Scan to BIM при демонтаже зданий: точно, быстро, надежно

Scan-to-BIM — это процесс обратного проектирования пространства или объекта из реального мира и создания его "цифровой копии" с последующим приданием ей различных свойств, используемых в информационном моделировании. Он предполагает получение геометрических и визуальных данных с помощью технологий лазерного сканирования или фотограмметрии, а затем преобразование их в цифровую информационную модель. Такая модель может быть в дальнейшем использована для различных целей, включая визуализацию объекта, выявление коллизий, предварительного расчёта объёмов работ и координацию их выполнения.

В уникальном примере демонтажа дома престарелых в Нидерландах проектная группа использовала BIM-технологии, чтобы изучить, как можно реконструировать отслужившее свой срок здание, сделав его более эффективным и устойчивым. С помощью BIM была создана точная 3D-модель, которая заменила устаревшие 2D-чертежи. Затем многоразовые элементы были обозначены с помощью 3D-текста в виртуальной среде, чтобы избежать ошибок, которые могут возникнуть при написании кодов от руки на месте. Наконец, были спланированы надлежащие мероприятия по демонтажу путем визуализации последовательного демонтажа дома престарелых в 3D с течением времени.

В другом подобном проекте ученые изучили потенциал использования BIM для улучшения управления отходами строительства и сноса (C&DW), отметив недостаточное использование цифровых инструментов и строительных технологий в качестве основного препятствия для их внедрения.

Чтобы в полной мере использовать возможности BIM для управления отходами, выделяют 3 направления развития:

• Повышение эффективности и качества сбора данных с помощью различных инструментов.
• Автоматизация преобразования облака точек в BIM с помощью оптимизированных алгоритмов.
• Расширенный анализ устойчивости на основе BIM на область управления отходами строительства, с помощью улучшенных схем данных и баз данных материалов.

Среди множества инструментов, доступных на рынке, ручные лазерные 3D-сканеры являются отличным выбором для геодезистов, инспекторов и инженеров-строителей для сбора и анализа данных о зданиях для эффективной постобработки и создания BIM.

Текущие проблемные точки - традиционные методы измерений

Традиционные методы обследования недвижимости в значительной степени опираются на оборудование для измерения расстояний, такое как лазерные дальномеры и тахеометры. Использование традиционных тахеометров и лазерных дальномеров требует значительных трудозатрат и ресурсов. Для работы на объекте может потребоваться несколько бригад, которые вручную записывают результаты измерений, а затем тратят огромное количество времени на создание цифровых чертежей на основе нарисованных от руки эскизов, что приводит к низкой эффективности и повышенному риску возникновения ошибок.

Преимущества портативных лазерных 3D-сканеров

Портативные лазерные 3D-сканеры, такие как FJD Trion S1 или Trion P1, могут помочь геодезистам преодолеть традиционные ограничения, обеспечивая бесконтактное, быстрое и высокоточное сканирование зданий. Простая, неспешная прогулка вокруг здания со сканером создаст модели облака точек в режиме реального времени, которые затем можно легко импортировать в программное обеспечение для постобработки, чтобы создать 2D планы этажей с уровнем детализации, необходимым заказчику.

Обзор рабочего процесса

• Захват данных (FJD Trion S1)
• Обработка и оптимизация облака точек (FJD Trion Model)
• Создание 2D-планов этажей (FJD Trion Model)
• Создание BIM (Autodesk Revit/Nanocad Reclouds)

Практический пример: исследования для расчетов при сносе заброшенной заводской площадки.

Рассмотрим проект, связанный со сносом заброшенной фабрики. Задача заключалась в создании поэтажных планов и BIM-модели для расчета объемов сноса.

Сбор данных

Сначала геодезист спланировал свой маршрут, чтобы обеспечить сбор данных за один раз, а также достаточное перекрытие в начале и конце сессии сбора данных для обеспечения замкнутости контура.
Была проведена поэтажная съемка конструкций объекта.
Предварительный просмотр облака точек был доступен в режиме реального времени в программе FJD Trion Scan.
Время сканирования: около 5 часов

Обработка и оптимизация облака точек

Результаты сканирования были импортированы в программу FJD Trion Model для сегментации облака точек, удаления шумов и сшивания для создания полного набора данных облака точек.

