Η χρήση 3D laser scanners, LiDAR και άλλων συστημάτων τρισδιάστατης αποτύπωσης έχει αλλάξει σημαντικά τον τρόπο με τον οποίο μπορούν να αποτυπωθούν υφιστάμενα κτίρια.

Αντί να βασίζεται αποκλειστικά σε χειροκίνητες μετρήσεις, ο μηχανικός μπορεί να δημιουργήσει ένα Point Cloud, δηλαδή ένα τρισδιάστατο νέφος σημείων που αποτυπώνει τη γεωμετρία του πραγματικού χώρου.

Το ARCHLine.XP μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ένα Scan to BIM workflow, όπου το point cloud αποτελεί τη βάση πάνω στην οποία δημιουργείται ένα κανονικό BIM μοντέλο του υφιστάμενου κτιρίου.

Για μία συνολική παρουσίαση των δυνατοτήτων του προγράμματος μπορείτε να δείτε το ARCHLine.XP για BIM και αρχιτεκτονικό σχεδιασμό από την EASYCAD.

Τι είναι ένα Point Cloud;

Ένα point cloud αποτελείται από μεγάλο αριθμό τρισδιάστατων σημείων.

Κάθε σημείο αντιστοιχεί σε μία θέση στον χώρο και περιλαμβάνει συντεταγμένες:

• X
• Y
• Z

Ανάλογα με τον εξοπλισμό αποτύπωσης, τα σημεία μπορεί επίσης να περιλαμβάνουν πληροφορίες χρώματος ή άλλες ιδιότητες.

Όταν εκατομμύρια τέτοια σημεία εμφανιστούν μαζί, δημιουργούν μία πολύ λεπτομερή τρισδιάστατη αναπαράσταση του χώρου που σαρώθηκε.

Το point cloud μπορεί να περιλαμβάνει:

• τοίχους,
• δάπεδα,
• οροφές,
• πόρτες,
• παράθυρα,
• κολώνες,
• σκάλες,
• στέγες,
• όψεις,
• εξωτερικό περιβάλλον.

Τι σημαίνει Scan to BIM;

Το Scan to BIM είναι η διαδικασία κατά την οποία μία τρισδιάστατη αποτύπωση μετατρέπεται σε οργανωμένο BIM μοντέλο.

Το point cloud δεν είναι από μόνο του BIM.

Αποτελεί την πραγματική γεωμετρική πληροφορία πάνω στην οποία βασίζεται η μοντελοποίηση.

Για παράδειγμα, ένας τοίχος μέσα στο point cloud αποτελείται από πολλά σημεία.

Στο BIM μοντέλο όμως ο ίδιος τοίχος γίνεται πραγματικό αντικείμενο με ιδιότητες όπως:

• πάχος,
• ύψος,
• υλικό,
• στρώσεις,
• όροφος,
• θέση.

Αυτό είναι το βασικό βήμα από το 3D scanning στο BIM.

Πού χρησιμοποιείται το Scan to BIM;

Η διαδικασία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη σε έργα όπου δεν υπάρχουν αξιόπιστα σχέδια της υφιστάμενης κατάστασης.

Για παράδειγμα:

• ανακαινίσεις,
• αποκαταστάσεις,
• αλλαγές χρήσης,
• διατηρητέα κτίρια,
• ξενοδοχεία,
• επαγγελματικοί χώροι,
• βιομηχανικά κτίρια,
• κατοικίες,
• interior design,
• as-built documentation.

Σε αυτές τις περιπτώσεις, το point cloud μπορεί να αποτελέσει σημαντικά ακριβέστερη βάση από μία παλιά κάτοψη ή ένα μη ενημερωμένο DWG.

Βήμα 1 – Δημιουργία της αποτύπωσης

Η διαδικασία ξεκινά στο ίδιο το κτίριο.

Με κατάλληλο εξοπλισμό πραγματοποιείται η τρισδιάστατη αποτύπωση του χώρου.

Ανάλογα με την εφαρμογή μπορεί να χρησιμοποιηθεί:

• terrestrial laser scanner,
• mobile mapping system,
• LiDAR scanner,
• άλλη συμβατή τεχνολογία 3D αποτύπωσης.

