La società di Budapest CÉH Inc. era necessario misurare l'edificio del Teatro dell'Opera di Stato ungherese e creare un modello informatico dettagliato basato su di essi. Combinando i principi del rilevamento geodetico con la tecnologia delle nuvole di punti, gli specialisti sono stati in grado di far fronte al colossale compito che li attendeva senza interrompere la modalità operativa dell'opera. Il modello così ottenuto sarà utilizzato in futuro per sviluppare un progetto per la ricostruzione di questo monumento architettonico e il suo successivo intervento.
Costruzione del Teatro dell'Opera ungherese
130 anni di storia
La decisione di costruire l'edificio dell'Opera di Stato ungherese fu presa nel 1873. Sulla base dei risultati di un concorso pubblico, la giuria ha selezionato il progetto del famoso architetto ungherese Miklós Ybl (1814-1891). La costruzione dell'edificio neoclassico, iniziata nel 1875, fu completata nove anni dopo. L'inaugurazione, alla quale fu invitato l'imperatore d'Austria e re d'Ungheria Francesco Giuseppe, ebbe luogo il 27 settembre 1884.
Costruito da Miklos Ibl, l'acustica del teatro dell'opera, che è rimasta praticamente invariata negli ultimi 130 anni, continua ad attrarre amanti dell'arte da tutto il mondo. Migliaia di turisti visitano ogni anno il Teatro dell'Opera di Stato Ungherese, considerato uno dei più grandi monumenti architettonici del XIX secolo a Budapest.
Misurazioni
La sfida per CÉH era quella di eseguire misurazioni su vasta scala non solo dell'edificio principale dell'Opera di Stato ungherese, ma anche di altri edifici correlati (negozio, centro di vendita, magazzino, sala prove, uffici e laboratori). Sulla base dei punti ottenuti nel processo di misurazione delle nuvole, è stato richiesto di creare un modello architettonico che riflettesse appieno lo stato attuale di tutti gli edifici.
I dati raccolti sono stati elaborati nelle applicazioni Trimble RealWorks 10.0 e Faro Scene 5.5.
È importante notare che l'acquisizione diretta dei dati ha richiesto molto meno tempo rispetto alla loro successiva elaborazione, perché nonostante il fatto che i dati siano stati elaborati quasi immediatamente, la complessità dell'edificio ha richiesto una maggiore attenzione nel processo.
La combinazione di misurazione ed elaborazione simultanee ha creato alcune difficoltà aggiuntive. Ogni nuova parte, presentata sotto forma di nuvola di punti, doveva essere collocata in un unico modello e collegata a tutti gli elementi precedentemente inseriti in esso. Inoltre, semplicemente non c'era tempo per ripetere le misurazioni o modificare gli elementi, quindi tutte le operazioni dovevano essere eseguite in modo molto accurato la prima volta.
Dovrebbe anche tener conto del fatto che le misurazioni sono state effettuate durante il funzionamento dell'opera. La necessità di liberare gradualmente alcuni magazzini o di fornire l'accesso a determinati locali ha portato al fatto che le misurazioni iniziate in una parte dell'edificio sono proseguite in un'altra parte dell'edificio, quindi gli specialisti sono tornati in locali precedentemente inaccessibili. Naturalmente, una tale organizzazione del lavoro riduceva la velocità della loro attuazione e richiedeva un coordinamento aggiuntivo dell'intero processo.
"La soluzione GRAPHISOFT BIMcloud è stata di grande aiuto nel nostro lavoro, fornendo un buon accesso veloce ai file da quasi ovunque nel mondo." - Gábor Horváth, Lead Architect, CÉH
Sebbene i tecnici di misura disponessero di sufficienti strumenti di posizionamento, all'inizio il personale dell'opera ha spostato accidentalmente questi dispositivi, ostacolando seriamente il processo di allineamento reciproco delle nuvole di punti. Tuttavia, nel tempo, entrambe le squadre hanno imparato a interagire e a non interferire l'una con l'altra nel loro lavoro quotidiano.
