基于BIM技术对洁净手术室的建模方法与流程

基于bim技术对洁净手术室的建模方法
技术领域
1.本发明涉及建筑工程技术领域，具体为基于bim技术对洁净手术室的建模方法。


背景技术：

2.洁净手术部是由洁净手术室、洁净辅助用房和非洁净辅助用房组成的自成体系的功能区域，采取一定的空气洁净措施，达到一定细菌浓度和空气洁净度级别，在洁净手术室的施工前需要对洁净手术的各个功能分区、水路、电路、空气净化系统、换气系统等区域、系统等进行设计。
3.现有的洁净手术室设计方案十分复杂，需要对手术室进行现场踩点、空间面积计算、功能分区设计、各系统设计、耗材计算、施工精度检验、施工难点分析等，步骤流程十分繁琐，导致洁净是手术室的施工效率以及前期设计效率较低。


技术实现要素：

4.基于此，本发明的目的是提供基于bim技术对洁净手术室的建模方法，以解决洁净手术室设计繁琐且施工难度高的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于bim技术对洁净手术室的建模方法，包括如下步骤，
6.步骤一：确定方案后，利用三维激光扫描仪扫描手术室得到大量密集的点云，这些点云带有三维坐标、激光反射强度和和颜色信息等信息，通过点云处理软件对点云进行处理，将这些点拼接创建三维结构并去除噪点；
7.步骤二：根据点云模型尺寸数据信息对bim建筑模型进行建立模型，得到手术室毛坯模型，通过甲方下发的建筑、结构、水电气等图纸运用bim软件进行建模，补充手术室内所需管路、设备等；
8.步骤三：bim模型建立好之后，需要运用bim软件进行碰撞检查，发现水管、电缆、换气通道、建筑结构的错漏碰缺，之后导出碰撞检测报告，对错漏碰缺进行修改订正，解决孔洞位置的预留和建筑结构、水电气等专业间的碰撞问题；
9.步骤四：建模完成后进行模型审查，发现图纸中错误并进行沟通和修改，解决施工工序、工法、施工重难点问题，确定无误后进行bim算量，计算材料使用情况、材料成本等，基于bim的工程量统计可以提高工程计算的速度和质量，有效的把控材料用量，节约成本，之后将bim模型导出并打印生成图纸和报表，将图纸、报表及审查结果交给甲方进行修改和处理；
10.步骤五：每道工序施工完毕后均通过三维激光扫描仪对建筑内部检测扫描，将三维激光扫描仪输出的点云数据进行处理并去噪，再将处理后的三维模型与bim模型对比，通过对比找到施工误差进行整改，整改完毕后再次通过三维激光扫描仪扫描进行复核。
11.进一步的，所述步骤一和步骤五中的扫描方法为，将手术室内分为多个点位，将三维激光扫描仪放置在一个点位，三维激光扫描仪通过激光发射器和扫描设备本身的自转来
记录单个点位数据，当三维激光扫描仪的视线被手术室内结构阻挡时，将扫描仪移动至其他点位，以不同点位的扫描来记录现场数据得到整个手术室的三维模型，避免扫描仪无法获取被遮挡区域数据。
12.进一步的，所述步骤一和步骤五中的点处理软件为terrasolid、realwork、cyclone、pointtools或orbit mobile mapping等软件。
13.进一步的，所述步骤一和步骤五中的去噪分为有序点云数据去噪和无序散乱点云数据去噪。
14.进一步的，所述步骤一和步骤五中的有序点云数据通过高斯滤波或中值滤波去噪。
15.进一步的，所述步骤一和步骤五中的无序散乱点云数据通过拉普拉斯算法、双边滤波算法或平均曲率去噪。
16.进一步的，所述步骤四中的审查方法为，与甲方图纸进行对比进行查缺补漏，并通过bim自带的施工模拟，提前找到施工时易出错部分并修改施工方案中的错误，最大程度降低施工中的返工和物料浪费现象。
17.进一步的，所述步骤一中的确定方案为，对项目环境、项目的目的进行交流，了解现场情况，了解甲方需求，为项目方案的制定及项目工作量的评估收集资料等，之后设计方案与甲方沟通直至甲方确定方案可以实施。
18.综上所述，本发明主要具有以下有益效果：
19.本发明通过三维扫描快速确定洁净手术室的施工范围以及施工面积，大幅度缩短设计前期的踩点耗时，同时能够自动生产手术室内空间模型，无需工作人员耗费过多时间和精力对手术室内进行测量以及前期模型的搭建，同时基于bim技术快速对水电气管路进行设计建模棒棒冰能够检查错漏碰缺，大幅度缩短了洁净手术室的设计耗时，且bim具有施工模拟功能以及工程量统计功能，能够提前发现并修改施工工序、工法、施工重难点问题，同时提高工程计算的速度和质量，有效的把控材料用量，节约成本，每道工序施工完毕后均通过三维激光扫描仪对建筑内部检测扫描能够快速对比找到施工误差，缩减检验耗时，加快施工效率且提高施工后的精度，通过bim技术对洁净手术室进行建模，大幅度缩减洁净手术室的设计难度，同时便于降低施工难度，有效减少返工现象发生减少材料消耗以节约成本。
