Budapeštianska spoločnosť CÉH Inc. bolo potrebné zmerať budovu Maďarskej štátnej opery a na ich základe vytvoriť podrobný počítačový model. Kombináciou princípov geodetického zamerania s technológiou mračien bodov sa špecialisti dokázali vyrovnať s kolosálnou úlohou pred nimi bez narušenia prevádzkového režimu opery. Takto získaný model bude v budúcnosti použitý na vypracovanie projektu rekonštrukcie tejto architektonickej pamiatky a jej následnej prevádzky.
Budova maďarskej štátnej opery
130 rokov histórie
O výstavbe budovy Maďarskej štátnej opery sa rozhodlo v roku 1873. Na základe výsledkov otvorenej súťaže vybrala porota projekt slávneho maďarského architekta Miklósa Ybla (1814-1891). Stavba neoklasickej budovy, ktorá sa začala v roku 1875, bola dokončená o deväť rokov neskôr. Slávnostné otvorenie, na ktoré bol pozvaný rakúsky cisár a uhorský kráľ František Jozef, sa uskutočnilo 27. septembra 1884.
Akustika opery, ktorú postavil Miklos Ibl, sa za posledných 130 rokov prakticky nezmenila, stále láka milovníkov umenia z celého sveta. Tisíce turistov ročne navštívia budovu maďarskej štátnej opery, ktorá je považovaná za jednu z najväčších architektonických pamiatok 19. storočia v Budapešti.
Merania
Výzvou pre CÉH bolo vykonať komplexné merania nielen hlavnej budovy Maďarskej štátnej opery, ale aj ďalších súvisiacich budov (obchod, predajné stredisko, sklad, skúšobňa, kancelárie a dielne). Na základe bodov získaných v procese merania oblakov bolo potrebné vytvoriť architektonický model, ktorý plne odráža súčasný stav všetkých budov.
Zhromaždené údaje boli spracované v aplikáciách Trimble RealWorks 10.0 a Faro Scene 5.5.
Je dôležité poznamenať, že priamy zber dát trval podstatne menej času ako ich následné spracovanie, pretože aj napriek tomu, že údaje boli spracované takmer okamžite, zložitosť budovy si vyžadovala zvýšenú pozornosť v procese.
Kombinácia súčasného merania a spracovania spôsobila ďalšie ťažkosti. Každá nová časť predstavená vo forme mračna bodov musela byť umiestnená do jedného modelu a prepojená so všetkými predtým umiestnenými prvkami v ňom. Navyše jednoducho nebol čas na opakovanie meraní alebo na zmenu prvkov, takže všetky operácie bolo treba vykonať prvýkrát veľmi presne.
Malo by sa tiež vziať do úvahy skutočnosť, že merania sa uskutočňovali počas prevádzky opery. Potreba postupne uvoľniť niektoré sklady alebo zabezpečiť prístup do určitých priestorov viedla k tomu, že merania sa začali v jednej časti budovy, pokračovali v inej časti budovy a potom sa špecialisti vrátili do predtým neprístupných priestorov. Takáto organizácia práce samozrejme znížila rýchlosť ich implementácie a vyžadovala ďalšiu koordináciu celého procesu.
„Riešenie GRAPHISOFT BIMcloud bolo obrovskou pomocou pri našej práci, pretože poskytovalo rýchly prístup k súborom takmer z celého sveta.“- Gábor Horváth, vedúci architekt, CÉH
Aj keď mali technici merania dostatok nástrojov na určovanie polohy, operačný personál tieto zariadenia spočiatku náhodne presunul, čo vážne narušilo proces vzájomného zarovnávania mračien bodov. Postupom času sa však oba tímy naučili vzájomne pôsobiť a navzájom si nezasahovať do každodennej práce.
Niektoré miestnosti (napríklad sklady rekvizít) sa neustále menili, zatiaľ čo povrchy ďalších miestností (napríklad závesný systém pokrytý kovovou sieťou alebo zákulisné konštrukcie) boli pre geodetické prístroje mimoriadne náročné - to všetko si vyžadovalo ďalšie merania.
