(continuare din nr. 220 – decembrie 2024)
- Datele obtinute in urma scanarii si modelul CAD rezultat
Pentru digitalizarea unei portiuni din stadionul CFR (i.e. incaperi interioare, structura metalica a acoperisului etc.) s-a utilizat un scaner Leica ScanStation P20 Laser Scanner pentru preluarea coordonatelor 3D ale suprafetelor vizibile ale elementelor. Scanerul foloseste o tehnologie numita viteza ultra inalta de timp de zbor augmentata de digitalizarea formei de unda (in engleza: Ultra-high speed time-of-flight enhanced by Waveform Digitising), are un interval de masurare cuprins intre 0,4 si 120 m si ofera o acuratete de pozitie 3D de 3 mm la 50 m, cu o eroare sub 1 mm.
Planificarea statiilor de scanare este esentiala pentru a acoperi integral zona vizata. Statiile au fost dispuse strategic pentru a maximiza acoperirea ariei scanate si a limita zonele de umbrire, incepand cu suprafetele exterioare si avansand spre interiorul tribunei, asa cum este prezentat in fig. 5.
Fig. 5: Localizarea statiilor de scanare in interiorul stadionului [8]
Ordinea secventiala si abordarea metodica a scanarilor a asigurat o preluare coerenta si completa, facilitand ulterior procesul de reconstructie digitala si oferind o baza solida pentru analizele structurale si planificarea interventiilor ulterioare.
Rezultatele scanarilor laser efectuate din diverse statii de scanare sunt ilustrate in fig. 6a sub forma de nori de puncte individuali.
Fig. 6a: Nori de puncte individuali (statii de scanare selectate)
Fig. 6b prezinta rezultatul procesului de aliniere si inregistrare a norilor de puncte individuali. Norul de puncte rezultat ofera o reprezentare completa, tridimensionala, a obiectivului scanat si permite determinarea dimensiunilor exacte pentru oricare elemente structurale sau instalatii specifice (vizibile), oferind o baza solida pentru planificarea lucrarilor ulterioare.
Fig. 6b: Nor de puncte combinat (statii de scanare selectate)
In fig. 6c se poate usor observa faptul ca densitatea norului de puncte variaza considerabil, acesta fiind mult mai dens in zona in care s-au scanat elemente structurale si mai rarefiat in zonele care nu prezinta interes structural.
Trebuie mentionat faptul ca, pentru a asigura coerenta datelor si atingerea tuturor obiectivelor cerute prin contract, s-au realizat scanari din 51 de statii de scanare, cu o suprapunere medie a norilor de puncte de 69% si o eroare de aliniere de maximum 5 mm.
Fig. 6c: Nor de puncte rezultat dupa alinierea si curatirea datelor (exemplu)
Fig. 7a prezinta modelul 3D obtinut in urma modelarii in Autodesk Revit [9] folosind ca baza norul de puncte. Acest model va fi folosit pentru integrarea si consolidarea informatiilor suplimentare si va servi ca baza pentru proiectele viitoare. In acest stadiu, modelul 3D reprezinta un model preBIM.
Fig. 7a: Model 3D preBIM al tribunei
In continuare, pentru a modela starea actuala a obiectivului (BIM ECM) si pentru a oferi informatii suficiente pentru evaluarea structurala, s-au adaugat o serie de informatii suplimentare:
- deviatii de la axa elementelor, determinate prin comparatia modelului 3D cu pozitia masurata, exacta, a punctelor;
- deformatii rezultate din montaj, exploatare etc.
Fig. 7b prezinta o serie de detalii care arata valoarea adaugata a informatiilor suplimentare in cadrul modelului 3D, printre care se numara si:
- GUID (identificator unic global), un cod unic de identificare al fiecarui element modelat care il distinge de alte elemente din model;
- materialul din care este confectionat elementul (ex. S235, S355);
- sectiunea transversala (ex. HEB300, HEA240, IPE270);
- tratamente de suprafata (ex. vopsea, zincare etc.);
- informatii suplimentare legate de producator, executant, data de montaj etc.
- faza in care a fost montat elementul (ex. faza initiala, reabilitare 1, extensie 2, …);
- starea elementului (informatii rezultate in urma unei expertize tehnice).
Fig. 7b: Model BIM al tribunei (cazul de utilizare ECM)
Trebuie mentionat ca acest model BIM nu inlocuieste expertiza tehnica, dar poate sa ajute la consolidarea informatiilor, oferind transparenta si trasabilitate in procesul de expertizare.
- Identificarea si limitarea riscurilor
Folosirea scanarii 3D si a modelarii BIM pentru a documenta starea actuala a unei cladiri (ECM) ofera numeroase avantaje, cum ar fi:
- colectarea eficienta, cu acuratete si precizie a detaliilor structurale si spatiale ale obiectivului, reducand erorile de masurare si oferind o baza solida pentru dezvoltarea modelelor BIM;
- vizualizare facila si in detaliu, care ofera o perspectiva obiectiva asupra tuturor elementelor constructiei, facilitand detectarea problemelor si planificarea interventiilor;
- colaborare eficienta intre diferiti actori interesati in proiect, permitand partajarea usoara a modelului si accesul la informatii verificate si actualizate.
Pe langa avantajele evidente, modelarea situatiei existente folosind scanarea 3D si modelarea BIM prezinta o serie de riscuri care, daca nu sunt gestionate corespunzator, pot afecta integritatea si fiabilitatea evaluarii structurale.