附图说明
20.图1为本发明的洁净手术室施工流程图；
21.图2为本发明的建模前流程图；
22.图3为本发明的建模流程图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.下面根据本发明的整体结构，对其实施例进行说明。
25.实施例一：包括如下步骤，
26.步骤一：对项目环境、项目的目的进行交流，了解现场情况，了解甲方需求，为项目方案的制定及项目工作量的评估收集资料等，之后设计方案与甲方沟通直至甲方确定方案可以实施；
27.步骤二：确定方案后，将手术室内分为多个点位，将三维激光扫描仪放置在一个点位，三维激光扫描仪通过激光发射器和扫描设备本身的自转来记录单个点位数据，当三维激光扫描仪的视线被手术室内结构阻挡时，将扫描仪移动至其他点位，以不同点位的扫描来记录现场数据得到整个手术室的三维模型，避免扫描仪无法获取被遮挡区域数据，利用三维激光扫描仪扫描手术室得到大量密集的点云，这些点云带有三维坐标、激光反射强度和和颜色信息等信息；
28.步骤三：通过点云处理软件realwork对点云进行处理，将这些点拼接创建三维结构，并通过中值滤波去除有序点云数据噪点；
29.步骤四：根据点云模型尺寸数据信息对bim建筑模型进行建立模型，得到手术室毛坯模型，通过甲方下发的建筑、结构、水电气等图纸运用bim软件进行建模，补充手术室内所需管路、设备等；
30.步骤五：bim模型建立好之后，需要运用bim软件进行碰撞检查，发现水管、电缆、换气通道、建筑结构的错漏碰缺，之后导出碰撞检测报告，对错漏碰缺进行修改订正，解决孔洞位置的预留和建筑结构、水电气等专业间的碰撞问题；
31.步骤六：建模完成后进行模型审查，与甲方图纸进行对比进行查缺补漏，发现图纸中错误并进行沟通和修改，并通过bim自带的施工模拟，提前找到施工时易出错部分并修改施工方案中的错误，最大程度降低施工中的返工和物料浪费现象，解决施工工序、工法、施工重难点问题，确定无误后进行bim算量，计算材料使用情况、材料成本等，基于bim的工程量统计可以提高工程计算的速度和质量，有效的把控材料用量，节约成本，之后将bim模型导出并打印生成图纸和报表，将图纸、报表及审查结果交给甲方进行修改和处理；
32.步骤七：每道工序施工完毕后，将手术室内分为多个点位，将三维激光扫描仪放置在一个点位，三维激光扫描仪通过激光发射器和扫描设备本身的自转来记录单个点位数据，当三维激光扫描仪的视线被手术室内结构阻挡时，将扫描仪移动至其他点位，以不同点位的扫描来记录现场数据得到整个手术室的三维模型，避免扫描仪无法获取被遮挡区域数据，通过三维激光扫描仪对建筑内部检测扫描，将三维激光扫描仪输出的点云数据进行处理拼接创建三维结构，并通过中值滤波去除有序点云数据噪点，再将处理后的三维模型与bim模型对比，通过对比找到施工误差进行整改，整改完毕后再次通过三维激光扫描仪扫描进行复核。
33.实施例二：步骤一：对项目环境、项目的目的进行交流，了解现场情况，了解甲方需求，为项目方案的制定及项目工作量的评估收集资料等，之后设计方案与甲方沟通直至甲方确定方案可以实施；
34.步骤二：确定方案后，将手术室内分为多个点位，将三维激光扫描仪放置在一个点位，三维激光扫描仪通过激光发射器和扫描设备本身的自转来记录单个点位数据，当三维激光扫描仪的视线被手术室内结构阻挡时，将扫描仪移动至其他点位，以不同点位的扫描来记录现场数据得到整个手术室的三维模型，避免扫描仪无法获取被遮挡区域数据，利用
三维激光扫描仪扫描手术室得到大量密集的点云，这些点云带有三维坐标、激光反射强度和和颜色信息等信息；
35.步骤三：通过点云处理软件terrasolid对点云进行处理，将这些点拼接创建三维结构，并通过高斯滤波去除有序点云数据噪点；
36.步骤四：根据点云模型尺寸数据信息对bim建筑模型进行建立模型，得到手术室毛坯模型，通过甲方下发的建筑、结构、水电气等图纸运用bim软件进行建模，补充手术室内所需管路、设备等；
37.步骤五：bim模型建立好之后，需要运用bim软件进行碰撞检查，发现水管、电缆、换气通道、建筑结构的错漏碰缺，之后导出碰撞检测报告，对错漏碰缺进行修改订正，解决孔洞位置的预留和建筑结构、水电气等专业间的碰撞问题；
