Budapest-selskapet CÉH Inc. det var nødvendig å måle bygningen til det ungarske statsoperahuset og lage en detaljert datamodell basert på dem. Ved å kombinere prinsippene for geodetisk kartlegging med teknologien til punktskyer klarte spesialistene å takle den kolossale oppgaven før dem uten å forstyrre operasjonsmodusen til operaen. Modellen oppnådd på denne måten vil bli brukt i fremtiden for å utvikle et prosjekt for rekonstruksjon av dette arkitektoniske monumentet og dets påfølgende drift.
Bygging av det ungarske statsoperahuset
130 års historie
Beslutningen om å bygge den ungarske statsoperaen ble tatt i 1873. Basert på resultatene av en åpen konkurranse valgte juryen prosjektet til den berømte ungarske arkitekten Miklós Ybl (1814-1891). Byggingen av den nyklassisistiske bygningen, som startet i 1875, ble fullført ni år senere. Den store åpningen, som keiseren av Østerrike og kong av Ungarn Franz Joseph ble invitert til, fant sted 27. september 1884.
Bygget av Miklos Ibl, akustikken til operahuset, som har holdt seg praktisk talt uendret de siste 130 årene, fortsetter å tiltrekke kunstelskere fra hele verden. Tusenvis av turister besøker det ungarske statsoperahuset hvert år, regnet som en av de største arkitektoniske monumentene på 1800-tallet i Budapest.
Målinger
Utfordringen for CÉH var å utføre målinger i full skala, ikke bare av hovedbygningen til den ungarske statsoperaen, men også av andre beslektede bygninger (butikk, salgssenter, lager, øvingslokale, kontorer og verksteder). Basert på poengene som ble oppnådd i prosessen med å måle skyene, var det nødvendig å lage en arkitektonisk modell som gjenspeiler gjeldende tilstand for alle bygninger.
De innsamlede dataene ble behandlet i Trimble RealWorks 10.0 og Faro Scene 5.5 applikasjoner.
Det er viktig å merke seg at direkte datainnsamling tok betydelig kortere tid enn den etterfølgende behandlingen, for til tross for at dataene ble behandlet nesten umiddelbart, krevde bygningens kompleksitet økt oppmerksomhet i prosessen.
Kombinasjonen av samtidig måling og prosessering skapte noen ekstra vanskeligheter. Hver nye del, presentert i form av en punktsky, måtte plasseres i en enkelt modell og kobles til alle tidligere plasserte elementer i den. Videre var det rett og slett ikke tid til å gjenta målinger eller endre elementer, så alle operasjoner måtte utføres veldig nøyaktig første gang.
Det bør også ta hensyn til det faktum at målingene ble utført under operasjonen. Behovet for gradvis å rømme noen lager eller gi tilgang til visse lokaler førte til at målingene startet i en del av bygningen fortsatte i en annen del av bygningen, og deretter kom spesialister tilbake til tidligere utilgjengelige lokaler. Selvfølgelig reduserte en slik organisering av arbeidet hastigheten på implementeringen og krevde ytterligere koordinering av hele prosessen.
"GRAPHISOFT BIMcloud-løsningen var en stor hjelp i arbeidet vårt, og ga god tilgang til filer fra nesten hvor som helst i verden." - Gábor Horváth, hovedarkitekt, CÉH
Selv om måleteknikerne hadde tilstrekkelig posisjoneringsverktøy, flyttet operapersonalet først disse enhetene ved et uhell, noe som alvorlig hindret prosessen med gjensidig justering av punktskyene. Imidlertid lærte begge lag over tid å samhandle og ikke forstyrre hverandre i det daglige arbeidet.
Noen rom (som rekvisita-lager) var i stadig endring, mens overflatene til andre rom (for eksempel et opphengssystem dekket med metallnett eller backstage-strukturer) var ekstremt vanskelige for geodetiske instrumenter - alt dette krevde ytterligere målinger.
De vanskeligste og mest arbeidskrevende var målingene av de hvelvede og sikksakkoverflatene som var til stede i de tekniske og hjelpeområdene på bygningens lavere nivåer. Det var også vanskelig å reprodusere hvelvene som delte bygningen i nivåer i henhold til planen til forfatteren, Miklos Ibl.
Støtter og andre strukturer overlappet ofte overflatene på vegger og gulv. I slike situasjoner kunne måleresultatene bare brukes til å lage en veldig grov 3D-modell. Derfor, for å få mer detaljert informasjon om stedene som var utilgjengelige for en 3D-skanner, ble det ofte brukt video- og fotografiske opptak.
Måledatasett ble tidligere importert til Faro Scene 5.5 og deretter overført til Trimble RealWorks 10.0 for sluttbehandling. Denne prosessen tok ganske lang tid, siden behandlingen av punktskyfilene som ble opprettet på denne måten krevde mye prosessorkraft.
Point Cloud Library Management
Filstørrelser er veldig viktige i datahåndtering. Under måleprosessen ble det opprettet et stort antall punktskyer, og detaljene i disse filene nådde 40 millioner poeng per rom. Filer av denne størrelsen kunne ganske enkelt ikke samles. Det første trinnet var å redusere antall poeng ved hjelp av Trimble RealWorks. Da fildetaljene ble redusert med en størrelsesorden, ble det mulig å kombinere disse skyene, som allerede inneholdt omtrent 3-4 millioner poeng.
Optimaliserte og sammenslåtte blokker på 20-30 millioner poeng ble lagret med en oppløsning på ikke mer enn ett poeng per kvadratcentimeter. Denne punkttettheten var nok til å lage en detaljert modell i ARCHICAD.
En enkelt optimalisert punktskyfil ble eksportert i E57-format som er kompatibelt med arkitekturprogramvare. Dermed klarte arkitektteamet å fortsette direkte til modelleringen.
