Budapestin yritys CÉH Inc. se piti mitata Unkarin valtion oopperatalon rakennus ja luoda niiden pohjalta yksityiskohtainen tietokonemalli. Yhdistämällä geodeettisen kartoituksen periaatteet pistepilvien tekniikkaan asiantuntijat pystyivät selviytymään edessään olevasta valtavasta tehtävästä häiritsemättä oopperan toimintatilaa. Tällä tavalla saatua mallia käytetään jatkossa kehittämään projekti tämän arkkitehtonisen muistomerkin jälleenrakentamiseksi ja sen myöhemmäksi toiminnaksi.
Unkarin valtion oopperatalon rakennus
130 vuoden historia
Päätös Unkarin valtionoopperan rakentamisesta tehtiin vuonna 1873. Tuomaristo valitsi avoimen kilpailun tulosten perusteella kuuluisan unkarilaisen arkkitehdin Miklós Yblin (1814-1891) projektin. Uusklassisen rakennuksen rakentaminen, joka aloitettiin vuonna 1875, valmistui yhdeksän vuotta myöhemmin. Juhla-aukko, johon Itävallan keisari ja Unkarin kuningas Franz Joseph kutsuttiin, pidettiin 27. syyskuuta 1884.
Miklos Iblin rakentaman oopperatalon akustiikka, joka on pysynyt käytännössä muuttumattomana viimeisten 130 vuoden aikana, houkuttelee edelleen taiteen ystäviä kaikkialta maailmasta. Tuhannet turistit vierailevat vuosittain Unkarin valtion oopperatalossa, jota pidetään yhtenä Budapestin 1800-luvun suurimmista arkkitehtonisista monumenteista.
Mitat
CÉH: n haasteena oli suorittaa täysimittaiset mittaukset paitsi Unkarin valtionoopperan päärakennuksen lisäksi myös muiden vastaavien rakennusten (kauppa, myyntikeskus, varasto, harjoitushuone, toimistot ja työpajat) mittaukset. Pilvien mittaamisen aikana saatujen pisteiden perusteella vaadittiin luomaan arkkitehtoninen malli, joka heijastaa täysin kaikkien rakennusten nykytilaa.
Kerätyt tiedot käsiteltiin Trimble RealWorks 10.0- ja Faro Scene 5.5 -sovelluksissa.
On tärkeää huomata, että suora tiedonkeruu vei huomattavasti vähemmän aikaa kuin niiden myöhempi käsittely, koska huolimatta siitä, että tietoja käsiteltiin melkein välittömästi, rakennuksen monimutkaisuus vaati prosessissa enemmän huomiota.
Samanaikaisen mittauksen ja käsittelyn yhdistelmä aiheutti lisävaikeuksia. Jokainen uusi osa, joka esitettiin pistepilven muodossa, oli sijoitettava yhteen malliin ja linkitettävä kaikkiin siihen aiemmin sijoitettuihin elementteihin. Lisäksi ei yksinkertaisesti ollut aikaa toistaa mittauksia tai vaihtaa elementtejä, joten kaikki toiminnot oli suoritettava erittäin tarkasti ensimmäisellä kerralla.
Siinä tulisi ottaa huomioon myös se, että mittaukset tehtiin oopperan toiminnan aikana. Tarve vapauttaa asteittain varastoja tai tarjota pääsy tiettyihin tiloihin johti siihen, että mittaukset alkoivat yhdessä rakennuksen osassa jatkuivat toisessa rakennuksen osassa, ja sitten asiantuntijat palasivat aiemmin pääsemättömiin tiloihin. Tietysti tällainen työn organisointi hidasti niiden toteuttamista ja vaati koko prosessin lisäkoordinointia.
"GRAPHISOFT BIMcloud -ratkaisu oli valtava apu työssämme, tarjoten hyvän pääsyn tiedostoihin melkein mistä päin maailmaa tahansa." - Gábor Horváth, johtava arkkitehti, CÉH
Vaikka mittausteknikoilla oli riittävästi paikannustyökaluja, oopperahenkilöstö aluksi liikutti vahingossa näitä laitteita, mikä vaikeutti vakavasti pistepilvien keskinäistä suuntausta. Ajan myötä molemmat ryhmät oppivat kuitenkin olemaan vuorovaikutuksessa ja olematta häiritsemättä toisiaan päivittäisessä työssään.
Jotkut huoneet (kuten rekistereiden varastot) muuttuivat jatkuvasti, kun taas muiden huoneiden (esimerkiksi metalliverkolla peitetyn ripustusjärjestelmän tai kulissien takana olevien rakenteiden) pinnat olivat geodeettisille instrumenteille erittäin vaikeita - kaikki tämä vaati lisämittauksia.