38.步骤六：建模完成后进行模型审查，与甲方图纸进行对比进行查缺补漏，发现图纸中错误并进行沟通和修改，并通过bim自带的施工模拟，提前找到施工时易出错部分并修改施工方案中的错误，最大程度降低施工中的返工和物料浪费现象，解决施工工序、工法、施工重难点问题，确定无误后进行bim算量，计算材料使用情况、材料成本等，基于bim的工程量统计可以提高工程计算的速度和质量，有效的把控材料用量，节约成本，之后将bim模型导出并打印生成图纸和报表，将图纸、报表及审查结果交给甲方进行修改和处理；
39.步骤七：每道工序施工完毕后，将手术室内分为多个点位，将三维激光扫描仪放置在一个点位，三维激光扫描仪通过激光发射器和扫描设备本身的自转来记录单个点位数据，当三维激光扫描仪的视线被手术室内结构阻挡时，将扫描仪移动至其他点位，以不同点位的扫描来记录现场数据得到整个手术室的三维模型，避免扫描仪无法获取被遮挡区域数据，通过三维激光扫描仪对建筑内部检测扫描，将三维激光扫描仪输出的点云数据进行处理拼接创建三维结构，并通过高斯滤波去除有序点云数据噪点，再将处理后的三维模型与bim模型对比，通过对比找到施工误差进行整改，整改完毕后再次通过三维激光扫描仪扫描进行复核。
40.实施例三：步骤一：对项目环境、项目的目的进行交流，了解现场情况，了解甲方需求，为项目方案的制定及项目工作量的评估收集资料等，之后设计方案与甲方沟通直至甲方确定方案可以实施；
41.步骤二：确定方案后，将手术室内分为多个点位，将三维激光扫描仪放置在一个点位，三维激光扫描仪通过激光发射器和扫描设备本身的自转来记录单个点位数据，当三维激光扫描仪的视线被手术室内结构阻挡时，将扫描仪移动至其他点位，以不同点位的扫描来记录现场数据得到整个手术室的三维模型，避免扫描仪无法获取被遮挡区域数据，利用三维激光扫描仪扫描手术室得到大量密集的点云，这些点云带有三维坐标、激光反射强度和和颜色信息等信息；
42.步骤三：通过点云处理软件orbit mobile mapping对点云进行处理，将这些点拼接创建三维结构，并通过平均曲率去除无序散乱点云数据噪点；
43.步骤四：根据点云模型尺寸数据信息对bim建筑模型进行建立模型，得到手术室毛坯模型，通过甲方下发的建筑、结构、水电气等图纸运用bim软件进行建模，补充手术室内所需管路、设备等；
44.步骤五：bim模型建立好之后，需要运用bim软件进行碰撞检查，发现水管、电缆、换
气通道、建筑结构的错漏碰缺，之后导出碰撞检测报告，对错漏碰缺进行修改订正，解决孔洞位置的预留和建筑结构、水电气等专业间的碰撞问题；
45.步骤六：建模完成后进行模型审查，与甲方图纸进行对比进行查缺补漏，发现图纸中错误并进行沟通和修改，并通过bim自带的施工模拟，提前找到施工时易出错部分并修改施工方案中的错误，最大程度降低施工中的返工和物料浪费现象，解决施工工序、工法、施工重难点问题，确定无误后进行bim算量，计算材料使用情况、材料成本等，基于bim的工程量统计可以提高工程计算的速度和质量，有效的把控材料用量，节约成本，之后将bim模型导出并打印生成图纸和报表，将图纸、报表及审查结果交给甲方进行修改和处理；
46.步骤七：每道工序施工完毕后，将手术室内分为多个点位，将三维激光扫描仪放置在一个点位，三维激光扫描仪通过激光发射器和扫描设备本身的自转来记录单个点位数据，当三维激光扫描仪的视线被手术室内结构阻挡时，将扫描仪移动至其他点位，以不同点位的扫描来记录现场数据得到整个手术室的三维模型，避免扫描仪无法获取被遮挡区域数据，通过三维激光扫描仪对建筑内部检测扫描，将三维激光扫描仪输出的点云数据进行处理拼接创建三维结构，并通过平均曲率去除无序散乱点云数据噪点，再将处理后的三维模型与bim模型对比，通过对比找到施工误差进行整改，整改完毕后再次通过三维激光扫描仪扫描进行复核。
47.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，但本具体实施例仅是对本发明的解释，其并不是对发明的限制，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合，本领域技术人员在阅读完本说明书后可在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下，可以根据需要对实施例做出没有创造性贡献的修改、替换和变型等，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