Hoveddelen av modellen ble utført i ARCHICAD 19. Samtidig spilte bruken av GRAPHISOFT BIMcloud-løsningen, som gir en akseptabel hastighet på tilgang til filer fra nesten hvor som helst i verden, en viktig rolle i arbeidet. Denne faktoren var veldig viktig fordi størrelsen på prosjektet oversteg 50 GB.
Jobber med modellen
Ved analyse av bygningens tredimensjonale volum ble de gamle dimensjonsplanene i utgangspunktet brukt. Disse 2D-tegningene har blitt forbedret betydelig og forbedret med punktskyer.
Store avvik med eldre planer var tydelige fra begynnelsen, med ytterligere komplikasjoner som oppstod ved sammenligning av planplaner på flere nivåer. I 1984 gjennomgikk bygningen en delvis rekonstruksjon, som et resultat av at noen elementer ble erstattet, for eksempel stålstøttene til opphengssystemet. Dokumentasjonen som ble gitt ut for denne rekonstruksjonen var veldig nyttig når man gjenskape en modell av komplekse designløsninger, der det var ganske tynne elementer som ikke ble oppfattet av 3D-skannere. Det samme gjaldt bevegelige strukturer som stålelementene på scenen, som fortsatte å bli brukt under målingene.
Nesten all geometri ble opprettet i ARCHICAD-miljøet. Svært komplekse elementer som statuer ble modellert i tredjepartsapplikasjoner og deretter importert til ARCHICAD som triangulerte 3D-masker. Disse elementene, som besto av et stort antall polygoner, ble lagt til modellen bare på siste trinn.
De største begrensningene for arkitektene var datakraften til datamaskiner, siden størrelsen på punktskyfilene og modellen hadde en liten innvirkning på ytelsen. For å redusere størrelsen på modellen og forbedre bekvemmeligheten ved å jobbe med den, var det veldig viktig å minimere det nestede biblioteket. I små prosjekter spiller ikke størrelsen på dette biblioteket en stor rolle, men i dette tilfellet inneholdt det mange høypoly-elementer som i stor grad økte størrelsen på prosjektet og som et resultat skapte en overdreven belastning på datamaskiner. For å forbedre jevnheten i 2D-navigering og redusere filstørrelser, har noen elementer blitt lagret som objekter. Dermed ble det mulig å plassere et hvilket som helst antall forekomster av det samme objektet i modellen uten å skape nye morfer eller andre strukturelle elementer. Enda mer optimalisering ble oppnådd ved å forenkle 2D-objektsymboler. Selvfølgelig kunne denne beslutningen ikke påvirke 3D-ytelsen på noen måte, siden den ikke reduserte antallet polygoner som var tilstede i modellen. Dette problemet ble løst ved å justere lagkombinasjoner, for eksempel ved å deaktivere visning av dekorative elementer og skulpturer under 3D-navigering.
Mange timers arbeid og enorm innsats resulterte i at det ble opprettet en modell som alle kan se på sin mobile enhet. Detaljert planlegging og trinnvis organisering av hele arbeidsprosessen spilte en viktig rolle for å oppnå suksess.
Det er også verdt å merke seg at det ble mulig å effektivt måle og lage en nøyaktig modell basert på dem bare takket være det godt koordinerte arbeidet og beredskapen til samhandling mellom den ungarske statsoperaen og CÉH-ansatte, som gjorde mye felles innsats for å bevare og rekonstruere dette fantastiske arkitektoniske monumentet.
Opera House Model i BIMx Lab
Til tross for at ARCHICAD-modellen er optimalisert så mye som mulig, inneholder den likevel rundt 27,5 millioner polygoner og omtrent 29 000 BIM-elementer.
BIM-modeller av denne størrelsen er veldig vanskelig å se i GRAPHISOFT BIMx-mobilappen.
Men den nylig opprettede BIMx Lab-teknologien takler perfekt slike oppgaver, som lar deg behandle nesten hvilket som helst antall polygoner i ARCHICAD-modeller av hvilken som helst kompleksitet!
Last ned BIMx Lab-mobilappen fra Apple App Store.
For å evaluere mulighetene med denne nye teknologien, last ned den ungarske statsoperaens bygningsmodell for BIMx Lab.
Om CÉH Inc
CÉH Planning, Developing and Consulting Inc. Er den ledende ingeniøravdelingen i CÉH Group, en nøkkelaktør i det ungarske design- og konstruksjonsmarkedet. Med over 25 års erfaring har CÉH samlet lang erfaring innen design, bygging og drift av bygninger.
CÉH ansetter spesialister fra alle ingeniørspesialiteter tilknyttet byggebransjen. CÉH har rundt 80 ansatte, 10 filialer og 150-200 entreprenører.
Arealet av BIM-prosjekter implementert av CÉH overstiger 150.000 m².
Arkitekter CÉH Inc. har brukt ARCHICAD i sitt arbeid i over 10 år. CÉH eier for tiden 26 lisenser og bruker GRAPHISOFT BIMcloud. Dette prosjektet, utført i ARCHICAD 19, besto av tre til syv arkitekter kontinuerlig.
Om GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® revolusjonerte BIM-revolusjonen i 1984 med ARCHICAD®, bransjens første CAD BIM-løsning for arkitekter. GRAPHISOFT fortsetter å lede markedet for arkitektonisk programvare med innovative produkter som BIMcloud ™, verdens første samarbeidende BIM-designløsning i sanntid, EcoDesigner ™, verdens første fullintegrerte energimodellering og energieffektivitetsvurdering av bygninger, og BIMx® er den ledende mobilapplikasjon for demonstrasjon og presentasjon av BIM-modeller. Siden 2007 har GRAPHISOFT vært en del av Nemetschek Group.
