A empresa de Budapeste CÉH Inc. foi necessário medir a construção da Ópera Estatal Húngara e criar um modelo de computador detalhado com base nelas. Combinando os princípios do levantamento geodésico com a tecnologia de nuvens de pontos, os especialistas foram capazes de lidar com a tarefa colossal diante deles sem interromper o modo de operação da ópera. O modelo obtido desta forma será utilizado no futuro para desenvolver um projeto de reconstrução deste monumento arquitetônico e seu posterior funcionamento.
Edifício da Ópera Estatal Húngara
130 anos de história
A decisão de construir o edifício da Ópera Estatal Húngara foi tomada em 1873. Com base nos resultados de um concurso público, o júri selecionou o projeto do famoso arquiteto húngaro Miklós Ybl (1814-1891). A construção do edifício neoclássico, iniciada em 1875, foi concluída nove anos depois. A grande inauguração, para a qual o imperador da Áustria e rei da Hungria, Franz Joseph, foi convidado, ocorreu em 27 de setembro de 1884.
Construída por Miklos Ibl, a acústica da ópera, que permaneceu praticamente inalterada nos últimos 130 anos, continua a atrair amantes da arte de todo o mundo. Milhares de turistas visitam a Ópera Estatal Húngara todos os anos, considerada um dos maiores monumentos arquitetônicos do século 19 em Budapeste.
Medidas
O desafio para o CÉH era realizar medições em grande escala não apenas do edifício principal da Ópera Estatal Húngara, mas também de outros edifícios relacionados (loja, centro de vendas, armazém, sala de ensaio, escritórios e oficinas). Com base nos pontos obtidos no processo de medição das nuvens, foi necessário criar um modelo arquitetônico que refletisse totalmente o estado atual de todos os edifícios.
Os dados coletados foram processados nos aplicativos Trimble RealWorks 10.0 e Faro Scene 5.5.
É importante notar que a aquisição direta de dados demorou significativamente menos tempo do que o seu processamento posterior, porque apesar do facto de os dados terem sido processados quase de imediato, a complexidade do edifício exigiu uma atenção acrescida no processo.
A combinação de medição e processamento simultâneos criou algumas dificuldades adicionais. Cada nova peça, apresentada na forma de uma nuvem de pontos, tinha que ser colocada em um único modelo e ligada a todos os elementos previamente colocados nele. Além disso, simplesmente não havia tempo para repetir medições ou alterar elementos, então todas as operações tiveram que ser realizadas com muita precisão na primeira vez.
Deve-se também levar em consideração o fato de que as medições foram realizadas durante o funcionamento da ópera. A necessidade de desocupar progressivamente alguns armazéns ou de permitir o acesso a determinados locais fez com que as medições iniciadas numa parte do edifício continuassem noutra parte do edifício, tendo os especialistas regressado a instalações antes inacessíveis. Claro, tal organização de trabalho reduziu a velocidade de sua implementação e exigiu coordenação adicional de todo o processo.
“A solução GRAPHISOFT BIMcloud ajudou muito no nosso trabalho, proporcionando acesso rápido aos arquivos de praticamente qualquer lugar do mundo.” - Gábor Horváth, Arquiteto Líder, CÉH
Embora os técnicos de medição tivessem ferramentas de posicionamento suficientes, no início a equipe da ópera moveu acidentalmente esses dispositivos, dificultando seriamente o processo de alinhamento mútuo das nuvens de pontos. No entanto, com o tempo, as duas equipes aprenderam a interagir e a não interferir no trabalho diário.
Algumas salas (como armazéns de adereços) mudavam constantemente, enquanto as superfícies de outras salas (por exemplo, um sistema de suspensão coberto com malha de metal ou estruturas de bastidores) eram extremamente difíceis para instrumentos geodésicos - tudo isso exigia medidas adicionais.
As mais difíceis e trabalhosas foram as medições das superfícies abobadadas e em zigue-zague presentes nas áreas técnicas e auxiliares dos pisos inferiores do edifício. Também foi difícil reproduzir as abóbadas que dividem o edifício em níveis de acordo com a planta de seu autor, Miklos Ibl.
Suportes e outras estruturas muitas vezes se sobrepunham às superfícies de paredes e pisos. Em tais situações, os resultados da medição só poderiam ser usados para criar um modelo 3D muito aproximado. Portanto, para obter informações mais detalhadas sobre os locais inacessíveis a um scanner 3D, utilizou-se frequentemente o registro de vídeo e fotográfico.
Os conjuntos de dados de medição foram importados anteriormente para Faro Scene 5.5 e depois transferidos para o Trimble RealWorks 10.0 para processamento final. Esse processo demorou bastante, pois o processamento dos arquivos de nuvem de pontos criados dessa forma exigia muito poder de processamento.
Point Cloud Library Management
Os tamanhos dos arquivos são muito importantes no gerenciamento de dados. Durante o processo de medição, um grande número de nuvens de pontos foi criado, e o detalhamento desses arquivos atingiu 40 milhões de pontos por sala. Arquivos desse tamanho simplesmente não podiam ser reunidos. A primeira etapa foi reduzir o número de pontos usando o Trimble RealWorks. Então, quando o detalhe do arquivo foi reduzido em uma ordem de magnitude, tornou-se possível combinar essas nuvens, cada uma das quais já continha cerca de 3-4 milhões de pontos.
Blocos otimizados e mesclados de 20-30 milhões de pontos foram salvos com uma resolução de não mais do que um ponto por centímetro quadrado. Essa densidade de pontos foi suficiente para criar um modelo detalhado no ARCHICAD.
Um único arquivo de nuvem de pontos otimizado foi exportado no formato E57 compatível com o software de arquitetura. Assim, a equipe de arquitetos pôde proceder diretamente à modelagem.
