100 лет истории в BIM. Применение лазерного сканирования в BIM-проекте реконструкции здания 1899 года

29.06.2016

Данная статья перенесена с предыдущей версии портала bim.vc


Вид-на-здание.png
                                      Вид на реконструируемое здание. Фото 1980 г.


        

«Благодаря совместному использованию технологии BIM и лазерного сканирования наше бюро совершило огромный шаг вперед, получив отличное конкурентное преимущество»



Сергей Николаевич Компаниец,
директор бюро ASKA


В современном проектировании к качеству и полноте информации об объекте предъявляются самые строгие требования. Особенно критично и трудновыполнимо соответствие этим требованиям в сложных проектах реконструкции и модернизации зданий и сооружений — одной из основных проблем является получение актуальной информации о текущем состоянии объекта. 
 
Во-первых, требуется проведение архитектурных обмеров. Но обмеры сложного объекта могут не просто затянуться на долгие недели, растягивая проектный бюджет и сроки, но и быть неточными и неполными, если доступ к определённым частям объекта был затруднен. 

Во-вторых, создание комплекта чертежей, отражающих фактическое состояние конструкций — также длительный и трудоемкий процесс, особенно, если будут производиться домеры и последующие перерасчеты. Да, у объекта может быть действующая проектная документация, но она обычно далека от реальности. 

Эти проблемы успешно решаются современными технологиями обмерных работ, которые позволяют не только автоматизировать процесс сбора информации об объекте, но и предоставлять выходные данные в электронном формате. И наиболее точным из таких инструментов является лазерное сканирование.

Облако точек — это «слепок здания»

Лазерное сканирование — измерительная геодезическая технология, позволяющая создать цифровую трехмерную модель объекта, представив его множеством точек (обычно несколько миллионов) с пространственными координатами.

Технология основана на использовании лазерного сканера, измеряющего координаты точек поверхности объекта. Полученный набор точек называется «облаком точек» и впоследствии может быть представлен в виде трехмерной модели объекта, плоского чертежа, набора сечений, поверхности и т.д. для экспорта и работы в BIM-технологиях.

Основные преимущества лазерного сканирования:
— точность и скорость работы сканера;
— высокий уровень детальности сканирования;
— отсутствие человеческого фактора;
— результат — трехмерная модель, пригодная для экспорта в САПР.

Основные области применения лазерного сканирования — изыскания перед проектированием, исполнительская съемка и мониторинг статуса строительно-монтажных работ (получение картины «что построено»).


                     Подвальные помещения. Это не фотография, а облако точек

В компании Vysotskiy consulting мы работаем с лазерным сканированием в BIM и облаками точек еще с 2011 года (статья 1статья 2), совместно с экспертами из компании Trimetari Consulting, вырабатывая оптимальные методики обработки облаков точек и моделирования по ним строительных конструкций. О части реализованных проектов мы уже рассказывали на наших мероприятиях.

Винные склады. От сканирования до BIM за три шага

Объектом реконструкции в данном проекте является винный торговый дом Камилла Депре — историческое здание 1899 года постройки, спроектированное архитектором Робертом Юлиусом Клеймом и расположенное в центре г. Москвы на Петровском бульваре. Двухэтажное здание, на первом этаже которого располагался винный магазин, в подвальном — цех по розливу вина и винные хранилища), не эксплуатируется последние 20 лет. Целью реконструкции является переустройство здания под loft-апартаменты.


                                           Подвальные помещения. Фотография

Архитектурно-инженерное бюро ASKA является генеральным проектировщиком и разработчиком проекта реконструкции, работает в среде BIM c 2013 года.

2016-06-03_115347.png
        

«Здание имеет сложную планировку подвального этажа и большие отклонения поверхностей стен от вертикали, поэтому для ускорения обмерных работ и увеличения их качества, мы приняли решение опробовать технологию лазерного сканирования. К тому же это позволяло нам ускорить создание BIM-модели в Revit и начать совместную работу с ней и архитекторам, и конструкторам, и инженерам»


  Константин Борисович Ситников,
заместитель директора ASKA


С точки зрения технологии проект был реализован за 3 шага:
— Сканирование здания и получение облака точек;
— Формирование модели  существующих конструкций;
— Непосредственно проект реконструкции.

Подвал.png
                                                       Интерьер. Фото 1900 г

День со сканером заменяет месяц с рулеткой

Перед началом работ провелась рекогносцировка, выявились места установки сканера, составлен план полевых работ. Для более крупных объектов сначала прокладывается геодезический ход и указываются будущие точки стояния сканера. Лазерное сканирование объекта проводилось с использованием двух сканеров: Leica P20 и FARO Focus3D. Сканер Leica P20:
— снимает со скоростью до 1 млн точек/сек;
— имеет дальность 120 м;
— точность 3 мм, детальность до 1 мм.

