Budapešťská společnost CÉH Inc. bylo požadováno změřit budovu Maďarské státní opery a na jejich základě vytvořit podrobný počítačový model. Spojením principů geodetického zaměření s technologií mračen bodů dokázali specialisté zvládnout kolosální úkol před nimi, aniž by narušili provozní režim opery. Takto získaný model bude v budoucnu použit k vypracování projektu rekonstrukce této architektonické památky a jejího následného provozu.
Budova maďarské státní opery
130 let historie
O výstavbě budovy Maďarské státní opery bylo rozhodnuto v roce 1873. Na základě výsledků otevřené soutěže vybrala porota projekt slavného maďarského architekta Miklóse Ybla (1814-1891). Stavba neoklasicistní budovy, která začala v roce 1875, byla dokončena o devět let později. Slavnostní otevření, na které byl pozván rakouský císař a maďarský král Franz Joseph, se konalo 27. září 1884.
Akustika opery, kterou postavil Miklos Ibl, se za posledních 130 let prakticky nezměnila, stále přitahuje milovníky umění z celého světa. Tisíce turistů navštěvují každý rok maďarskou Státní operu, která je považována za jednu z největších architektonických památek 19. století v Budapešti.
Měření
Výzvou pro CÉH bylo provést celoplošná měření nejen hlavní budovy Maďarské státní opery, ale také dalších souvisejících budov (obchod, prodejní centrum, sklad, zkušebna, kanceláře a dílny). Na základě bodů získaných v procesu měření mraků bylo nutné vytvořit architektonický model, který plně odráží aktuální stav všech budov.
Shromážděná data byla zpracována v aplikacích Trimble RealWorks 10.0 a Faro Scene 5.5.
Je důležité si uvědomit, že přímý sběr dat trval podstatně méně času než jejich následné zpracování, protože navzdory skutečnosti, že data byla zpracována téměř okamžitě, složitost budovy vyžadovala v procesu zvýšenou pozornost.
Kombinace současného měření a zpracování způsobila další potíže. Každá nová část, prezentovaná ve formě mračna bodů, musela být umístěna do jednoho modelu a propojena se všemi dříve umístěnými prvky v něm. Navíc prostě nebyl čas opakovat měření nebo měnit prvky, takže všechny operace musely být poprvé provedeny velmi přesně.
Rovněž je třeba vzít v úvahu skutečnost, že měření byla prováděna během provozu opery. Potřeba postupně vyklidit některé sklady nebo zajistit přístup do určitých prostor vedla k tomu, že měření zahájená v jedné části budovy pokračovala v jiné části budovy a poté se specialisté vrátili do dříve nepřístupných prostor. Taková organizace práce samozřejmě snížila rychlost jejich implementace a vyžadovala další koordinaci celého procesu.
„Řešení GRAPHISOFT BIMcloud bylo obrovskou pomocí při naší práci a poskytovalo rychlý přístup k souborům téměř odkudkoli na světě.“- Gábor Horváth, hlavní architekt, CÉH
Přestože měřicí technici měli dostatečné nástroje pro určování polohy, nejprve operativní personál omylem přesunul tato zařízení, což vážně narušilo proces vzájemného vyrovnání mračen bodů. Postupem času se však oba týmy naučily komunikovat a vzájemně si nerušit svou každodenní práci.
Některé místnosti (například skladiště rekvizit) se neustále měnily, zatímco povrchy jiných místností (například závěsný systém pokrytý kovovou mřížkou nebo zákulisní konstrukce) byly pro geodetické přístroje extrémně obtížné - to vše vyžadovalo další měření.
Nejobtížnější a nejnáročnější byla měření klenutých a klikatých povrchů přítomných v technických a pomocných oblastech na nižších úrovních budovy. Bylo také obtížné reprodukovat klenby dělící budovu na úrovně podle plánu jejího autora Miklose Ibla.
Podpěry a jiné konstrukce často překrývaly povrchy stěn a podlah. V takových situacích lze výsledky měření použít pouze k vytvoření velmi hrubého 3D modelu. Proto se pro získání podrobnějších informací o místech nepřístupných pro 3D skener často používaly videozáznamy a fotografické záznamy.
Datové sady měření byly dříve importovány do scény Faro 5.5 a poté přeneseny do Trimble RealWorks 10.0 ke konečnému zpracování. Tento proces trval poměrně dlouho, protože zpracování takto vytvořených souborů mračen bodů vyžadovalo hodně výpočetní síly.
Správa cloudové knihovny bodů
Ve správě dat jsou velmi důležité velikosti souborů. Během procesu měření bylo vytvořeno obrovské množství mračen bodů a detail těchto souborů dosáhl 40 milionů bodů na místnost. Soubory této velikosti jednoduše nelze spojit. Prvním krokem bylo snížení počtu bodů pomocí Trimble RealWorks. Poté, když byl detail souboru snížen řádově, bylo možné tyto mraky kombinovat, přičemž každý z nich již obsahoval asi 3–4 miliony bodů.
Optimalizované a sloučené bloky 20 - 30 milionů bodů byly uloženy s rozlišením nejvýše jednoho bodu na centimetr čtvereční. Tato hustota bodů stačila k vytvoření podrobného modelu v ARCHICADU.
Jeden optimalizovaný soubor mračen bodů byl exportován ve formátu E57 kompatibilním s architektonickým softwarem. Tým architektů tak mohl přistoupit přímo k modelování.