Najťažšie a najnáročnejšie boli merania klenutých a kľukatých plôch nachádzajúcich sa v technických a pomocných priestoroch na nižších úrovniach budovy. Bolo tiež ťažké reprodukovať klenby rozdeľujúce budovu na úrovne podľa plánu jej autora Miklosa Ibla.
Podpery a iné konštrukcie sa často prekrývajú s povrchmi stien a podláh. V takýchto situáciách sa výsledky merania dali použiť iba na vytvorenie veľmi hrubého 3D modelu. Preto sa na získanie podrobnejších informácií o miestach neprístupných pre 3D skener často používali videozáznamy a fotografické záznamy.
Súbory údajov o meraní sa predtým importovali do Faro Scene 5.5 a potom sa preniesli do Trimble RealWorks 10.0 na konečné spracovanie. Tento proces trval pomerne dlho, pretože spracovanie takto vytvorených súborov mračien bodov vyžadovalo veľa výpočtovej sily.
Správa cloudových knižníc Point
Veľkosti súborov sú pri správe údajov veľmi dôležité. Počas procesu merania bolo vytvorených obrovské množstvo mračien bodov a podrobnosti týchto súborov dosiahli 40 miliónov bodov na izbu. Súbory tejto veľkosti sa jednoducho nedali spojiť. Prvým krokom bolo zníženie počtu bodov pomocou aplikácie Trimble RealWorks. Potom, keď sa detaily súboru zmenšili o rádovo, bolo možné tieto mraky kombinovať, pričom každý z nich už obsahoval asi 3 - 4 milióny bodov.
Optimalizované a zlúčené bloky s 20 - 30 miliónmi bodov sa uložili s rozlíšením najviac jeden bod na centimeter štvorcový. Táto bodová hustota stačila na vytvorenie podrobného modelu v ARCHICADE.
Jeden optimalizovaný súbor mračien bodov bol exportovaný vo formáte E57 kompatibilnom s architektúrnym softvérom. Tím architektov tak mohol pokračovať priamo k modelovaniu.
Hlavná časť modelu bola vykonaná v ARCHICAD 19. Zároveň pri práci zohralo významnú úlohu použitie riešenia GRAPHISOFT BIMcloud, ktoré poskytuje prijateľnú rýchlosť prístupu k súborom takmer z celého sveta. Tento faktor bol veľmi dôležitý, pretože veľkosť projektu presiahla 50 GB.
Práca na modeli
Pri analýze trojrozmerného objemu budovy sa pôvodne použili staré trojrozmerné plány. Tieto 2D výkresy boli výrazne vylepšené a vylepšené o mračná bodov.
Zásadné nezrovnalosti so staršími plánmi boli zrejmé už od začiatku, ďalšie komplikácie nastali pri porovnaní viacúrovňových pôdorysov. V roku 1984 prešla budova čiastočnou rekonštrukciou, v dôsledku ktorej boli vymenené niektoré prvky, napríklad oceľové podpery závesného systému. Dokumentácia uvoľnená k tejto rekonštrukcii bola veľmi užitočná pri vytváraní modelu komplexných konštrukčných riešení, v ktorom boli dosť tenké prvky, ktoré neboli vnímané 3D skenermi. To isté platilo pre pohyblivé konštrukcie, ako napríklad oceľové prvky stolíka, ktoré sa naďalej používali počas meraní.
Takmer celá geometria bola vytvorená v prostredí ARCHICAD. Veľmi zložité prvky, ako sú sochy, boli modelované v aplikáciách tretích strán a potom importované do ARCHICADU ako trojuholníkové 3D siete. Tieto prvky, ktoré pozostávali z veľkého množstva polygónov, boli do modelu pridané až v poslednej fáze.
