Будапещската компания CÉH Inc. трябваше да се измери сградата на Унгарската държавна опера и да се създаде подробен компютърен модел въз основа на тях. Комбинирайки принципите на геодезическото заснемане с технологията на облаци от точки, специалистите успяха да се справят с колосалната задача пред тях, без да нарушават режима на работа на операта. Полученият по този начин модел ще бъде използван в бъдеще за разработване на проект за реконструкция на този архитектурен паметник и последващата му експлоатация.
Сграда на Унгарската държавна опера
130 години история
Решението за построяване на сградата на Унгарската държавна опера е взето през 1873г. Въз основа на резултатите от открит конкурс журито избра проекта на известния унгарски архитект Миклош Йбл (1814-1891). Строителството на неокласическата сграда, започнало през 1875 г., е завършено девет години по-късно. Тържественото откриване, на което беше поканен император на Австрия и крал на Унгария Франц Йосиф, се състоя на 27 септември 1884 година.
Построена от Миклош Ибл, акустиката на оперния театър, която остава почти непроменена през последните 130 години, продължава да привлича любители на изкуството от цял свят. Хиляди туристи посещават всяка година унгарския държавен оперен театър, считан за един от най-големите архитектурни паметници на 19 век в Будапеща.
Измервания
Предизвикателството за CÉH беше да извърши пълномащабни измервания не само на основната сграда на Унгарската държавна опера, но и на други свързани сгради (магазин, търговски център, склад, репетиционна зала, офиси и работилници). Въз основа на точките, получени в процеса на измерване на облаците, беше необходимо да се създаде архитектурен модел, който напълно да отразява текущото състояние на всички сгради.
Събраните данни бяха обработени в приложенията Trimble RealWorks 10.0 и Faro Scene 5.5.
Важно е да се отбележи, че прякото събиране на данни отне значително по-малко време от последващата им обработка, тъй като въпреки факта, че данните бяха обработени почти веднага, сложността на сградата изискваше повишено внимание в процеса.
Комбинацията от едновременно измерване и обработка създава някои допълнителни трудности. Всяка нова част, представена под формата на облак от точки, трябваше да бъде поставена в един модел и свързана с всички по-рано поставени елементи в нея. Освен това просто нямаше време за повторение на измерванията или промяна на елементи, така че всички операции трябваше да бъдат извършени много точно от първия път.
Трябва да се вземе предвид и фактът, че измерванията са извършени по време на операцията на операта. Необходимостта от постепенно освобождаване на някои складове или осигуряване на достъп до определени помещения доведе до факта, че измерванията, започнати в една част на сградата, продължиха в друга част на сградата, а след това специалистите се върнаха в недостъпни преди това помещения. Разбира се, такава организация на работа намалява скоростта на тяхното изпълнение и изисква допълнителна координация на целия процес.
„Решението GRAPHISOFT BIMcloud беше огромна помощ в нашата работа, осигурявайки бърз достъп до файлове от почти всяка точка на света.“- Gábor Horváth, водещ архитект, CÉH
Въпреки че измервателните техници разполагаха с достатъчно инструменти за позициониране, първоначално персоналът на операта случайно премести тези устройства, сериозно затруднявайки процеса на взаимно подравняване на облаците от точки. С течение на времето обаче и двата екипа се научиха да си взаимодействат и да не си пречат един на друг в ежедневната работа.
Някои помещения (като складове за подпори) непрекъснато се променят, докато повърхностите на други помещения (например система за окачване, покрита с метална мрежа или задкулисни конструкции) са изключително трудни за геодезическите инструменти - всичко това изисква допълнителни измервания.
Най-трудни и трудоемки бяха измерванията на сводести и зигзагообразни повърхности, присъстващи в техническите и спомагателните зони в долните нива на сградата. Също така беше трудно да се възпроизведат сводовете, разделящи сградата на нива според плана на нейния автор Миклош Ибл.
Опорите и други конструкции често припокриват повърхностите на стените и подовете. В такива ситуации резултатите от измерванията могат да се използват само за създаване на много груб 3D модел. Следователно, за да се получи по-подробна информация за местата, недостъпни за 3D скенер, често се използва видео и фотографски запис.
Наборите от данни за измерване преди това бяха импортирани във Faro Scene 5.5 и след това прехвърлени в Trimble RealWorks 10.0 за окончателна обработка. Този процес отне доста дълго време, тъй като обработката на създадените по този начин файлове в облака на точки изискваше много процесорна мощ.
Управление на библиотеката на Point Cloud
Размерите на файловете са много важни при управлението на данни. По време на процеса на измерване бяха създадени огромен брой облаци от точки и детайлите на тези файлове достигнаха 40 милиона точки на стая. Файлове с такъв размер просто не можеха да бъдат събрани. Първата стъпка беше да се намали броят на точките с помощта на Trimble RealWorks. След това, когато детайлът на файла беше намален с порядък, стана възможно комбинирането на тези облаци, всеки от които вече съдържаше около 3-4 милиона точки.
Оптимизирани и обединени блокове от 20-30 милиона точки бяха запазени с резолюция не повече от една точка на квадратен сантиметър. Тази плътност на точките беше достатъчна, за да се създаде подробен модел в ARCHICAD.