Alcune stanze (come i magazzini di oggetti di scena) erano in continua evoluzione, mentre le superfici di altre stanze (ad esempio, un sistema di sospensione coperto con reti metalliche o strutture dietro le quinte) erano estremamente difficili per gli strumenti geodetici - tutto ciò richiedeva misurazioni aggiuntive.
Le più difficili e laboriose sono state le misurazioni delle superfici voltate ea zig-zag presenti nelle aree tecniche e ausiliarie ai livelli inferiori dell'edificio. È stato anche difficile riprodurre le volte che dividono l'edificio in livelli secondo la pianta del suo autore, Miklos Ibl.
Supporti e altre strutture spesso si sovrapponevano alle superfici di pareti e pavimenti. In tali situazioni, i risultati della misurazione potevano essere utilizzati solo per creare un modello 3D molto approssimativo. Pertanto, per ottenere informazioni più dettagliate sui luoghi inaccessibili a uno scanner 3D, sono state spesso utilizzate registrazioni video e fotografiche.
I set di dati di misurazione erano stati precedentemente importati in Faro Scene 5.5 e quindi trasferiti a Trimble RealWorks 10.0 per l'elaborazione finale. Questo processo ha richiesto molto tempo, poiché l'elaborazione dei file della nuvola di punti creati in questo modo richiedeva molta potenza di elaborazione.
Gestione della libreria di nuvole di punti
Le dimensioni dei file sono molto importanti nella gestione dei dati. Durante il processo di misurazione, è stato creato un numero enorme di nuvole di punti e il dettaglio di questi file ha raggiunto i 40 milioni di punti per stanza. File di queste dimensioni semplicemente non potevano essere riuniti. Il primo passo è stato ridurre il numero di punti utilizzando Trimble RealWorks. Quindi, quando il dettaglio del file è stato ridotto di un ordine di grandezza, è diventato possibile combinare queste nuvole, ognuna delle quali conteneva già circa 3-4 milioni di punti.
Sono stati salvati blocchi ottimizzati e uniti di 20-30 milioni di punti con una risoluzione non superiore a un punto per centimetro quadrato. Questa densità di punti è stata sufficiente per creare un modello dettagliato in ARCHICAD.
Un singolo file della nuvola di punti ottimizzato è stato esportato in formato E57 compatibile con il software di architettura. Così, il team di architetti ha potuto procedere direttamente alla modellazione.
La parte principale del modello è stata eseguita in ARCHICAD 19. Allo stesso tempo, l'uso della soluzione GRAPHISOFT BIMcloud, che fornisce una velocità di accesso accettabile ai file da quasi ovunque nel mondo, ha svolto un ruolo significativo nel lavoro. Questo fattore era molto importante, perché le dimensioni del progetto superavano i 50 GB.
Lavorando sul modello
Nell'analisi del volume tridimensionale dell'edificio, inizialmente sono stati utilizzati i vecchi piani dimensionali. Questi disegni 2D sono stati notevolmente perfezionati e migliorati con nuvole di punti.
Le principali discrepanze con i piani più vecchi erano evidenti sin dall'inizio, con ulteriori complicazioni derivanti dal confronto delle planimetrie a più livelli. Nel 1984 l'edificio subì una parziale ricostruzione, a seguito della quale furono sostituiti alcuni elementi, ad esempio i supporti in acciaio del sistema di sospensione. La documentazione rilasciata per questa ricostruzione è stata molto utile per ricreare un modello di soluzioni progettuali complesse, in cui erano presenti elementi piuttosto sottili che non erano percepiti dagli scanner 3D. Lo stesso valeva per le strutture mobili come gli elementi in acciaio del palco, che continuavano ad essere utilizzati durante le misurazioni.
Quasi tutta la geometria è stata creata nell'ambiente ARCHICAD. Elementi molto complessi come le statue sono stati modellati in applicazioni di terze parti e quindi importati in ARCHICAD come mesh 3D triangolate. Questi elementi, che consistevano in un gran numero di poligoni, sono stati aggiunti al modello solo nell'ultima fase.
