计划；

2、根据分工及进度计划开展大面建模工作，对于建模过程中发现的图纸或者土建问题及时提出，与技术部或设计师沟通解决；

拦河GRG墙面基层空间部分位置与结构预留空间不足

---

碰撞检测：

装饰图纸往往与现场实际有偏差，现场存在的细枝末节也无法完全反映到图纸中，尤其是构件与土建、结构、空间甚至人的软碰撞更是难上加难的问题，往往会遗漏或缺乏表现力，像大剧院项目呈现出体量大、空间造型多样、结构错综、设计复杂等因素，故对我司施工提出了很高的专业素质与技术能力的要求，可能会直接导致了施工困难，增加返工率，成本过高等现象。

前厅外侧石材饰面排风口底部位置与外环梁底部平齐，石材和结构只有150MM基层操作空间，风口管道无足够安装空间，原土建排风口处于3m标高处，经与安装与设计协商，风口标高降低到2.7m处。

Revit土建与图纸及现场实际差异问题灰色为总包提供原土建模型

粉色为根据现场点云文件修改模型（增加或移动部分）

利用BIM技术，通过搭建各专业的BIM模型，能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，从而大大提高了设计能力和工作效率。这不仅能及时排除项目施工环节中可以遇到的碰撞冲突，大大提高了施工现场的生产效率，降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。

观众厅GRG天花装饰面与土建面光桥冲突问题

解决方案：装饰天花的标高与土建面光桥相碰撞，现场拆除了碰撞部分面光桥

---

模型审查

每周组织工长及设计师对新建的模型进行审查，可以从不同角度发现模型问题或结合实际模型调整设计，减少现场返工；

---

测量应用

现场尺寸测量

三维扫描配套Realworks软件提供了十几种测量工具，可以方便点云中几何量的测量，比如长、宽、高、角度、阴阳角、垂直度、平整度等几何信息，也可进行体积的测量，如同迅速将现场实况搬进计算机中；

---

深化设计

CAD图纸表达不够清晰完善，不能满足实际施工，先在三维模型中模拟，满足设计意图之后作为指导施工的依据。

观众厅天花中间水滴造型剖面1与剖面2边缘弧度不一致，立板厚度不一致。      

GRG天花端部，原设计尺寸与犀牛模型造型不符，端部圆弧半径不详:

按照CAD图纸建立的前厅天花模型较扁平，与效果图出入较大，设计师需调整设计方案；

观众厅GRG天花方案调整方案:

变更原因：

原天花端部完成面高度未能满足管风琴设计高度，

为满足管风琴乐器演奏效果，故提出调整天花完成面高度

前厅入口门庭钢板进出排布方案：

变更原因：

西洋红钢板与门头香槟金收口进出关系。

前厅弧形楼梯及不锈钢扶手方案：

关于扶手：从短粗变细长在变圆润；

关于石材栏杆：从折边变直边；

关于整体造型：从直边变折边。

前厅弧形楼梯及不锈钢扶手方案：

关于LOGO：从单一变多样；

---

方案模拟

观众厅天花钢结构转换层等复杂节点的三维模型展示：

基层钢结构尺寸严格按照GRG模块规格设置密度；

如果顶部GRG造型弧度过大，导致二次转换层时，结构层与完成面不超过1500mm，防止吊筋过长，导致顶部不稳定，致使GRG造型板开裂。

观众厅顶面GRG复杂曲面可视化模型展示

前厅外墙跌级GRG曲面顶板造型：

前厅外墙外墙GRG穿孔造型曲面：

冲孔排版要求难点：

1、间距相等；

2、不同孔洞边界流线顺畅；

3、板块边界的模数需要头尾相接，保持顺畅；

前厅外墙外墙GRG穿孔造型曲面，板块间的伸缩缝模拟：

为保持室内通风，避免重物撞击墙体，同时由于独立版块面积较大，防止GRG开裂，需要板块间预留伸缩缝，尽量避开冲孔位置。

每两块GRG的背面加强肋处用玻璃纤维进行钨绑处理，钨绑间距为300~400mm，作用是保证背面连接成整体，加强防止钢结构沉降导致GRG松动产生裂缝。

前厅内墙西洋红及香槟金钢板造型效果图：

前厅GRG复杂曲面铅笔筒方案排版深化设计：

根据原设计前厅内墙GRG造型倾斜角模拟为3度时，墙面与3F结构冲突，故建议改为倾斜角4度；

前厅GRG复杂曲面铅笔筒方案效果展示：

难点：

1、墙面天花灯槽需要对缝；

2、墙面与天花GRG保持上大下小形渐变的整体性；

3、排版根据图纸圆弧半径保证每条RGR单元的角度均匀；

钢结构抱箍的深化设计问题：

原钢结构不允许焊接的情况下设计的抱箍方案，重难点为三维空间的抱箍定位问题，原设计原设计的抱箍方案与钢结构模型点位存在偏差，抱箍可移动的调整范围控制在300mm自由调整。

前厅GRG复杂曲面铅笔筒基层钢结构转换层抱箍方案效果展示：

可视化技术交底，施工方案交底

在三维模型中不仅可以展示大面的效果，还可以精确控制尺寸，指导现场施工；

前厅GRG外墙

                     二层卫生间墙面地面                                     二层卫生间天花

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排版下料

异形放线定位，排版下料

实施情况-施工协调

A可以将现场问题在点云中进行批注，将批注数据发给B，B可以该位置的点云中看到该条批注，提高沟通效率；也可以直接截图发送至外部单位协调；

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实施情况-工程量统计

精确直观的观众厅脚手架工程量统计

                  槽钢长度提取                                                               大理石面积提取

观众厅GRG工程量统计对比：BIM作为富含工程信息的数据库，可以真实地提供造价管理需要的工程量信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。

左图表格为工程量商务统计：拦河面积为636，内墙为1065，天花为1930；

右图为BIM软件直接导出数据：拦河面积为587，内墙为1003，天花为1338。

数据表明，商务统计的工程量与模型统计的工程量存在略微差距，原因在于，统计方式的区别，如天花曲面墙等多曲造型商务会按投影面积核算，模型是完全展开面积。

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实施情况-后期运用

现场施工完毕后可以再次进行三维扫描，将完工情况记录下来，可作为竣工图绘制，竣工结算，竣工BIM模型调整依据，也可作为竣工成果之一交付甲方，方便甲方的运营维护管理。

音乐厅效果图

五、总结-收获

三维扫描：初步掌握三维扫描从数据获取到数据处理到成果应用的全过程技术，并总结出《三维扫描实施指南》，方便公司内部了解该技术，实施该工作；

建模技术：对常见装饰做法及构造的模型建立有了更深刻的认识和更开阔的建模思路，基本具备独立建模能力。本项目架设了局域网服务器，采用工作集的方式进行内部的协同建模，稳定高效；

管理应用：在辅助深化设计及施工管理方面取得一定成果，有助于减少返工，节约成本，提升工程质量和控制工期；

技术推广：项目成员对BIM技术和公司BIM团队有了更多的了解和认可，有助于下一步该技术推广工作的开展。

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★★★ 了解上海满悉(Deep insight)-BIM请点击观看视频★★★

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【BIMplus原创】案例，该文谢绝转载，图片文字版权所有，请勿使用，谢谢配合！

江苏大剧院位于南京奥体中心西侧，南临奥体大街，北靠梦都大街，西接扬子江大道和滨江公园，工地四周交通便利。

基地净用地面积共196633 平方米，总建筑面积271386平方米，建筑高度47.3 米。

该项目是一个集演艺、会议、展示、娱乐等功能为一体的大型文化综合体，整个项目包括可容纳2280人的歌剧厅、1001人的戏剧厅、1500人的音乐厅及2711人的大综艺厅、共享空间等五部分，能满足歌剧、舞剧、话剧、戏曲、交响乐、曲艺和大型综艺演出的功能需要，功能齐全，视听条件优良，技术先进，设备完善。