Vaikeimpia ja työläimpiä olivat rakennuksen alemmilla tasoilla sijaitsevien teknisten ja apualueiden holvattujen ja siksakpintojen mittaukset. Rakennuksen tasojen jakavien holvien uusiminen rakennuksen tekijän Miklos Iblin suunnitelman mukaan oli myös vaikeaa.
Tuet ja muut rakenteet ovat usein päällekkäin seinien ja lattian pintojen kanssa. Tällaisissa tilanteissa mittaustuloksia voitiin käyttää vain erittäin karkean 3D-mallin luomiseen. Siksi yksityiskohtaisten tietojen saamiseksi paikoista, joihin 3D-skanneri ei pääse, käytettiin usein video- ja valokuvaustallennuksia.
Mittaustietojoukot tuotiin aiemmin Faro Scene 5.5: een ja siirrettiin sitten Trimble RealWorks 10.0: een lopullista käsittelyä varten. Tämä prosessi kesti melko kauan, koska tällä tavalla luotujen pistepilvitiedostojen käsittely vaati paljon prosessointitehoa.
Point Cloud -kirjaston hallinta
Tiedostokoot ovat erittäin tärkeitä tiedonhallinnassa. Mittausprosessin aikana luotiin valtava määrä pistepilviä, ja näiden tiedostojen yksityiskohdat olivat 40 miljoonaa pistettä huonetta kohti. Tämän kokoisia tiedostoja ei yksinkertaisesti voitu koota yhteen. Ensimmäinen askel oli vähentää pisteiden määrää käyttämällä Trimble RealWorksia. Sitten, kun tiedostojen yksityiskohtia vähennettiin suuruusluokalla, tuli mahdolliseksi yhdistää nämä pilvet, joista kukin sisälsi jo noin 3-4 miljoonaa pistettä.
Optimoidut ja yhdistetyt 20-30 miljoonan pisteen lohkot tallennettiin tarkkuudella, joka on enintään yksi piste neliösenttimetriä kohti. Tämä pistetiheys riitti luomaan yksityiskohtaisen mallin ARCHICADissa.
Yksi optimoitu pistepilvitiedosto vietiin E57-muodossa, joka on yhteensopiva arkkitehtuuriohjelmiston kanssa. Siten arkkitehtitiimi pystyi siirtymään suoraan mallintamiseen.
Suurin osa mallista toteutettiin ARCHICAD 19 -ohjelmassa. Samanaikaisesti GRAPHISOFT BIMcloud -ratkaisun, joka tarjoaa hyväksyttävän nopeuden pääsyyn tiedostoihin melkein mistä päin maailmaa tahansa, käytöllä oli merkittävä rooli työssä. Tämä tekijä oli erittäin tärkeä, koska projektin koko ylitti 50 Gt.
Työskentely mallin parissa
Rakennuksen kolmiulotteisen tilavuuden analysoinnissa käytettiin aluksi vanhoja mittasuunnitelmia. Näitä 2D-piirustuksia on merkittävästi parannettu ja parannettu pistepilvillä.
Suuret ristiriidat vanhempien suunnitelmien kanssa olivat ilmeisiä alusta alkaen, ja monitasoisten pohjapiirrosten vertailussa ilmeni lisäongelmia. Vuonna 1984 rakennuksessa tehtiin osittainen jälleenrakennus, jonka seurauksena jotkut elementit, esimerkiksi ripustusjärjestelmän terästuket, korvattiin. Tätä rekonstruointia varten julkaistu dokumentaatio oli erittäin hyödyllinen, kun luotiin uudelleen malli monimutkaisista suunnitteluratkaisuista, joissa oli melko ohuita elementtejä, joita 3D-skannerit eivät havainneet. Sama pätee liikkuviin rakenteisiin, kuten näyttämön teräselementteihin, joita käytettiin edelleen mittausten aikana.
Lähes kaikki geometriat luotiin ARCHICAD-ympäristössä. Hyvin monimutkaiset elementit, kuten patsaat, mallinnettiin kolmansien osapuolten sovelluksissa ja tuotiin sitten ARCHICADiin kolmiomuotoisina 3D-verkkoina. Nämä elementit, jotka koostuivat suuresta joukosta polygoneja, lisättiin malliin vasta viimeisessä vaiheessa.