IMG_0921.JPG
       Лазерный сканер Leica P20 на одной из точек

Таким образом, всего за три дня полевых работ (!) было выполнено сканирование около 7 000 м2 (два этажа, подвал, кровля). С 300 станций сканирования (позиций, на которые был установлен сканер) получено облако точек, а использование встроенной в сканеры фотокамеры позволило раскрасить каждую точку из облака в соответствующий объекту цвет. На обмеры традиционным способом (ручные измерения и ведение абриса) для такого объекта ушло бы не менее месяца.

Безымянный2.jpg
                      Схема точек стояния сканера в подвале

Сшивка «облаков» — получаем цельную картину

Для обработки, геопривязки и «сшивки» данных со станций сканирования был использован программный комплекс Cyclone-REGISTER от Leica Geosystems. Дополнительно, на этом этапе из полученного «облака точек» с помощью Leica TrueView была сформирована карта сферических панорам объекта. Она позволяет просматривать панорамы с любой станции сканирования, а также проводить замеры, оставлять аннотации и пр., что упрощает взаимодействие с заказчиком и командную работу в рамках проекта.


                                                    Вид в программе Leica TrueView

Этап сшивки единого «облака точек» занял 5 дней. Полученное при помощи Cyclone-REGISTER «облако» было экспортировано в программный продукт Autodesk ReCap для дальнейшей обработки. Autodesk ReCap содержит множество настроек для управления «облаком» (удаление точек, подсвечивание, редактирование интенсивности цветового отображения и пр.) и позволяет добиться необходимого уровня детализации для построения BIM-модели.

Окончательный этап обмерных работ — BIM-модель существующих конструкций

Безымяннвый.jpg
                 Облако точек в Autodesk Revit. Отображение реального цвета объектов

На основе облака точек в Autodesk Revit была построена фактическая модель объекта по состоянию на 2015 год. Для построения модели облегченное облако точек было загружено в Autodesk Revit.
Для упрощения работы применялся плагин Leica CloudWorx for Revit, который ускоряет моделирование объекта за счет инструментов распознавания конструкций, работы с фрагментами «облака точек» при создании 2D и 3D чертежей и др. Благодаря ему было сэкономлено время на построение многих объектов. Также применялось построение конструкций, ориентируясь непосредственно на «облако» как на трехмерную подложку. Это наиболее простой и безотказный способ, хоть и более трудоемкий.

Безымаянный.jpg
         Пример локального наложения BIM-модели и облака точек

Были построены обмерные чертежи всех фасадов здания, поэтажные планы, выполнены все необходимые разрезы по основным осям. Общая длительность этапа составила 30 дней.


                         План существующих конструкций (подвал) в Autodesk Revit

Уникальной особенностью работы по «облаку» является отсутствие довыездов на объект и домеров. Все недостающие измерения проводились с помощью сферических панорам в Leica TrueView. Особенно хочется отметить удобство работы для инженеров, так как проектом учитывались существующие проходящие по подвалу транзитные коммуникации зданий, расположенных в непосредственной близости. Инженеры имели возможность детально разобрать участки коммуникаций средствами сферических панорам в Leica TrueView, не выезжая на объект по каждому вопросу, что ощутимо снижает трудозатраты.


    Рабочая область сферических панорам Leica TrueView с существующими коммуникациями

«Стадии» в Revit — лучшее решение для реконструкции

Для реконструкции в Autodesk Revit есть очень полезный инструмент «Стадии». Он позволяет задать в проекте ключевые этапы работ и привязывать к ним возведение и снос объектов. Таким образом, в одном файле формируется полноценная BIM-модель всех видов работ, с точной документацией, спецификациями и пр. Все существующие объекты получают стадию возведения «Существующие», и при необходимости демонтажа в свойствах указывается снос. Все возводимые объекты создаются на «Новой конструкции». Это дает возможность не только делать документацию на разные стадии, но и получать спецификации, трехмерные виды с любыми настройками отображения элементов.


               Разрез модели с показом демонтажа и монтажа конструкций. Стадия 2015 года


              План подземного этажа с отображением инженерных систем. Стадия 2015 года

                                                               Поэтажные сечения здания

Срок разработки проекта составил 2 месяца , что в среднем в два раза быстрее, чем при «плоском проектировании».