一、项目简介

施工范围：

（1）观众厅：观众席、舞台区，主要功能为举办大型音乐会；

（2）前厅：主要包含门厅及公共走道，是人员流通的枢纽；

（3）辅助用房：主要由公共卫生间、化妆间、会议室等功能性用房组成。

工程特点：

观众厅、前厅属于高大空间，且含有大量的曲面造型的GRG、石材等，对于排版下料、放线安装等提出来较高的要求。

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二、组织策划

应用软件

Autodesk Revit 2015：

主要应用在项目大面积建模及应用方面；

Naviswoks 2015 ：

主要应用在项目漫游展示及碰撞检测方面；

Rhinoceros 5（犀牛）：

主要应用在项目多曲面异形建模、排版等方面；

Ue4：

由游戏开发者制作并供游戏开发者使用的一整套游戏开发工具，本项目应用于场景漫游。

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应用

应用点	应用内容	备注
现场尺寸	三维扫描	校核图纸、土建模型与现场的偏差
深化设计	观众厅墙面GRG竖向分隔、前厅GRG方案等	提早发现图纸问题
工程量统计	脚手架工程量、GRG吊顶及墙面、西洋红钢板墙面、墙地面地面石材工程量等统计	先建模，再统计
异形放线	前厅墙面多重曲面造型石材	使用放线机器人最佳
排版下料	任意墙地面石材、瓷砖、西洋红钢板等
技术交底	GRG，多重曲面造型石材定位、安装交底
方案模拟	脚手架搭设、前厅内环GRG墙面（含灯带）拼装、铝底木皮GRG安装、钢结构转换层施工

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二、组织策划

三维扫描工具：

三维扫描仪Trimble TX5 1台（精度检验合格，五十米测距误差两毫米之内）

全站仪1台（精度检验合格）

专用三脚架1个、专用白色标靶球10个左右

现场照明灯具及三级电箱等

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三维扫描原理：

高速旋转的反光镜将激光发射器发射出的激光点向四周以97600点/秒的速度发射，由于光速极其快，光点在碰到障碍物后会立即返回到扫描仪，扫描仪可以通过计算发射和返回的时间差来确定每一个点的位置，并将所有点组合在一起，形成整个空间的点云文件。

不同测量站点的数据拼接组合类似于用手机拍摄全景照片时，手机可以自动找到两张照片中相同的部分，并将它们重叠组合。三维扫描仪配套的软件也可以找到两个空间中三个以上共同的标靶球，或者标靶纸来将两个相邻空间的点云拼接在一起。

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三维扫描步骤：

1、熟悉图纸，确定扫描范围、顺序等

2、现场清理、布置设备、实施扫描

3、扫描获取的点云等数据处理

4、与已获取的土建及结构模型对比

5、对比装饰图纸、问题协调、修改模型等

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扫描后数据处理：

可以将土建模型直接导入三维扫描配套的Realworks软件中进行与点云模型的三维比对，并生成剖面比对形式的检测报告，用以指导调整土建模型，使其准确还原现场实际尺寸；

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校对图纸问题：

扫描后文件可记录带有颜色信息的点云，还原施工前、中、后的现场情况，不仅可以进行全方位浏览，还可以测量现场数据，包括长宽高，面积，体积，角度等。可以将现场的尺寸数据作为进场成本核算的依据，如同迅速将现场实况搬进计算机中。

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校对土建模型：

土建施工误差导致现场尺寸不满足装饰施工要求，提前协调解决，拆改土建结构或者调整装饰设计方案

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实施情况-样板制作：

1、分析装饰材料及施工工艺，分析每一部位的建模思路及难度，并统一制作可以反复使用的构件族（Revit建模软件专有名词，可规范模型并提高建模速度）,比如经常用到的角钢、龙骨、膨胀螺丝等，每个人在有使用需要可以直接调用，大大减少重复工作；