Единичен оптимизиран файл с облак на точки беше експортиран във формат E57, съвместим с архитектурен софтуер. По този начин екипът от архитекти успя да премине директно към моделирането.
Основната част от модела беше изпълнена в ARCHICAD 19. В същото време използването на решението GRAPHISOFT BIMcloud, което осигурява приемлива скорост на достъп до файлове от почти всяка точка на света, изигра съществена роля в работата. Този фактор беше много важен, тъй като размерът на проекта надхвърляше 50 GB.
Работа по модела
При анализ на триизмерния обем на сградата първоначално са използвани старите планове с размери. Тези 2D чертежи са значително усъвършенствани и подобрени с облаци от точки.
Основни несъответствия с по-старите планове бяха очевидни от самото начало, като допълнителни усложнения възникнаха при сравняване на многоетажни етажни планове. През 1984 г. сградата претърпя частична реконструкция, в резултат на което бяха заменени някои елементи, например стоманените опори на системата за окачване. Документацията, издадена за тази реконструкция, беше много полезна при пресъздаване на модел на сложни дизайнерски решения, в който имаше доста тънки елементи, които не се възприемаха от 3D скенерите. Същото важи и за подвижните конструкции като стоманените елементи на сцената, които продължават да се използват по време на измерванията.
Почти цялата геометрия е създадена в средата на ARCHICAD. Много сложни елементи като статуи са моделирани в приложения на трети страни и след това са импортирани в ARCHICAD като триъгълни 3D мрежи. Тези елементи, състоящи се от голям брой полигони, бяха добавени към модела едва на последния етап.
Най-големите ограничения пред архитектите са изчислителната мощ на компютрите, тъй като размерът на файловите облаци на точки и моделът имат леко влияние върху производителността. За да намалите размера на модела и да подобрите удобството при работа с него, беше много важно да сведете до минимум вложената библиотека. При малките проекти размерът на тази библиотека не играе голяма роля, но в този случай тя съдържа много високополигонни елементи, които значително увеличават размера на проекта и в резултат създават прекомерно натоварване на компютрите. За да се подобри гладкостта на 2D навигацията и да се намалят размерите на файлове, някои елементи са запазени като обекти. По този начин стана възможно да се поставят произволен брой екземпляри на един и същ обект в модела, без да се създават нови морфи или други структурни елементи. Още по-голяма оптимизация беше постигната чрез опростяване на 2D обектните символи. Разбира се, това решение не може да повлияе по никакъв начин на 3D производителността, тъй като не намалява броя на полигоните, присъстващи в модела. Този проблем беше разрешен чрез коригиране на комбинации от слоеве, например чрез деактивиране на показването на декоративни елементи и скулптури по време на 3D навигация.
Много часове работа и огромни усилия доведоха до създаването на модел, който всеки може да види на мобилното си устройство. Подробното планиране и поетапната организация на целия работен процес изиграха съществена роля за постигане на успех.
Заслужава да се отбележи също така, че стана възможно ефективното измерване и създаване на точен модел въз основа на тях само благодарение на добре координираната работа и готовността за взаимодействие между Унгарската държавна опера и служителите на CÉH, които положиха много общи усилия за запазване и реконструирайте този великолепен архитектурен паметник.
Модел на операта в лабораторията BIMx
Въпреки факта, че моделът ARCHICAD е оптимизиран възможно най-много, той все още съдържа около 27,5 милиона полигона и приблизително 29 000 BIM елементи.
BIM модели с този размер са много трудни за разглеждане в мобилното приложение GRAPHISOFT BIMx.
Но наскоро създадената технология BIMx Lab перфектно се справя с такива задачи, което ви позволява да обработвате почти произволен брой полигони в модели ARCHICAD с всякаква сложност!
Изтеглете мобилното приложение BIMx Lab от Apple App Store.
За да оцените възможностите на тази нова технология, изтеглете модела на сградата на Унгарската държавна опера за лабораторията BIMx.
Всичко за CÉH Inc
CÉH Планиране, разработване и консултиране Inc. Е водещ инженерен отдел на CÉH Group, ключов играч на унгарския пазар за проектиране и строителство. С над 25 години опит CÉH е натрупал богат опит в проектирането, строителството и експлоатацията на сгради.
В CÉH работят специалисти от всички инженерни специалности, свързани със строителната индустрия. CÉH има около 80 служители, 10 клона и 150-200 изпълнители.
Площта на BIM проектите, изпълнявани от CÉH, надхвърля 150 000 m².
Архитекти CÉH Inc. използват ARCHICAD в работата си повече от 10 години. В момента CÉH притежава 26 лиценза и използва GRAPHISOFT BIMcloud. Този проект, осъществен в ARCHICAD 19, се състои от три до седем архитекти непрекъснато.
Относно GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® революционизира BIM революцията през 1984 г. с ARCHICAD®, първото CAD BIM решение за архитекти в индустрията. GRAPHISOFT продължава да ръководи пазара на архитектурен софтуер с иновативни продукти като BIMcloud ™, първото съвместно BIM дизайнерско решение в реално време, EcoDesigner ™, първото напълно интегрирано енергийно моделиране и оценка на енергийната ефективност на сградите, а BIMx® е водещият мобилно приложение за демонстрация и представяне на BIM модели. От 2007 г. GRAPHISOFT е част от групата Nemetschek.
