POPP & ASOCIATII: Scan to BIM – fundamentul digital pentru interventii eficiente asupra cladirilor existente

Am ales sa abordam modul in care procesul Scan to BIM contribuie la o proiectare corecta si eficienta, alegand ca studii de caz 2 cladiri emblematice, din Cluj-Napoca si Bucuresti, pentru care echipa Popp & Asociatii a contribuit cu servicii integrate si complementare.

DATE GENERALE

Digitalizarea procesului de proiectare pentru cladirile existente reprezinta o etapa esentiala in abordarea moderna a proiectelor de consolidare, restaurare si reabilitare. Transformarea digitala a industriei constructiilor a adus in prim-plan metodologia Scan to BIM, proces care consta in scanarea tridimensionala a unei cladiri existente si conversia datelor intr-un model digital informativ, util atat in etapa de proiectare, cat si in executie.

Un exemplu emblematic in care am aplicat cu succes aceasta metodologie este proiectul de restaurare si consolidare a Palatului de Justitie din Cluj-Napoca. Cladirea a fost construita intre anii 1898-1902, fiind un edificiu reprezentativ pentru arhitectura sfarsitului de secol XIX – inceputului de secol XX (arhitect Wagner Gyula).

Fig. 1: Vedere de ansamblu

Palatul de Justitie din Cluj-Napoca este incadrat ca monument istoric de categoria B, are o suprafata desfasurata de peste 23.000 mp, regimuri de inaltime variate (de la P la S+P+3E) si o complexitate ridicata a compartimentarilor interioare si a elementelor decorative.

Obiectivul general al proiectului este consolidarea structurala, conform normativelor si legislatiei in vigoare, reorganizarea functionala si refunctionalizarea spatiilor existente, reorganizarea fluxurilor de circulatie in conformitate cu cerintele actuale pentru institutiile de justitie. Se pastreaza functiunea de cladire administrativa, reprezentand sediul Curtii de Apel Cluj, iar corpul destinat sectiei exterioare de femei a Penitenciarului Gherla va fi reconfigurat pentru spatii administrative.

De asemenea, este necesara restaurarea si conservarea componentelor artistice si readucerea cladirii la forma si volumetria initiale, recuperarea imaginii originale, avand in vedere faptul ca ansamblul reprezinta o etapa deosebit de importanta a patrimoniului arhitectural istoric al orasului Cluj-Napoca.

SCAN TO BIM

Cladirea este compusa, din punct de vedere functional si arhitectural, din trei tronsoane, cu regimuri diferite de inaltime, si cinci curti interioare principale. Aceasta se afla intr-o stare precara de conservare, fiind evidente multiple zone si tipuri de degradari, din cauze atat antropice cat si naturale.

Fig. 2: Fatada Stefan cel Mare (suprapunere model cu nor de puncte)

Scanarea si modelarea informationala sunt esentiale in proiecte de astfel de dimensiuni, in special acolo unde gestionarea eficienta a datelor este cruciala pentru succesul proiectului.

Prin utilizarea tehnologiei de scanare laser 3D, echipa Popp & Asociatii BIM Technologies a realizat colectarea completa a datelor in 20 de zile, fiind generate un numar de 3.299 statii de masurare. Pentru o cladire de asemenea dimensiuni, masuratorile clasice ar fi putut dura de pana la 3 ori mai mult, necesitand o echipa permanenta la fata locului si generand intreruperi majore in activitate. Informatiile obtinute au un grad mare de acuratete, oferind date exacte privind deplasarile structurale si nestructurale ale cladirii.

Modelul informational a fost utilizat ca sursa unica de date pentru documentatiile tehnice (planuri de cofraj si armare), pentru obtinerea autorizatiei de construire, dar si ca instrument de coordonare intre specialitati (arhitectura, structura, instalatii), toate aceste activitati fiind desfasurate intr-un mediu comun de date (CDE).

Provocari intampinate 

Una dintre marile provocari pe durata scanarii a fost mentinerea functionarii neintrerupte a institutiilor din interiorul cladirii, inclusiv salile de judecata si sectia de detentie pentru femei a Penitenciarului Gherla. Intregul proces s-a desfasurat fara afectarea activitatilor curente, fara disconfort pentru utilizatori/ocupanti si cu respectarea normelor de securitate.