2、每个人按照区域或者部位进行建模分工，采用局域网工作集的协同方式用同一个中心文件分别建模，然后可以将每个人所做的更改同步到中心文件，系统可以自动进行模型拼合；

 

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整体建模：

1、根据现场施工顺序及深化情况，编排大面模型制作进度计划；

2、根据分工及进度计划开展大面建模工作，对于建模过程中发现的图纸或者土建问题及时提出，与技术部或设计师沟通解决；

拦河GRG墙面基层空间部分位置与结构预留空间不足

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碰撞检测：

装饰图纸往往与现场实际有偏差，现场存在的细枝末节也无法完全反映到图纸中，尤其是构件与土建、结构、空间甚至人的软碰撞更是难上加难的问题，往往会遗漏或缺乏表现力，像大剧院项目呈现出体量大、空间造型多样、结构错综、设计复杂等因素，故对我司施工提出了很高的专业素质与技术能力的要求，可能会直接导致了施工困难，增加返工率，成本过高等现象。

前厅外侧石材饰面排风口底部位置与外环梁底部平齐，石材和结构只有150MM基层操作空间，风口管道无足够安装空间，原土建排风口处于3m标高处，经与安装与设计协商，风口标高降低到2.7m处。

Revit土建与图纸及现场实际差异问题灰色为总包提供原土建模型

粉色为根据现场点云文件修改模型（增加或移动部分）

利用BIM技术，通过搭建各专业的BIM模型，能够在虚拟的三维环境下方便地发现设计中的碰撞冲突，从而大大提高了设计能力和工作效率。这不仅能及时排除项目施工环节中可以遇到的碰撞冲突，大大提高了施工现场的生产效率，降低了由于施工协调造成的成本增长和工期延误。

观众厅GRG天花装饰面与土建面光桥冲突问题

解决方案：装饰天花的标高与土建面光桥相碰撞，现场拆除了碰撞部分面光桥

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模型审查

每周组织工长及设计师对新建的模型进行审查，可以从不同角度发现模型问题或结合实际模型调整设计，减少现场返工；

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测量应用

现场尺寸测量

三维扫描配套Realworks软件提供了十几种测量工具，可以方便点云中几何量的测量，比如长、宽、高、角度、阴阳角、垂直度、平整度等几何信息，也可进行体积的测量，如同迅速将现场实况搬进计算机中；

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深化设计

CAD图纸表达不够清晰完善，不能满足实际施工，先在三维模型中模拟，满足设计意图之后作为指导施工的依据。

观众厅天花中间水滴造型剖面1与剖面2边缘弧度不一致，立板厚度不一致。      

GRG天花端部，原设计尺寸与犀牛模型造型不符，端部圆弧半径不详:

按照CAD图纸建立的前厅天花模型较扁平，与效果图出入较大，设计师需调整设计方案；

观众厅GRG天花方案调整方案:

变更原因：

原天花端部完成面高度未能满足管风琴设计高度，

为满足管风琴乐器演奏效果，故提出调整天花完成面高度

前厅入口门庭钢板进出排布方案：

变更原因：

西洋红钢板与门头香槟金收口进出关系。

前厅弧形楼梯及不锈钢扶手方案：

关于扶手：从短粗变细长在变圆润；

关于石材栏杆：从折边变直边；

关于整体造型：从直边变折边。

前厅弧形楼梯及不锈钢扶手方案：

关于LOGO：从单一变多样；

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方案模拟

观众厅天花钢结构转换层等复杂节点的三维模型展示：

基层钢结构尺寸严格按照GRG模块规格设置密度；

如果顶部GRG造型弧度过大，导致二次转换层时，结构层与完成面不超过1500mm，防止吊筋过长，导致顶部不稳定，致使GRG造型板开裂。

观众厅顶面GRG复杂曲面可视化模型展示

前厅外墙跌级GRG曲面顶板造型：

前厅外墙外墙GRG穿孔造型曲面：

冲孔排版要求难点：

1、间距相等；

2、不同孔洞边界流线顺畅；

3、板块边界的模数需要头尾相接，保持顺畅；

前厅外墙外墙GRG穿孔造型曲面，板块间的伸缩缝模拟：

为保持室内通风，避免重物撞击墙体，同时由于独立版块面积较大，防止GRG开裂，需要板块间预留伸缩缝，尽量避开冲孔位置。

每两块GRG的背面加强肋处用玻璃纤维进行钨绑处理，钨绑间距为300~400mm，作用是保证背面连接成整体，加强防止钢结构沉降导致GRG松动产生裂缝。

前厅内墙西洋红及香槟金钢板造型效果图：

前厅GRG复杂曲面铅笔筒方案排版深化设计：

根据原设计前厅内墙GRG造型倾斜角模拟为3度时，墙面与3F结构冲突，故建议改为倾斜角4度；

前厅GRG复杂曲面铅笔筒方案效果展示：

难点：

1、墙面天花灯槽需要对缝；

2、墙面与天花GRG保持上大下小形渐变的整体性；

3、排版根据图纸圆弧半径保证每条RGR单元的角度均匀；

钢结构抱箍的深化设计问题：

原钢结构不允许焊接的情况下设计的抱箍方案，重难点为三维空间的抱箍定位问题，原设计原设计的抱箍方案与钢结构模型点位存在偏差，抱箍可移动的调整范围控制在300mm自由调整。

前厅GRG复杂曲面铅笔筒基层钢结构转换层抱箍方案效果展示：

可视化技术交底，施工方案交底

在三维模型中不仅可以展示大面的效果，还可以精确控制尺寸，指导现场施工；

前厅GRG外墙

                     二层卫生间墙面地面                                     二层卫生间天花

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排版下料

异形放线定位，排版下料

实施情况-施工协调

A可以将现场问题在点云中进行批注，将批注数据发给B，B可以该位置的点云中看到该条批注，提高沟通效率；也可以直接截图发送至外部单位协调；

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实施情况-工程量统计

精确直观的观众厅脚手架工程量统计

                  槽钢长度提取                                                               大理石面积提取

观众厅GRG工程量统计对比：BIM作为富含工程信息的数据库，可以真实地提供造价管理需要的工程量信息，计算机可以快速对各种构件进行统计分析，大大减少了繁琐的人工操作和潜在错误，非常容易实现工程量信息与设计方案的完全一致。

左图表格为工程量商务统计：拦河面积为636，内墙为1065，天花为1930；

右图为BIM软件直接导出数据：拦河面积为587，内墙为1003，天花为1338。

数据表明，商务统计的工程量与模型统计的工程量存在略微差距，原因在于，统计方式的区别，如天花曲面墙等多曲造型商务会按投影面积核算，模型是完全展开面积。

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实施情况-后期运用

现场施工完毕后可以再次进行三维扫描，将完工情况记录下来，可作为竣工图绘制，竣工结算，竣工BIM模型调整依据，也可作为竣工成果之一交付甲方，方便甲方的运营维护管理。

音乐厅效果图

五、总结-收获

三维扫描：初步掌握三维扫描从数据获取到数据处理到成果应用的全过程技术，并总结出《三维扫描实施指南》，方便公司内部了解该技术，实施该工作；

建模技术：对常见装饰做法及构造的模型建立有了更深刻的认识和更开阔的建模思路，基本具备独立建模能力。本项目架设了局域网服务器，采用工作集的方式进行内部的协同建模，稳定高效；

管理应用：在辅助深化设计及施工管理方面取得一定成果，有助于减少返工，节约成本，提升工程质量和控制工期；

技术推广：项目成员对BIM技术和公司BIM团队有了更多的了解和认可，有助于下一步该技术推广工作的开展。

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