Najväčším obmedzením pre architektov bol výpočtový výkon počítačov, pretože veľkosť súborov mračien bodov a model mali mierny vplyv na výkon. Aby sa zmenšila veľkosť modelu a zlepšila pohodlnosť práce s ním, bolo veľmi dôležité minimalizovať vnorenú knižnicu. V malých projektoch veľkosť tejto knižnice nehrá veľkú rolu, ale v tomto prípade obsahovala veľa prvkov vo vysokej hodnote, ktoré výrazne zväčšili veľkosť projektu a v dôsledku toho spôsobili nadmerné zaťaženie počítačov. Na zlepšenie plynulosti 2D navigácie a zmenšenie veľkosti súboru sa niektoré prvky uložili ako objekty. Tak bolo možné do modelu umiestniť ľubovoľný počet inštancií toho istého objektu bez vytvárania nových tvarov alebo iných štruktúrnych prvkov. Ešte väčšia optimalizácia sa dosiahla zjednodušením symbolov 2D objektov. Toto rozhodnutie samozrejme nemohlo nijako ovplyvniť 3D výkon, pretože neznížilo počet polygónov prítomných v modeli. Tento problém bol vyriešený úpravou kombinácií vrstiev, napríklad deaktiváciou zobrazovania dekoratívnych prvkov a sôch počas 3D navigácie.
Mnoho hodín práce a obrovského úsilia vyústilo do vytvorenia modelu, ktorý si môže každý pozrieť na svojom mobilnom zariadení. Pri dosahovaní úspechu hralo dôležitú úlohu podrobné plánovanie a postupné organizovanie celého pracovného procesu.
Je tiež potrebné poznamenať, že na základe nich bolo možné efektívne merať a vytvárať presný model iba vďaka dobre koordinovanej práci a pripravenosti na interakciu medzi Maďarskou štátnou operou a zamestnancami CÉH, ktorí vyvinuli veľké úsilie na zachovanie a zrekonštruovať túto veľkolepú architektonickú pamiatku.
Model opery v laboratóriu BIMx
Napriek tomu, že model ARCHICAD bol čo najviac optimalizovaný, stále obsahuje okolo 27,5 milióna polygónov a približne 29 000 BIM prvkov.
BIM modely tejto veľkosti sa v mobilnej aplikácii GRAPHISOFT BIMx zobrazujú veľmi ťažko.
Ale nedávno vytvorená technológia BIMx Lab sa s takýmito úlohami dokonale vyrovná, čo vám umožní spracovať takmer akýkoľvek počet polygónov v modeloch ARCHICAD akejkoľvek zložitosti!
Stiahnite si mobilnú aplikáciu BIMx Lab z Apple App Store.
Ak chcete vyhodnotiť možnosti tejto novej technológie, stiahnite si model budovy Maďarskej štátnej opery pre laboratórium BIMx.
O spoločnosti CÉH Inc
CÉH Planning, Developing and Consulting Inc. Je popredným technickým oddelením skupiny CÉH, kľúčovým hráčom na maďarskom trhu s dizajnom a stavbou. S viac ako 25 rokmi skúseností získala spoločnosť CÉH rozsiahle skúsenosti v oblasti projektovania, výstavby a prevádzkovania budov.
CÉH zamestnáva špecialistov zo všetkých inžinierskych špecialít spojených so stavebným priemyslom. CÉH má okolo 80 zamestnancov, 10 pobočiek a 150 - 200 dodávateľov.
Rozloha projektov BIM realizovaných CÉH presahuje 150 000 m².
Architekti CÉH Inc. používajú ARCHICAD vo svojej práci viac ako 10 rokov. CÉH v súčasnosti vlastní 26 licencií a používa GRAPHISOFT BIMcloud. Tento projekt, ktorý sa uskutočňoval na ARCHICADe 19, pozostával nepretržite z troch až siedmich architektov.
O spoločnosti GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® priniesol revolúciu v BIM revolúcii v roku 1984 pomocou ARCHICAD®, prvého CAD BIM riešenia pre architektov v odbore. Spoločnosť GRAPHISOFT naďalej vedie trh architektonického softvéru s inovatívnymi produktmi, ako sú BIMcloud ™, prvé svetové riešenie pre spoluprácu v BIM dizajne v reálnom čase, EcoDesigner ™, prvé plne integrované energetické modelovanie a hodnotenie energetickej účinnosti budov na svete, a BIMx® je popredný mobilná aplikácia na demonštráciu a prezentáciu BIM modelov. Od roku 2007 je GRAPHISOFT súčasťou skupiny Nemetschek Group.