O alta provocare a fost data de nevoile celorlalte echipe implicate in proiect (arhitectura, structura) care au solicitat anumite livrabile partiale, inaintea modelului informational complet. Metoda Scan to BIM a contribuit la rezolvarea la timp a acestor sarcini etapizate, deci la buna desfasurare a proiectului si incadrarea in termene. Mai concret, Scan to BIM a permis:

• accesabilitatea la distanta si lucrul pe zone: incarcarea partiala a norului de puncte pe platforma ACC (Autodesk Construction Cloud) fara a astepta finalizarea scanarii si realizarea norului integral; echipa din Bucuresti a prioritizat si realizat intr-o prima etapa modelarea informationala doar pentru fatadele uneia dintre curtile interioare in care va fi amplasata o constructie provizorie pe durata executiei lucrarilor;
• prevenirea tuturor neconcordantelor privind planificarea constructiei provizorii, avand toate datele necesare la momentul potrivit, in prima faza a proiectului;
• actualizarea si continuarea procesului de scanare si modelare fara refaceri sau reorganizarea echipei aflate pe teren;
• luarea unor decizii rapide, avand acces instant la datele incarcate pe ACC, preluarea si transmiterea informatiilor necesare in anumite etape-cheie (de ex: masuratori rapide in planificarea relocarii birourilor judecatorilor).

Fig. 3: Schema tridimensionala (cu evidentierea zonei centrale, de amplasare a constructiei provizorii)

Modelarea informationala 

O alta etapa-cheie a reprezentat-o modelarea informationala, unde definirea cerintelor si nivelului de detaliu a permis identificarea zonelor critice, cum ar fi acuratetea geometrica sporita si in acelasi timp pastrarea coerentei si acuratetea datelor provenite din surse diverse si la etape diferite din proiect. Modelul informational include nu doar informatiile generate prin scanarea laser, ci si:

• datele legate de materialele constructive, obtinute prin teste distructive sau nedistructive realizate in situ;
• datele solicitate de inginerii de structura privind dimensiunile elementelor structurale sau nestructurale.

Conversia volumului mare de date obtinute din scanare intr-un model digital ce reflecta cu acuratete conditiile reale a fost posibila prin folosirea unui sistem colaborativ in procesul de lucru. Informatiile au fost realizate simultan de 4 utilizatori, de profesie arhitecti, timp de 28 zile lucratoare.

Aceasta abordare colaborativa a permis actualizarea in timp real a modelului 3D federalizat, cu 5 parti componente: 4 corpuri de cladire si 1 fisier distinct ce contine decoratiunile de pe fatade.

Restaurarea si conservarea componentelor artistice 

Modelul rezultat a reprezentat un instrument esential pentru documentarea precisa a elementelor structurale si arhitecturale ale cladirii, facilitand interventii fundamentate atat din punct de vedere tehnic, cat si patrimonial.

Un element-cheie l-a constituit documentarea sarpantei istorice, in vederea refacerii sale conform geometriei autentice. In absenta documentatiei tehnice originale, modelul informational a furnizat suportul necesar pentru reconstructia fidela a structurii sarpantei. Pentru scanarea acoperisului si documentarea zonelor greu accesibile, echipa a utilizat si o drona, obtinand imagini aeriene de ansamblu care au completat datele culese prin scanare laser. Aceasta abordare multi-sursa a asigurat un nivel ridicat de acuratete geometrica, esential in procesul de analiza structurala si proiectare a interventiilor de consolidare si reabilitare.

Fig. 4: Schema sarpantei

Un alt beneficiu major al procesului Scan to BIM a fost posibilitatea de a capta integral datele de pe toate fatadele cladirii, inclusiv elementele decorative cu valoare arhitecturala, intr-un singur fisier digital coerent. Aceasta abordare a facilitat nu doar intelegerea volumetrica a cladirii, ci si pastrarea fidela a detaliilor arhitecturale, indispensabile in etapa de restaurare. Informatiile obtinute permit o interventie precisa, care respecta caracterul istoric al cladirii si contribuie la redarea imaginii originale a acestui reper arhitectural important pentru Cluj-Napoca.

Fig. 5: Detaliu de elemente arhitecturale ale fatadei

Implementarea metodei Scan to BIM in acest proiect a permis nu doar obtinerea unui model digital extrem de precis, ci si analiza cantitativa a demolarilor, estimarea riguroasa a volumelor de lucrari, coordonarea intre specialitati si, nu in ultimul rand, o transparenta sporita in luarea deciziilor privind interventiile structurale si arhitecturale.