Облака+BIM = качество и скорость

Этот проект в очередной раз показал, что современные технологии могут ускорить процесс работы, одновременно избавив его от «традиционных» ошибок. Технология лазерного сканирования является мощным и очень точным измерительным инструментом, который максимально эффективен в сложных проектах реконструкции и модернизации. Общая длительность проекта составила три месяца:
— обмеры за три дня вместо месяца;
— обработка данных (сшивка облака и формирование модели) — 30 дней вместо трех месяцев;
— непосредственно проектирование — два месяца вместо четырех.

Благодаря BIM-модели, полученной путем лазерного сканирования и обработки, можно производить реконструкцию и модернизацию с миллиметровой точностью. А использование новейших программных продуктов и методик работы позволило существенно увеличить производительность при ее создании.

2016-06-03_115347.png
        

«Совместное использование лазерного сканирования и BIM-технологий — это не просто ускорение работы в несколько раз, это совершенно другой, качественно более высокий и эффективный уровень проектирования и взаимодействия всех участников проекта, это работа с точнейшими данными и информационной моделью любого уровня детализации»

  

Константин Борисович Ситников,
заместитель директора ASKA

Контакты

ASKA Architecture & Engineering

Архитектурно-инженерное бюро — генеральный проектировщик pb-aska.ru +7 495 333 82 00
level1@pb-aska.ru
Trimetari Consulting

Лазерное сканирование и обработка данных любой сложности www.trimetari.com +7 906 250 00 51 info@trimetari.com

Vysotskiy consulting

Обучение и внедрение BIM-технологий www.bim.vc +7 911 826-98-94 contact@bim.vc




Ближайшие события отрасли

Даты Название мероприятия Организатор Тип события Формат Место Стоимость
13–15 сентября
III САММИТ ЗАСТРОЙЩИКОВ РОССИИ
К участию приглашаются топ-менеджеры застройщиков жилья. Участниками I и II Саммита стали представители более 100 девелоперских компаний из 50 регион...
16 сентября
Вебинар. Создание параметрического семейства тройника в nanoCAD BIM Вентиляция
Приглашаем вас на мастер-класс, посвященный созданию параметрических компонентов в программе nanoCAD BIM Вентиляция. Вы научитесь создавать тройники и...
17–19 сентября
Форум-выставка "Российские Дни Дизайна", Тюмень
РОССИЙСКИЕ ДНИ ДИЗАЙНА - международная дизайн-выставка России и Республики Беларусь, объединяющая всю сферу интерьерного и предметного дизайна, и архи...
18 сентября
Конференция по развитию территорий
ГОРОД / ОБЩЕСТВО / БИЗНЕС Конференция по развитию территорий — это региональный формат мероприятий от создателей форума недвижимости «Движение» — сам...
18 сентября
Вебинар. Создание параметрических объектов nanoCAD BIM Конструкции:структура, наполнение, применение.
Приглашаем вас на специализированный вебинар по работе с nanoCAD BIM Конструкции — передовым BIM/ТИМ-решением на платформе nanoCAD для проектирования ...
18 сентября
Вебинар. Разрешение судебных споров о границах земельных участков. Часть 2
Вебинар. Разрешение судебных споров о границах земельных участков. Часть 2 Вебинар проводится  в рамках Экспресс-курса "Разрешение суд...
19 сентября
Вебинар. Model Studio CS: информационное моделирование для объектов гражданского назначения
Хотите проектировать гражданские объекты на новом уровне? 19 сентября не пропустите вебинар «Model Studio CS: информационное моделирование для объекто...
19 сентября
Главный вебинар по расчетам в nanoCAD BIM Электро для проектировщиков
Инженерам-проектировщикам разделов электроснабжения Руководителям электротехнических отделов BIM-координаторам nanoCAD BIM Электро BIM/ТИМ-решение н...
20 сентября
Конференция. «ТИМ-практика 2024: всероссийская инженерная конференция»
Уже совсем скоро, в сентябре, состоится «ТИМ-практика 2024: всероссийская инженерная конференция». Мероприятие, как и в прошлом году будет посвящено о...
20 сентября
Вебинар. Как быстро и эффективно перенести проектные данные с Autodesk Civil 3D на nanoCAD GeoniCS
В контексте текущих процессов импортозамещения в России, многие специалисты вынуждены искать альтернативные программные продукты для продолжения работ...
20 сентября
Вебинар: «Автоматизированное построение кабеленесущих систем в REVIT с помощью СОЭМИ!»
Автоматизированное построение кабеленесущих систем в REVIT с помощью СОЭМИ! BIM-Global совместно с СОЭМИ двадцатого сентября (20.09) проводит...
Полный список интересных событий доступен на странице отраслевого календаря