Tabelul 1 prezinta principalele riscuri identificate si actiunile propuse pentru limitarea acestora.
Tabelul 1: Lista de exemple de referinte
| Nr. | Risc identificat | Actiune de reducere a riscului |
| 1 | Definirea neclara a obiectivelor | Implementarea unor protocoale de comunicare (ex. SR EN ISO 19650) pentru asigurarea unei comunicari clare si eficiente, cu definirea clara a scopului, obiectivelor, rolurilor si responsabilitatilor, protocoalelor de comunicare si colaborare, managementului informatiilor, infrastructurii tehnologice, planificarii livrabilelor (nivel de detaliu, format, programe asociate etc.).
|
| 2 | Decizii bazate pe date incorecte | Organizarea de intalniri regulate intre diferiti actori implicati pentru identificarea si solutionarea problemelor, definirea clara a cerintelor de informatii si a responsabililor.
|
| 3 | Lipsa coordonarii | Utilizarea unor platforme comune de colaborare (schimb de date, comunicare printr-un singur canal) care sa faciliteze schimbul de informatii si colaborarea intre echipe, oferind o sursa clara de informatii verificate si actuale.
|
| 4 | Acuratetea insuficienta a datelor scanate | Utilizarea echipamentelor de scanare aliniate cu obiectivele si cerintele proiectului (ex. fotogrammetrie si/sau scanare laser) si verificarea periodica a calibrarii echipamentelor folosite. De asemenea, se recomanda verificarea capabilitatilor si a capacitatii de livrare a colaboratorilor.
|
| 5 | Interpretarea gresita a datelor scanate | Asigurarea unei colaborari stranse intre echipa de scanare si specialistii in modelare BIM pentru interpretarea corecta a datelor prin organizarea de sedinte de aliniere a obiectivelor si, daca este cazul, de sesiuni de formare tehnica.
|
| 6 | Incompatibilitatea intre programele de scanare si platformele BIM | Alegerea de programe compatibile cu standardele industriei si cu platformele BIM utilizate in proiect. Testarea interoperabilitatii intre diferite programe in faza initiala a proiectului. buildingSMART recomanda folosirea openBIM [10] pentru asigurarea interoperabilitatii.
|
| 7 | Costuri si timp de executie crescute | Planificarea detaliata a proiectului si alocarea adecvata a resurselor pentru a evita intarzierile si depasirea bugetului. Monitorizarea constanta a progresului si ajustarea planurilor.
|
CONCLUZII
Am prezentat, in acest articol, avantajele scanarii 3D si ale modelarii BIM in evaluarea starii actuale a unei sectiuni din tribuna stadionului CFR din Cluj-Napoca. Prin utilizarea scanarii laser s-au obtinut date precise si detaliate despre structura constructiei, care au fost apoi transformate intr-un model 3D detaliat. Prin adaugarea de informatii obtinute din teren, modelul BIM dezvoltat va fi folosit nu doar ca o reprezentare digitala a constructiei, ci si ca baza pentru analiza detaliata a structurii, permitand identificarea si cuantificarea precisa a deviatiilor si deformatiilor existente. Aceasta metodologie ofera o mai buna intelegere si o interpretare obiectiva a conditiilor existente, esentiale pentru planificarea interventiilor viitoare.
In plus, procesul BIM folosit a demonstrat importanta colaborarii intre diferitele discipline implicate in proiect si importanta utilizarii standardelor internationale pentru asigurarea interoperabilitatii datelor. Abordarea subliniaza si rolul critic al planificarii detaliate si al gestionarii informatiilor in succesul dezvoltarii si implementarii proiectului.
Lucrarea confirma ca integrarea scanarii 3D si modelarii BIM poate oferi o baza solida pentru evaluarea si planificarea eficienta a proiectelor de interventie in constructii, ajuta la luarea deciziilor informate si la optimizarea proceselor de proiectare. Abordarea propusa reprezinta un pas inainte in digitalizarea sectorului constructiilor si deschide noi perspective in gestionarea si conservarea infrastructurilor existente.
MULTUMIRI
Studiul pe care se bazeaza acest articol a fost sustinut din grantul de cercetare al proiectului Cercetare privind implementarea gemenilor digitali pentru cazul de utilizare Scan-to-BIM, finantat de GRAPHEIN TOPO SA prin contractul nr. BC99 / 04.12.2023.
REFERINTE
[8] https://www.autodesk.com/products/recap/, accesat la data de 12.11.2024;
[9] https://www.autodesk.com/products/revit, accesat la data de 12.11.2024;
[10] https://www.buildingsmart.org/about/openbim/, accesat la data de 12.11.2024.
Autori:
s. l. dr. ing. Andrei CRISAN ‒ Universitatea Politehnica Timisoara, Facultatea de Constructii
ing. Andrei SUERAN ‒ GRAPHEIN TOPO SA Bucuresti
ing. Catalin ANDREI‒ STRABAG SRL Bucuresti
dr. ing. Beatrice VILCEANU ‒ Universitatea Politehnica Timisoara, Facultatea de Constructii
(Lucrare prezentata la a 18-a Conferinta Nationala de Constructii Metalice ‒ „Construieste cu STEEL” ‒ 15-16 aprilie 2024, Cluj-Napoca, Romania | www.con-steel.ro)
)
…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 221 – februarie 2025, pag. 50-52
Daca v-a placut articolul de mai sus
abonati-va aici la newsletter-ul Revistei Constructiilor
pentru a primi, prin email, informatii de actualitate din aceeasi categorie!
Lasă un răspuns