L'empresa de Budapest CÉH Inc. es va exigir mesurar l'edifici de l'Operapera estatal hongaresa i crear un model informàtic detallat basat en ells. Combinant els principis de la topografia geodèsica amb la tecnologia dels núvols de punts, els especialistes van poder fer front a la tasca colossal que tenien davant sense interrompre el mode de funcionament de l’òpera. El model obtingut d’aquesta manera s’utilitzarà en el futur per desenvolupar un projecte de reconstrucció d’aquest monument arquitectònic i el seu posterior funcionament.
Edifici de l'Operapera Estatal d'Hongria
130 anys d’història
La decisió de construir l’edifici de l’ Operapera estatal hongaresa es va prendre el 1873. A partir dels resultats d’un concurs obert, el jurat va seleccionar el projecte del famós arquitecte hongarès Miklós Ybl (1814-1891). La construcció de l’edifici neoclàssic, que va començar el 1875, es va acabar nou anys després. La gran inauguració, a la qual van ser convidats l'emperador d'Àustria i el rei d'Hongria Franz Joseph, va tenir lloc el 27 de setembre de 1884.
Construïda per Miklos Ibl, l’acústica de l’òpera, que s’ha mantingut pràcticament inalterada durant els darrers 130 anys, continua atraient amants de l’art de tot el món. Milers de turistes visiten cada any l’òpera estatal hongaresa, considerat un dels monuments arquitectònics més grans del segle XIX a Budapest.
Mesures
El repte de CÉH era realitzar mesures a gran escala no només de l’edifici principal de l’ Operapera estatal hongaresa, sinó també d’altres edificis relacionats (botiga, centre comercial, magatzem, sala d’assaigs, oficines i tallers). Basant-se en els punts obtinguts en el procés de mesura dels núvols, es va exigir la creació d’un model arquitectònic que reflectís plenament l’estat actual de tots els edificis.
Les dades recollides es van processar a les aplicacions Trimble RealWorks 10.0 i Faro Scene 5.5.
És important tenir en compte que l’adquisició directa de dades va trigar significativament menys temps que el seu processament posterior, ja que malgrat que les dades es van processar gairebé immediatament, la complexitat de l’edifici va requerir una major atenció en el procés.
La combinació de mesurament i processament simultanis va crear algunes dificultats addicionals. Cada part nova, presentada en forma de núvol de punts, s’havia de col·locar en un sol model i enllaçar-la amb tots els elements prèviament col·locats. A més, simplement no hi havia temps per repetir mesures o canviar elements, de manera que totes les operacions havien de realitzar-se amb molta precisió la primera vegada.
També s’ha de tenir en compte el fet que les mesures es van dur a terme durant el funcionament de l’òpera. La necessitat d’abandonar gradualment alguns magatzems o proporcionar accés a determinats locals va fer que les mesures iniciades en una part de l’edifici continuessin en una altra part de l’edifici i, després, els especialistes tornessin a locals que abans no eren accessibles. Per descomptat, aquesta organització de treball va reduir la rapidesa de la seva implementació i va requerir una coordinació addicional de tot el procés.
"La solució GRAPHISOFT BIMcloud va ser una gran ajuda en el nostre treball, proporcionant un accés ràpid a fitxers de gairebé qualsevol part del món." - Gábor Horváth, arquitecte principal, CÉH
Tot i que els tècnics de mesurament tenien suficients eines de posicionament, al principi el personal de l’òpera va moure aquests dispositius accidentalment, dificultant greument el procés d’alineació mútua dels núvols de punts. No obstant això, amb el pas del temps, tots dos equips van aprendre a interactuar i no interferir els uns amb els altres en el seu treball diari.
Algunes habitacions (com ara els magatzems d’atrezzo) canviaven constantment, mentre que les superfícies d’altres habitacions (per exemple, un sistema de suspensió cobert amb malla metàl·lica o estructures de bastidors) eren extremadament difícils per als instruments geodèsics, tot això requeria mesures addicionals.
Les més difícils i laborioses van ser les mesures de les superfícies de volta i ziga-zaga presents a les zones tècniques i auxiliars dels nivells inferiors de l’edifici. També va ser difícil reproduir les voltes que dividien l’edifici en nivells segons el pla del seu autor, Miklos Ibl.
Els suports i altres estructures sovint es superposaven a les superfícies de parets i terres. En aquestes situacions, els resultats de la mesura només es podrien utilitzar per crear un model 3D molt aproximat. Per tant, per obtenir informació més detallada sobre els llocs inaccessibles a un escàner 3D, sovint es feia servir enregistrament de vídeo i fotografia.
Els conjunts de dades de mesures es van importar prèviament a Faro Scene 5.5 i després es van transferir a Trimble RealWorks 10.0 per al processament final. Aquest procés va trigar força temps, ja que el processament dels fitxers del núvol de punts creats d’aquesta manera requeria molta potència de processament.
Gestió de biblioteca de núvol de punts
Les mides dels fitxers són molt importants en la gestió de dades. Durant el procés de mesura, es van crear un gran nombre de núvols de punts i el detall d’aquests fitxers va arribar als 40 milions de punts per habitació. Els fitxers d'aquesta mida simplement no s'han pogut reunir. El primer pas va ser reduir el nombre de punts mitjançant Trimble RealWorks. Després, quan el detall del fitxer es va reduir en un ordre de magnitud, es va poder combinar aquests núvols, cadascun dels quals ja contenia uns 3-4 milions de punts.
Es van estalviar blocs optimitzats i combinats de 20-30 milions de punts amb una resolució de no més d’un punt per centímetre quadrat. Aquesta densitat de punts va ser suficient per crear un model detallat a ARCHICAD.