I maggiori vincoli per gli architetti erano la potenza di calcolo dei computer, poiché la dimensione dei file della nuvola di punti e il modello avevano un leggero impatto sulle prestazioni. Per ridurre le dimensioni del modello e migliorare la comodità di lavorare con esso, era molto importante ridurre al minimo la libreria nidificata. In piccoli progetti, la dimensione di questa libreria non gioca un ruolo importante, ma in questo caso conteneva molti elementi ad alto numero di poligoni che aumentavano notevolmente le dimensioni del progetto e, di conseguenza, creavano un carico eccessivo sui computer. Per migliorare l'uniformità della navigazione 2D e ridurre le dimensioni dei file, alcuni elementi sono stati salvati come oggetti. Pertanto, è diventato possibile posizionare un numero qualsiasi di istanze dello stesso oggetto nel modello senza creare nuovi morph o altri elementi strutturali. È stata ottenuta un'ottimizzazione ancora maggiore semplificando i simboli degli oggetti 2D. Ovviamente questa decisione non ha potuto in alcun modo influenzare le prestazioni 3D, poiché non ha ridotto il numero di poligoni presenti nel modello. Questo problema è stato risolto regolando le combinazioni di livelli, ad esempio, disabilitando la visualizzazione di elementi decorativi e sculture durante la navigazione 3D.
Molte ore di lavoro e un enorme sforzo hanno portato alla creazione di un modello che chiunque può visualizzare sul proprio dispositivo mobile. La pianificazione dettagliata e l'organizzazione fase per fase dell'intero processo di lavoro hanno svolto un ruolo significativo nel raggiungimento del successo.
Vale anche la pena notare che è diventato possibile misurare in modo efficiente e creare un modello accurato basato su di essi solo grazie al lavoro ben coordinato e alla disponibilità all'interazione tra l'Opera di Stato ungherese e i dipendenti CÉH, che hanno compiuto molti sforzi congiunti per preservare e ricostruire questo magnifico monumento architettonico.
Modello di Opera House in BIMx Lab
Nonostante il fatto che il modello ARCHICAD sia stato ottimizzato il più possibile, contiene ancora circa 27,5 milioni di poligoni e circa 29.000 elementi BIM.
I modelli BIM di queste dimensioni sono molto difficili da visualizzare nell'app mobile GRAPHISOFT BIMx.
Ma la tecnologia BIMx Lab creata di recente si adatta perfettamente a tali attività, che consente di elaborare quasi qualsiasi numero di poligoni nei modelli ARCHICAD di qualsiasi complessità!
Scarica l'app mobile BIMx Lab dall'App Store di Apple.
Per valutare le possibilità di questa nuova tecnologia, scarica il modello di edificio dell'Opera di Stato ungherese per il BIMx Lab.
Informazioni su CÉH Inc
CÉH Planning, Developing and Consulting Inc. È il principale dipartimento di ingegneria del gruppo CÉH, un attore chiave nel mercato ungherese di progettazione e costruzione. Con oltre 25 anni di esperienza, CÉH ha accumulato una vasta esperienza nella progettazione, costruzione e gestione di edifici.
CÉH impiega specialisti di tutte le specialità ingegneristiche associate al settore edile. CÉH ha circa 80 dipendenti, 10 filiali e 150-200 appaltatori.
L'area dei progetti BIM realizzati da CÉH supera i 150.000 m².
Architetti CÉH Inc. utilizzano ARCHICAD nel loro lavoro da oltre 10 anni. CÉH possiede attualmente 26 licenze e utilizza GRAPHISOFT BIMcloud. Questo progetto, realizzato in ARCHICAD 19, era composto da tre a sette architetti su base continua.
Informazioni su GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® ha rivoluzionato la rivoluzione BIM nel 1984 con ARCHICAD®, la prima soluzione CAD BIM del settore per architetti. GRAPHISOFT continua a guidare il mercato del software architettonico con prodotti innovativi come BIMcloud ™, la prima soluzione di progettazione BIM collaborativa in tempo reale al mondo, EcoDesigner ™, la prima modellazione energetica completamente integrata al mondo e le valutazioni dell'efficienza energetica degli edifici, e BIMx® è il leader applicazione mobile per la dimostrazione e presentazione di modelli BIM. Dal 2007 GRAPHISOFT fa parte del Gruppo Nemetschek.