Время обработки: около 30 минут

Создание поэтажных планов

Соответствующие уровни пола были выбраны в программе FJD Trion Model для автоматического выделения контуров и создания 2D-плана пола с последующим редактированием и оптимизацией для создания чертежей плана пола в формате DXF.

Время обработки: около 30 минут

Создание BIM

С помощью программного обеспечения BIM, например Autodesk Revit или NanoCad Reclouds, на основе модели облака точек были построены стены, балки и колонны. После завершения создания BIM-модели визуализация была проверена в программе рендеринга.

Время обработки: около 2 часов

Преимущества решения FJD Trion S1

Сравнение производительности

 

Виды работ	Лазерная рулетка (дальномер)	Портативный лазерный сканер Trion S1
Измерения на объекте	40 часов	8 часов
Обработка данных	32 часа	6 часов
Всего	72 часа	14 часов

Лазерный 3D-сканер оказался в 9 раз эффективнее лазерных дальномеров, что позволило сэкономить время и средства.

Сравнение точности

Сравнение точности по первому этажу
Измерения	A	B	C	D	E	F	G	H
Лазерный дальномер (м)	81,160	81,160	9,540	4,130	8,480	4,130	9,540	27,560
Виртуальные измерения по сегментированному облаку точек (м)	81,206	81,251	9,573	4,179	8,444	4,105	9.570	27,585
Расхождения	0,046	0,091	0,033	0,049	-    0,036	-    0,025	0,030	0,025

Сравнение точности по второму этажу
Измерения	A	B	C	D	E	F	G	H	I
Лазерный дальномер (м)	81,160	27,560	81,160	9,540	4,130	8,480	4,130	9,540	27,560
Виртуальные измерения по сегментированному облаку точек (м)	81,250	27,649	81,274	9,524	4,162	8,473	4,134	9,579	27,620
Расхождения	0,090	0,089	0,114	-    0,016	0,032	-    0,007	0,004	0,039	0,060

Мах. отклонение	Мin. отклонение	Среднее отклонение	Предельное отклонение от среднего
0,090 м	0,004 м	0,047 м	0,049 м

Относительная погрешность данных 3D-лазерного сканера не превышает 5 см, что соответствует требованиям отрасли и проекта.

Заключение

Использование лазерного 3D-сканера FJD Trion S1 позволило в девять раз повысить общую эффективность, значительно сократить трудоемкость и затраты на человеческие ресурсы. Уровень точности соответствовал требованиям, предъявляемым к сносу и реконструкции зданий. Кроме того, модель облака точек была сохранена как часть постоянного архива здания, что обеспечило легкий доступ к ней для будущих участников проекта.

Развитие методики и технологии обследования объектов недвижимости с помощью методов лазерного 3D-сканирования

В этом проекте геодезист, используя портативный лазерный 3D-сканер FJD Trion S1, создал модель в виде облака точек заброшенной заводской площадки всего за 5 часов. Возможность визуализации данных в режиме реального времени во время работы оператора позволила получить точную и полную документацию трехмерного пространства. Такой подход позволяет геодезистам быстро создавать поэтажные планы, модели рельефа и BIM прямо в программном обеспечении для обработки данных. Данные облака точек, полученные в результате сканирования, также можно импортировать в такие платформы, как Autodesk 3ds Max, Revit или NanoCad Reclouds, для создания BIM, что расширяет спектр применения данных.

В заключение следует отметить, что потенциал использования BIM при сносе зданий еще не исчерпан. Операторы могут оптимизировать рабочие процессы по обследованию объектов недвижимости с помощью портативных лазерных 3D-сканеров для быстрого сбора данных, легкой обработки и получения точных результатов. Внедрение этих технологий не только улучшает процесс сноса, но и обеспечивает устойчивое строительство за счет оптимизации использования ресурсов и сокращения отходов.

Узнайте больше о FJD Trion S1 и FJD Trion Model.