技术特征：
1.基于bim技术对洁净手术室的建模方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤一：确定方案后，利用三维激光扫描仪扫描手术室得到大量密集的点云，这些点云带有三维坐标、激光反射强度和和颜色信息等信息，通过点云处理软件对点云进行处理，将这些点拼接创建三维结构并去除噪点；步骤二：根据点云模型尺寸数据信息对bim建筑模型进行建立模型，得到手术室毛坯模型，通过甲方下发的建筑、结构、水电气等图纸运用bim软件进行建模，补充手术室内所需管路、设备等；步骤三：bim模型建立好之后，需要运用bim软件进行碰撞检查，发现水管、电缆、换气通道、建筑结构的错漏碰缺，之后导出碰撞检测报告，对错漏碰缺进行修改订正，解决孔洞位置的预留和建筑结构、水电气等专业间的碰撞问题；步骤四：建模完成后进行模型审查，发现图纸中错误并进行沟通和修改，解决施工工序、工法、施工重难点问题，确定无误后进行bim算量，计算材料使用情况、材料成本等，基于bim的工程量统计可以提高工程计算的速度和质量，有效的把控材料用量，节约成本，之后将bim模型导出并打印生成图纸和报表，将图纸、报表及审查结果交给甲方进行修改和处理；步骤五：每道工序施工完毕后均通过三维激光扫描仪对建筑内部检测扫描，将三维激光扫描仪输出的点云数据进行处理并去噪，再将处理后的三维模型与bim模型对比，通过对比找到施工误差进行整改，整改完毕后再次通过三维激光扫描仪扫描进行复核。2.根据权利要求1所述的基于bim技术对洁净手术室的建模方法，其特征在于：所述步骤一和步骤五中的扫描方法为，将手术室内分为多个点位，将三维激光扫描仪放置在一个点位，三维激光扫描仪通过激光发射器和扫描设备本身的自转来记录单个点位数据，当三维激光扫描仪的视线被手术室内结构阻挡时，将扫描仪移动至其他点位，以不同点位的扫描来记录现场数据得到整个手术室的三维模型，避免扫描仪无法获取被遮挡区域数据。3.根据权利要求1所述的基于bim技术对洁净手术室的建模方法，其特征在于：所述步骤一和步骤五中的点处理软件为terrasolid、realwork、cyclone、pointtools或orbit mobile mapping等软件。4.根据权利要求1所述的基于bim技术对洁净手术室的建模方法，其特征在于：所述步骤一和步骤五中的去噪分为有序点云数据去噪和无序散乱点云数据去噪。5.根据权利要求4所述的基于bim技术对洁净手术室的建模方法，其特征在于：所述步骤一和步骤五中的有序点云数据通过高斯滤波或中值滤波去噪。6.根据权利要求4所述的基于bim技术对洁净手术室的建模方法，其特征在于：所述步骤一和步骤五中的无序散乱点云数据通过拉普拉斯算法、双边滤波算法或平均曲率去噪。7.根据权利要求1所述的基于bim技术对洁净手术室的建模方法，其特征在于：所述步骤四中的审查方法为，与甲方图纸进行对比进行查缺补漏，并通过bim自带的施工模拟，提前找到施工时易出错部分并修改施工方案中的错误，最大程度降低施工中的返工和物料浪费现象。8.根据权利要求1所述的基于bim技术对洁净手术室的建模方法，其特征在于：所述步骤一中的确定方案为，对项目环境、项目的目的进行交流，了解现场情况，了解甲方需求，为项目方案的制定及项目工作量的评估收集资料等，之后设计方案与甲方沟通直至甲方确定
方案可以实施。

技术总结
本发明公开了基于BIM技术对洁净手术室的建模方法，涉及建筑工程技术领域，本发明包括如下步骤，步骤一：确定方案后，利用三维激光扫描仪扫描手术室得到大量密集的点云，这些点云带有三维坐标、激光反射强度和和颜色信息等信息，通过点云处理软件对点云进行处理，将这些点拼接创建三维结构并去除噪点。本发明三维扫描快速确定洁净手术室的施工范围以及施工面积，大幅度缩短设计前期的踩点耗时，同时能够自动生产手术室内空间模型，无需工作人员耗费过多时间和精力对手术室内进行测量以及前期模型的搭建，大幅度缩减洁净手术室的设计难度，同时便于降低施工难度，有效减少返工现象发生减少材料消耗以节约成本。发生减少材料消耗以节约成本。发生减少材料消耗以节约成本。


技术研发人员：白雪飞
受保护的技术使用者：律邦机电工业（昆山）有限公司
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/9/12