Σε μεγαλύτερα κτίρια πραγματοποιούνται συνήθως πολλαπλές σαρώσεις από διαφορετικές θέσεις.

Στη συνέχεια τα δεδομένα συνενώνονται ώστε να δημιουργηθεί ένα ενιαίο point cloud.

Βήμα 2 – Καθαρισμός του Point Cloud

Πριν χρησιμοποιηθεί το point cloud για BIM μοντελοποίηση, είναι σημαντικό να έχει προηγηθεί ένας βασικός έλεγχος των δεδομένων.

Ένα raw scan μπορεί να περιλαμβάνει ανεπιθύμητα σημεία από:

• περαστικούς,
• αυτοκίνητα,
• κινούμενα αντικείμενα,
• βλάστηση,
• αντανακλάσεις,
• θόρυβο μέτρησης.

Όπου είναι δυνατό, αυτά τα δεδομένα πρέπει να καθαρίζονται πριν ξεκινήσει το Scan to BIM.

Όσο πιο καθαρό είναι το point cloud, τόσο πιο εύκολη είναι η διαδικασία μοντελοποίησης.

Βήμα 3 – Εισαγωγή του Point Cloud στο ARCHLine.XP

Το επόμενο βήμα είναι η εισαγωγή του point cloud στο project του ARCHLine.XP.

Μετά την εισαγωγή, το νέφος σημείων μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τρισδιάστατη αναφορά για το κτίριο.

Πριν ξεκινήσετε τη μοντελοποίηση, ελέγξτε:

• την κλίμακα,
• τον προσανατολισμό,
• τη θέση,
• τα υψόμετρα,
• τη συνολική έκταση του point cloud.

Είναι ιδιαίτερα χρήσιμο να ελεγχθεί μία γνωστή πραγματική διάσταση ώστε να επιβεβαιωθεί ότι το μοντέλο βρίσκεται στη σωστή κλίμακα.

Βήμα 4 – Ελέγξτε το Point Cloud σε 3D

Πριν δημιουργήσετε BIM στοιχεία, εξετάστε το point cloud σε τρισδιάστατη προβολή.

Περιηγηθείτε γύρω από το μοντέλο και ελέγξτε:

• αν υπάρχουν όλες οι όψεις του κτιρίου,
• αν υπάρχουν κενές περιοχές,
• αν οι διαφορετικές σαρώσεις έχουν ευθυγραμμιστεί σωστά,
• αν υπάρχουν σημεία που δεν ανήκουν στο κτίριο.

Η 3D προβολή βοηθά επίσης στην κατανόηση της συνολικής γεωμετρίας πριν ξεκινήσει η δημιουργία των ορόφων.

Βήμα 5 – Ορίστε τις στάθμες του κτιρίου

Ένα από τα σημαντικότερα πρώτα βήματα στο Scan to BIM είναι να καθοριστούν οι βασικές στάθμες.

Για παράδειγμα:

• Υπόγειο
• Ισόγειο
• 1ος όροφος
• 2ος όροφος
• Δώμα

Χρησιμοποιώντας το point cloud μπορείτε να εντοπίσετε:

• στάθμη δαπέδου,
• στάθμη οροφής,
• ύψος ορόφου,
• πάχος πλακών.

Η σωστή οργάνωση των επιπέδων από την αρχή διευκολύνει σημαντικά την υπόλοιπη μοντελοποίηση.

Βήμα 6 – Χρησιμοποιήστε οριζόντιες τομές του Point Cloud

Η προβολή ολόκληρου του point cloud ταυτόχρονα μπορεί να κάνει δύσκολη την αναγνώριση της κάτοψης.

Για τον λόγο αυτό είναι ιδιαίτερα χρήσιμο να εξετάζετε το point cloud σε συγκεκριμένο οριζόντιο επίπεδο.

Με μία κατάλληλη τομή μπορείτε να διακρίνετε καθαρότερα:

• εξωτερικούς τοίχους,
• εσωτερικά χωρίσματα,
• υποστυλώματα,
• πόρτες,
• ανοίγματα.

Έτσι το point cloud αρχίζει να λειτουργεί πρακτικά ως μία εξαιρετικά ακριβής βάση κάτοψης.

Βήμα 7 – Δημιουργία των τοίχων

Αφού εντοπιστεί η γεωμετρία της κάτοψης, μπορείτε να ξεκινήσετε τη δημιουργία των BIM τοίχων.