Es va exportar un únic fitxer núvol de punts optimitzat en format E57 compatible amb el programari d’arquitectura. Així, l’equip d’arquitectes va poder procedir directament a la modelització.
La part principal del model es va executar a ARCHICAD 19. Al mateix temps, l’ús de la solució GRAPHISOFT BIMcloud, que proporciona una velocitat d’accés acceptable als fitxers des de gairebé qualsevol part del món, va tenir un paper important en el treball. Aquest factor va ser molt important, perquè la mida del projecte va superar els 50 GB.
Treballant el model
En analitzar el volum tridimensional de l'edifici, es van utilitzar inicialment els antics plans dimensionals. Aquests dibuixos en 2D s’han refinat i millorat significativament amb núvols de punts.
Les grans discrepàncies amb els plans antics van ser evidents des del principi, amb complicacions addicionals que es van produir en comparar els plans de pisos de diversos nivells. El 1984, l’edifici va ser reconstruït parcialment, com a conseqüència del qual es van substituir alguns elements, per exemple, els suports d’acer del sistema de suspensió. La documentació publicada per a aquesta reconstrucció va ser molt útil a l’hora de recrear un model de solucions de disseny complexes, en què hi havia elements força prims que no eren percebuts pels escàners 3D. El mateix passava per a les estructures mòbils com els elements d'acer de l'escenari, que es van continuar utilitzant durant les mesures.
Gairebé tota la geometria es va crear a l'entorn ARCHICAD. Es van modelar elements molt complexos com ara estàtues en aplicacions de tercers i després es van importar a ARCHICAD com a malles 3D triangulades. Aquests elements, que consistien en un gran nombre de polígons, només es van afegir al model a la darrera etapa.
Les majors limitacions dels arquitectes van ser la potència informàtica dels ordinadors, ja que la mida dels fitxers del núvol de punts i el model van tenir un lleuger impacte en el rendiment. Per reduir la mida del model i millorar la comoditat de treballar amb ell, era molt important minimitzar la biblioteca nidificada. En projectes petits, la mida d'aquesta biblioteca no té un paper important, però en aquest cas contenia molts elements d'alta poli que augmentaven considerablement la mida del projecte i, com a resultat, creaven una càrrega excessiva als ordinadors. Per millorar la fluïdesa de la navegació en 2D i reduir la mida dels fitxers, alguns elements s'han desat com a objectes. Així, es va fer possible col·locar qualsevol nombre d’instàncies del mateix objecte al model sense crear nous morfs ni altres elements estructurals. Es va aconseguir encara més optimització simplificant els símbols d’objectes 2D. Per descomptat, aquesta decisió no va poder afectar el rendiment 3D de cap manera, ja que no va reduir el nombre de polígons presents al model. Aquest problema es va resoldre ajustant les combinacions de capes, per exemple, desactivant la visualització d'elements decoratius i escultures durant la navegació en 3D.
Moltes hores de treball i un esforç enorme van donar lloc a la creació d’un model que tothom pot veure al seu dispositiu mòbil. La planificació detallada i l’organització etapa per etapa de tot el procés de treball van tenir un paper important en l’èxit.
També val la pena assenyalar que es va fer possible mesurar i crear un model precís basat en ells només gràcies al treball ben coordinat i a la preparació per a la interacció entre els treballadors de l’ Operapera estatal hongaresa i els empleats del CÉH, que van fer molts esforços conjunts per preservar i reconstrueix aquest magnífic monument arquitectònic.
Model d’òpera al laboratori BIMx
Tot i que el model ARCHICAD s'ha optimitzat al màxim, encara conté uns 27,5 milions de polígons i aproximadament 29.000 elements BIM.
Els models BIM d’aquesta mida són molt difícils de visualitzar a l’aplicació mòbil GRAPHISOFT BIMx.
Però la recentment creada tecnologia BIMx Lab fa front a aquestes tasques, cosa que us permet processar gairebé qualsevol nombre de polígons en models ARCHICAD de qualsevol complexitat.
Baixeu-vos l'aplicació mòbil BIMx Lab des de l'App Store d'Apple.
Per avaluar les possibilitats d’aquesta nova tecnologia, descarregueu el model de construcció de l’ Operapera estatal hongaresa per al laboratori BIMx.
Quant a CÉH Inc
CÉH Planning, Developing and Consulting Inc. És el departament d'enginyeria líder del grup CÉH, un actor clau en el mercat hongarès de disseny i construcció. Amb més de 25 anys d’experiència, CÉH ha acumulat una àmplia experiència en el disseny, construcció i explotació d’edificis.
CÉH dóna feina a especialistes de totes les especialitats d’enginyeria associades a la indústria de la construcció. CÉH té al voltant de 80 empleats, 10 sucursals i 150-200 contractistes.
L'àrea de projectes BIM implementats per CÉH supera els 150.000 m².
Arquitectes CÉH Inc. fa més de deu anys que utilitzen ARCHICAD en el seu treball. Actualment, CÉH té 26 llicències i utilitza GRAPHISOFT BIMcloud. Aquest projecte, dut a terme a ARCHICAD 19, constava de tres a set arquitectes de forma continuada.
Quant a GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® va revolucionar la revolució BIM el 1984 amb ARCHICAD®, la primera solució CAD BIM de la indústria per a arquitectes. GRAPHISOFT continua liderant el mercat del programari arquitectònic amb productes innovadors com BIMcloud ™, la primera solució de disseny de BIM col·laborativa en temps real del món, EcoDesigner ™, la primera modelització energètica completament integrada del món i les avaluacions d’eficiència energètica dels edificis, i BIMx® és el líder aplicació mòbil per a la demostració i presentació de models BIM. Des de 2007, GRAPHISOFT forma part del grup Nemetschek.