Suurimmat rajoitteet arkkitehdeille olivat tietokoneiden laskentateho, koska pistepilvitiedostojen koolla ja mallilla oli pieni vaikutus suorituskykyyn. Mallin koon pienentämiseksi ja sen kanssa työskentelyn helpottamiseksi oli erittäin tärkeää minimoida sisäkkäinen kirjasto. Pienissä projekteissa tämän kirjaston koko ei ole tärkeä rooli, mutta tässä tapauksessa se sisälsi monia korkean poly-elementtejä, jotka kasvattivat projektin kokoa huomattavasti ja aiheuttivat sen vuoksi liikaa kuormitusta tietokoneille. Jotkut elementit on tallennettu objekteina 2D-navigoinnin sujuvuuden parantamiseksi ja tiedostokoon pienentämiseksi. Siten oli mahdollista sijoittaa mihin tahansa määrään saman objektin esiintymiä malliin luomatta uusia morfeja tai muita rakenteellisia elementtejä. Vielä enemmän optimointia saavutettiin yksinkertaistamalla 2D-objektisymboleja. Tämä päätös ei tietenkään voinut vaikuttaa 3D-suorituskykyyn millään tavalla, koska se ei vähentänyt mallissa olevien polygonien määrää. Tämä ongelma ratkaistiin säätämällä kerrosyhdistelmiä, esimerkiksi poistamalla koriste-elementtien ja veistosten näyttö käytöstä 3D-navigoinnin aikana.
Monien tuntien työ ja valtava ponnistus johtivat mallin luomiseen, jonka kuka tahansa voi katsella mobiililaitteellaan. Koko työprosessin yksityiskohtaisella suunnittelulla ja vaiheittaisella järjestämisellä oli merkittävä rooli menestyksen saavuttamisessa.
On myös syytä huomata, että tehokas mittaaminen ja niihin perustuvan tarkan mallin luominen tuli mahdolliseksi vain hyvin koordinoidun työn ja valmiuden olla vuorovaikutuksessa Unkarin valtionoopperan ja CÉH: n työntekijöiden välillä, jotka tekivät paljon yhteisiä ponnisteluja säilyttääkseen ja rekonstruoida tämä upea arkkitehtoninen muistomerkki.
Oopperatalomalli BIMx Labissa
Huolimatta siitä, että ARCHICAD-malli on optimoitu mahdollisimman paljon, se sisältää silti noin 27,5 miljoonaa polygonia ja noin 29 000 BIM-elementtiä.
Tämän kokoisia BIM-malleja on erittäin vaikea tarkastella GRAPHISOFT BIMx -mobiilisovelluksessa.
Mutta äskettäin luotu BIMx Lab -tekniikka selviää täydellisesti tällaisista tehtävistä, mikä antaa sinun käsitellä melkein mitä tahansa monikulmioita minkä tahansa monimutkaisuuden ARCHICAD-malleissa!
Lataa BIMx Lab -mobiilisovellus Apple App Storesta.
Voit arvioida uuden tekniikan mahdollisuuksia lataamalla Unkarin valtionoopperan rakennemallin BIMx Lab -laitteelle.
Tietoja CÉH Inc
CÉH Suunnittelu, kehittäminen ja konsultointi Inc. On CÉH-konsernin johtava suunnitteluosasto, keskeinen toimija Unkarin suunnittelu- ja rakennusmarkkinoilla. Yli 25 vuoden kokemuksella CÉH: lla on laaja kokemus rakennusten suunnittelusta, rakentamisesta ja käytöstä.
CÉH työllistää asiantuntijoita kaikista rakennusteollisuuteen liittyvistä tekniikan erikoisuuksista. CÉH: llä on noin 80 työntekijää, 10 konttoria ja 150-200 urakoitsijaa.
CÉH: n toteuttamien BIM-projektien pinta-ala on yli 150 000 m².
Arkkitehdit CÉH Inc. ovat käyttäneet ARCHICADia työssään yli 10 vuoden ajan. CÉH omistaa tällä hetkellä 26 lisenssiä ja käyttää GRAPHISOFT BIMcloudia. Tämä ARCHICAD 19 -projektissa toteutettu projekti koostui jatkuvasti kolmesta seitsemään arkkitehdistä.
Tietoja GRAPHISOFTista
GRAPHISOFT® mullisti BIM-vallankumouksen vuonna 1984 ARCHICAD®: lla, joka on alan ensimmäinen CAD BIM -ratkaisu arkkitehdeille. GRAPHISOFT johtaa edelleen arkkitehtonisten ohjelmistojen markkinoita innovatiivisilla tuotteilla, kuten BIMcloud ™, maailman ensimmäinen reaaliaikainen yhteistyömalli BIM-suunnitteluratkaisu, EcoDesigner ™, maailman ensimmäinen täysin integroitu rakennusten energiamallinnus ja energiatehokkuuden arviointi, ja BIMx® on johtava mobiilisovellus BIM-mallien esittelyyn ja esittelyyn. Vuodesta 2007 GRAPHISOFT on kuulunut Nemetschek-ryhmään.