Hlavní část modelu byla provedena v ARCHICADu 19. Současně v práci hrálo významnou roli použití řešení GRAPHISOFT BIMcloud, které poskytuje přijatelnou rychlost přístupu k souborům téměř z celého světa. Tento faktor byl velmi důležitý, protože velikost projektu přesáhla 50 GB.
Práce na modelu
Při analýze trojrozměrného objemu budovy byly původně použity staré rozměrové plány. Tyto 2D výkresy byly výrazně vylepšeny a vylepšeny o mračna bodů.
Velké nesrovnalosti se staršími plány byly patrné od samého počátku a při srovnání víceúrovňových půdorysů vznikly další komplikace. V roce 1984 prošla budova částečnou rekonstrukcí, v důsledku které byly vyměněny některé prvky, například ocelové podpěry systému zavěšení. Dokumentace uvolněná pro tuto rekonstrukci byla velmi užitečná při vytváření modelu komplexních konstrukčních řešení, ve kterém byly spíše tenké prvky, které nebyly 3D skenery vnímány. Totéž platilo pro pohyblivé konstrukce, jako jsou ocelové prvky stolku, které se nadále používaly během měření.
Téměř veškerá geometrie byla vytvořena v prostředí ARCHICAD. Velmi složité prvky, jako jsou sochy, byly modelovány v aplikacích třetích stran a poté importovány do ARCHICADU jako trojúhelníkové 3D sítě. Tyto prvky, které se skládaly z velkého počtu polygonů, byly do modelu přidány až v poslední fázi.
Největší překážkou pro architekty byla výpočetní síla počítačů, protože velikost souborů mračen bodů a model měly mírný dopad na výkon. Chcete-li zmenšit velikost modelu a zlepšit pohodlí práce s ním, bylo velmi důležité minimalizovat vnořenou knihovnu. V malých projektech velikost této knihovny nehraje velkou roli, ale v tomto případě obsahovala mnoho prvků vysoké poly, které výrazně zvětšily velikost projektu a v důsledku toho vytvořily nadměrné zatížení počítačů. Aby se zlepšila plynulost 2D navigace a zmenšila velikost souboru, byly některé prvky uloženy jako objekty. Tak bylo možné do modelu umístit libovolný počet instancí stejného objektu bez vytváření nových tvarů nebo jiných strukturních prvků. Ještě větší optimalizace bylo dosaženo zjednodušením symbolů 2D objektů. Toto rozhodnutí samozřejmě nemohlo nijak ovlivnit 3D výkon, protože nesnížilo počet polygonů přítomných v modelu. Tento problém byl vyřešen úpravou kombinací vrstev, například deaktivací zobrazení dekorativních prvků a soch během 3D navigace.
Mnoho hodin práce a obrovského úsilí vyústilo ve vytvoření modelu, který si může kdokoli prohlédnout na svém mobilním zařízení. Při dosahování úspěchu hrálo významnou roli podrobné plánování a postupná organizace celého pracovního procesu.
Za zmínku stojí také to, že na základě nich bylo možné efektivně měřit a vytvářet přesný model pouze díky dobře koordinované práci a připravenosti na interakci mezi Maďarskou státní operou a zaměstnanci CÉH, kteří se hodně snažili o zachování a zrekonstruovat tuto nádhernou architektonickou památku.
Model opery v laboratoři BIMx
Navzdory skutečnosti, že model ARCHICAD byl co nejvíce optimalizován, stále obsahuje přibližně 27,5 milionu polygonů a přibližně 29 000 prvků BIM.
BIM modely této velikosti je v mobilní aplikaci GRAPHISOFT BIMx velmi obtížné zobrazit.
Ale nedávno vytvořená technologie BIMx Lab se s takovými úkoly dokonale vyrovná, což vám umožní zpracovat téměř libovolný počet polygonů v modelech ARCHICAD jakékoli složitosti!
Stáhněte si mobilní aplikaci BIMx Lab z Apple App Store.
Chcete-li vyhodnotit možnosti této nové technologie, stáhněte si model budovy Maďarské státní opery pro laboratoř BIMx.
O společnosti CÉH Inc
CÉH Planning, Developing and Consulting Inc. Je vedoucím technickým oddělením skupiny CÉH, klíčovým hráčem na maďarském trhu designu a stavebnictví. S více než 25 lety zkušeností získala CÉH rozsáhlé zkušenosti v oblasti projektování, výstavby a provozu budov.
CÉH zaměstnává specialisty ze všech technických specializací spojených se stavebním průmyslem. CÉH má přibližně 80 zaměstnanců, 10 poboček a 150–200 dodavatelů.
Rozloha projektů BIM realizovaných CÉH přesahuje 150 000 m².
Architekti CÉH Inc. používají ARCHICAD ve své práci více než 10 let. CÉH v současné době vlastní 26 licencí a používá GRAPHISOFT BIMcloud. Tento projekt, který se uskutečnil v ARCHICAD 19, se skládal ze tří až sedmi architektů průběžně.
O společnosti GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® přinesl revoluci v BIM revoluci v roce 1984 pomocí ARCHICAD®, prvního CAD BIM řešení pro architekty v oboru. GRAPHISOFT pokračuje v čele trhu architektonického softwaru s inovativními produkty, jako je BIMcloud ™, první řešení pro spolupráci BIM v reálném čase na světě, EcoDesigner ™, první plně integrované energetické modelování a hodnocení energetické účinnosti budov na světě a BIMx® je přední mobilní aplikace pro demonstraci a prezentaci BIM modelů. Od roku 2007 je GRAPHISOFT součástí skupiny Nemetschek Group.