PROIECTAREA ARHITECTURALA

Metodologia Scan to BIM devine din ce in ce mai relevanta in proiectarea de arhitectura contemporana, in special in contextul interventiilor asupra fondului construit existent. Prin conversia datelor obtinute din scanarea 3D a cladirilor in modele digitale parametrice (BIM – Building Information Modeling), acest proces ofera o intelegere detaliata si precisa a starii imobilelor, esentiala pentru interventiile de reabilitare, consolidare sau conversie functionala.

Un exemplu concret si recent vine din Bucuresti, unde modelul digital generat prin metoda Scan to BIM a constituit fundamentul unei interventii multidisciplinare asupra unei cladiri rezidentiale situate pe Bulevardul Magheru nr. 16-18. Imobilul (regim 2S+P+7E), construit intre 1956 si 1959, se afla intr-o zona cu regim special de protectie urbana si prezinta o serie de particularitati functionale, estetice si structurale. Acestea au impus necesitatea unei documentari temeinice a realitatii existente inainte de demararea oricarui demers proiectual.

Fig. 6: Perspectiva Bd. Magheru

Rolul modelului Scan to BIM in proiectarea de arhitectura (faza DALI)

Modelul BIM rezultat, realizat cu un nivel de detaliere LOD 300, a fost utilizat ca suport pentru o gama larga de analize si decizii tehnico-economice in cadrul etapei DALI (Documentatie de Avizare a Lucrarilor de Interventie):

• analiza starii tehnice a cladirii si elaborarea expertizei tehnice;
• evaluarea si integrarea concluziilor auditului energetic in scenariile de interventie;
• conturarea alternativelor de consolidare si reconfigurare functionala;
• elaborarea documentatiei pentru obtinerea avizelor necesare;
• colectarea si coordonarea informatiilor de proiectare intr-un Mediu Comun de Date (CDE).

Fig. 7: Sectiune 3D ‒ etaj 4

Prin utilizarea modelului 3D, arhitectii si inginerii au putut identifica rapid discrepantele dintre planurile istorice si starea reala a constructiei. Acest aspect a fost esential, mai ales in identificarea elementelor arhitecturale valoroase ce necesitau restaurare, precum si in zonele in care consolidarea structurala necesita adaptari functionale sau estetice.

Provocari si solutii sustinute de modelul digital

 Un avantaj major al modelului a fost posibilitatea de a simula diverse scenarii de interventie, cu evaluarea realista a impactului acestora. Astfel, solutiile arhitecturale si ingineresti au fost calibrate in functie de constrangerile existente: lipsa compartimentarilor la parter (unde sunt amenajate spatii comerciale), necesitatea crearii de spatii tehnice la subsol, refacerea sistemelor de izolatie sau introducerea unor noi trasee de instalatii.

Modelul a permis proiectarea unui scenariu de consolidare minim invaziv, cu obiectivul de a reduce riscul seismic al cladirii de la clasa Rs I la Rs III. Interventiile propuse au inclus:

• camasuirea elementelor verticale (stalpi, grinzi);
• introducerea unor pereti structurali in zone atent selectate;
• consolidari locale ale planseelor;
• refacerea completa a izolatiilor si finisajelor;
• reabilitarea elementelor arhitecturale din piatra naturala;
• refunctionalizarea compartimentarilor interioare.

CONCLUZII

Fie ca este vorba despre cladiri de patrimoniu sau blocuri de locuinte din perioada postbelica, metodologia Scan to BIM este un instrument esential in fundamentarea interventiilor de consolidare, eficientizare energetica si reabilitare functionala.

Prin furnizarea unor date precise, obiective si actualizate, acest proces sustine:

• cresterea calitatii actului de proiectare;
• imbunatatirea colaborarii intre specialitati;
• luarea unor decizii informate si responsabile in faza DALI;
• reducerea riscurilor legate de estimarile incorecte sau lipsa informatiilor.

Intr-un context urban in care regenerarea fondului construit devine o prioritate, Scan to BIM nu mai este doar o optiune tehnologica, ci o necesitate profesionala.

Autori:

arh. Adriana DIMACHE

arh. Stefan POTORAC

ing. Tiberiu VISAN

POPP & ASOCIATII
E-mail: office@p-a.ro
Website: www.p-a.ro
Adresa: Calea Grivitei nr. 136, Bucuresti

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 226 – iulie 2025, pag. 18-21