A parte principal do modelo foi executada no ARCHICAD 19. Ao mesmo tempo, o uso da solução GRAPHISOFT BIMcloud, que fornece uma velocidade aceitável de acesso aos arquivos de quase qualquer lugar do mundo, teve um papel significativo no trabalho. Esse fator foi muito importante, pois o tamanho do projeto ultrapassava 50 GB.
Trabalhando no modelo
Ao analisar o volume tridimensional do edifício, inicialmente foram utilizados os antigos planos dimensionais. Esses desenhos 2D foram significativamente refinados e aprimorados com nuvens de pontos.
As principais discrepâncias com os planos mais antigos eram aparentes desde o início, com complicações adicionais surgindo ao comparar planos de vários níveis. Em 1984, o edifício passou por uma reconstrução parcial, com a substituição de alguns elementos, por exemplo, os suportes de aço do sistema de suspensão. A documentação liberada para esta reconstrução foi muito útil ao recriar um modelo de soluções de design complexas, em que havia elementos bastante finos que não eram percebidos pelos scanners 3D. O mesmo acontecia com as estruturas móveis, como os elementos de aço do palco, que continuaram a ser usados durante as medições.
Quase toda a geometria foi criada no ambiente ARCHICAD. Elementos muito complexos, como estátuas, foram modelados em aplicativos de terceiros e, em seguida, importados para o ARCHICAD como malhas 3D trianguladas. Esses elementos, que consistiam em um grande número de polígonos, foram adicionados ao modelo apenas na última etapa.
As maiores restrições para os arquitetos eram o poder de computação dos computadores, já que o tamanho dos arquivos de nuvem de pontos e o modelo tinham um leve impacto no desempenho. Para reduzir o tamanho do modelo e melhorar a conveniência de trabalhar com ele, era muito importante minimizar a biblioteca aninhada. Em projetos pequenos, o tamanho desta biblioteca não desempenha um grande papel, mas neste caso ela continha muitos elementos de polígonos altos que aumentaram muito o tamanho do projeto e, como resultado, criaram uma carga excessiva nos computadores. Para melhorar a suavidade da navegação 2D e reduzir o tamanho dos arquivos, alguns elementos foram salvos como objetos. Assim, tornou-se possível colocar qualquer número de instâncias do mesmo objeto no modelo sem criar novos morfos ou outros elementos estruturais. Ainda mais otimização foi alcançada simplificando os símbolos de objetos 2D. Claro, esta decisão não poderia afetar o desempenho 3D de forma alguma, uma vez que não reduziu o número de polígonos presentes no modelo. Esse problema foi resolvido ajustando as combinações de camadas, por exemplo, desativando a exibição de elementos decorativos e esculturas durante a navegação 3D.
Muitas horas de trabalho e um tremendo esforço resultaram na criação de um modelo que qualquer pessoa pode visualizar em seu dispositivo móvel. O planejamento detalhado e a organização estágio a estágio de todo o processo de trabalho desempenharam um papel significativo na obtenção do sucesso.
É importante notar também que só foi possível medir com eficiência e criar um modelo preciso baseado neles graças ao trabalho bem coordenado e à prontidão para a interação entre a Ópera Estatal Húngara e os funcionários do CÉH, que fizeram muitos esforços conjuntos para preservar e reconstruir este magnífico monumento arquitetônico.
Modelo de ópera no laboratório BIMx
Apesar do modelo ARCHICAD ter sido otimizado tanto quanto possível, ele ainda contém cerca de 27,5 milhões de polígonos e aproximadamente 29.000 elementos BIM.
Os modelos BIM deste tamanho são muito difíceis de visualizar no aplicativo móvel GRAPHISOFT BIMx.
Mas a recém-criada tecnologia BIMx Lab lida perfeitamente com tais tarefas, o que permite processar quase qualquer número de polígonos em modelos ARCHICAD de qualquer complexidade!
Baixe o aplicativo móvel BIMx Lab na Apple App Store.
Para avaliar as possibilidades desta nova tecnologia, baixe o modelo de construção da Ópera Estatal Húngara para o Laboratório BIMx.
Sobre a CÉH Inc
CÉH Planning, Developing and Consulting Inc. É o departamento de engenharia líder do Grupo CÉH, um player importante no mercado de design e construção húngaro. Com mais de 25 anos de experiência, CÉH acumulou uma vasta experiência na concepção, construção e operação de edifícios.
A CÉH emprega especialistas de todas as especialidades de engenharia associadas à indústria da construção. A CÉH tem cerca de 80 funcionários, 10 filiais e 150-200 contratados.
A área de projetos BIM implantados pela CÉH ultrapassa 150.000 m².
Arquitetos CÉH Inc. usam o ARCHICAD em seu trabalho há mais de 10 anos. A CÉH possui atualmente 26 licenças e utiliza o GRAPHISOFT BIMcloud. Este projeto, realizado em ARCHICAD 19, era composto por três a sete arquitetos em uma base contínua.
Sobre GRAPHISOFT
GRAPHISOFT® revolucionou a revolução BIM em 1984 com ARCHICAD®, a primeira solução CAD BIM da indústria para arquitetos. GRAPHISOFT continua a liderar o mercado de software arquitetônico com produtos inovadores como BIMcloud ™, a primeira solução de design BIM colaborativo em tempo real do mundo, EcoDesigner ™, a primeira modelagem de energia totalmente integrada e avaliações de eficiência energética de edifícios, e BIMx® é o líder aplicação móvel para demonstração e apresentação de modelos BIM. Desde 2007, GRAPHISOFT faz parte do Nemetschek Group.