Οι επιφάνειες του point cloud χρησιμοποιούνται ως οδηγός για να καθορίσετε:

• θέση τοίχου,
• πάχος,
• μήκος,
• ύψος.

Δεν δημιουργούμε απλώς γραμμές πάνω στο point cloud.

Δημιουργούμε πραγματικά BIM αντικείμενα.

Για κάθε τοίχο μπορούν στη συνέχεια να καθοριστούν οι πραγματικές κατασκευαστικές του ιδιότητες.

Βήμα 8 – Δημιουργία θυρών και παραθύρων

Οι πόρτες και τα παράθυρα μπορούν να εντοπιστούν πάνω στην αποτύπωση και να μεταφερθούν στο BIM μοντέλο.

Από το point cloud μπορούν να προσδιοριστούν:

• θέση ανοίγματος,
• πλάτος,
• ύψος,
• στάθμη ποδιάς,
• συνολική γεωμετρία.

Στη συνέχεια δημιουργούνται οι αντίστοιχες BIM πόρτες και παράθυρα στο ARCHLine.XP.

Έτσι το άνοιγμα δεν αποτελεί απλώς μία τρύπα στη γεωμετρία, αλλά πραγματικό αρχιτεκτονικό αντικείμενο.

Βήμα 9 – Δημιουργία πλακών και οροφών

Αφού δημιουργηθούν οι βασικοί τοίχοι, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε την αποτύπωση για να προσδιορίσετε:

• όρια πλακών,
• υψόμετρα δαπέδων,
• πάχη,
• επίπεδα οροφών.

Οι πλάκες που δημιουργούνται αποτελούν κανονικά BIM αντικείμενα και συνδέονται με τις αντίστοιχες στάθμες του έργου.

Βήμα 10 – Σκάλες και σύνθετα αρχιτεκτονικά στοιχεία

Το point cloud είναι ιδιαίτερα χρήσιμο σε στοιχεία που συχνά είναι δύσκολο να αποτυπωθούν μόνο με μετροταινία ή laser distance meter.

Παραδείγματα:

• σκάλες,
• κεκλιμένα επίπεδα,
• θόλοι,
• σύνθετες στέγες,
• καμπύλες επιφάνειες,
• μη ορθογωνικές κατασκευές.

Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε διαφορετικές προβολές και τομές του point cloud ώστε να κατανοήσετε την πραγματική γεωμετρία και στη συνέχεια να δημιουργήσετε το αντίστοιχο BIM στοιχείο.

Βήμα 11 – Έλεγχος του BIM μοντέλου με το Point Cloud

Ένα σημαντικό πλεονέκτημα του workflow είναι ότι το point cloud μπορεί να παραμένει διαθέσιμο ως αναφορά κατά τη μοντελοποίηση.

Έτσι μπορείτε να συγκρίνετε:

Πραγματική αποτύπωση ↔ BIM μοντέλο

και να ελέγχετε αν:

• οι τοίχοι βρίσκονται στη σωστή θέση,
• τα ανοίγματα έχουν σωστές διαστάσεις,
• οι στάθμες είναι σωστές,
• οι πλάκες έχουν το σωστό ύψος,
• η γεωμετρία προσεγγίζει σωστά την πραγματική κατασκευή.

Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν δημιουργείται ένα as-built BIM model.

Point Cloud Line Detection και αυτοματοποίηση

Στις νεότερες εκδόσεις του ARCHLine.XP υπάρχουν εργαλεία που διευκολύνουν την αναγνώριση γεωμετρίας μέσα από point cloud δεδομένα.

Η λογική είναι να μειωθεί η ανάγκη να εντοπίζει ο χρήστης χειροκίνητα κάθε γραμμή της κάτοψης.

Ωστόσο, ακόμη και όταν χρησιμοποιούνται αυτοματοποιημένα εργαλεία, ο τελικός έλεγχος από τον μελετητή παραμένει απαραίτητος.

Το πραγματικό κτίριο μπορεί να περιλαμβάνει:

• αποκλίσεις,
• μη παράλληλους τοίχους,
• τοπικές παραμορφώσεις,
• παλιές κατασκευαστικές επεμβάσεις.

Συνεπώς, το ζητούμενο δεν είναι απλώς η αυτόματη μετατροπή του point cloud, αλλά η δημιουργία ενός σωστά οργανωμένου και χρήσιμου BIM μοντέλου.

Point Cloud ή απλή 2D αποτύπωση;

Σε ένα μικρό και απλό δωμάτιο, μία συμβατική αποτύπωση μπορεί να είναι αρκετή.

Όσο όμως αυξάνεται η πολυπλοκότητα του κτιρίου, τόσο μεγαλύτερο γίνεται το πλεονέκτημα του 3D scanning.

Συμβατική αποτύπωση

Συνήθως απαιτεί:

• επιτόπιες μετρήσεις,
• χειρόγραφες σημειώσεις,
• φωτογραφίες,
• επαναληπτικές επισκέψεις όταν λείπει κάποια διάσταση.

Point Cloud

Καταγράφει πολύ μεγαλύτερο μέρος της γεωμετρίας κατά την επίσκεψη στο έργο.

Έτσι, ακόμη και αν αργότερα χρειαστεί μία πρόσθετη διάσταση, υπάρχει σημαντική πιθανότητα να μπορεί να μετρηθεί μέσα από την ίδια την τρισδιάστατη αποτύπωση χωρίς νέα επίσκεψη στο έργο.

Scan to BIM για ανακαινίσεις

Ένα από τα σημαντικότερα πεδία εφαρμογής είναι οι ανακαινίσεις.

Η διαδικασία μπορεί να είναι:

1. Αποτύπωση κτιρίου

↓

2. Δημιουργία Point Cloud

↓

3. Εισαγωγή στο ARCHLine.XP

↓

4. Δημιουργία BIM υφιστάμενης κατάστασης

↓

5. Σχεδιασμός της νέας πρότασης

↓

6. Κατόψεις, τομές, όψεις και 3D

Με αυτό τον τρόπο, το ίδιο BIM project μπορεί να χρησιμοποιηθεί τόσο για την καταγραφή της υπάρχουσας κατάστασης όσο και για τη νέα αρχιτεκτονική πρόταση.

Scan to BIM για Interior Design

Η ίδια τεχνολογία είναι ιδιαίτερα χρήσιμη και στο Interior Design.

Ένας υφιστάμενος χώρος μπορεί να σαρωθεί και να χρησιμοποιηθεί ως βάση για:

• αναδιαμόρφωση,
• νέα επίπλωση,
• κουζίνες,
• καταστήματα,
• γραφεία,
• ξενοδοχειακούς χώρους,
• κατοικίες.

Το αποτέλεσμα είναι ότι η νέα μελέτη βασίζεται πολύ πιο άμεσα στην πραγματική γεωμετρία του χώρου.

Από το Point Cloud στο ολοκληρωμένο BIM project

Η ολοκληρωμένη διαδικασία μπορεί να συνοψιστεί ως εξής:

3D αποτύπωση

↓

Point Cloud

↓

Εισαγωγή στο ARCHLine.XP

↓

Ορισμός ορόφων και επιπέδων

↓

Δημιουργία τοίχων

↓

Πόρτες και παράθυρα

↓

Πλάκες και οροφές

↓

Σκάλες και λοιπά στοιχεία

↓

Έλεγχος σε σχέση με το Point Cloud

↓

Ολοκληρωμένο BIM μοντέλο

Το τελικό αποτέλεσμα δεν είναι απλώς μία τρισδιάστατη απεικόνιση της αποτύπωσης, αλλά ένα BIM project που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη συνέχεια της μελέτης.

ARCHLine.XP για Point Cloud και Scan to BIM

Το ARCHLine.XP συνδυάζει το Scan to BIM workflow με τα εργαλεία αρχιτεκτονικού σχεδιασμού, επιτρέποντας στο ίδιο περιβάλλον να δημιουργηθεί τόσο το μοντέλο της υπάρχουσας κατάστασης όσο και η νέα μελέτη.

Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το πρόγραμμα και τις δυνατότητές του:

ARCHLine.XP – BIM και αρχιτεκτονικός σχεδιασμός από την EASYCAD

Για διαθέσιμες εκδόσεις και επιλογές αγοράς:

Αγορά ARCHLine.XP από το EASYCAD e-shop