Câu chuyện khảo sát kiến trúc của Opera Nhà nước Hungary 130 tuổi

Tập đoàn CÉH, ở Budapest, Hungary được giao nhiệm vụ phụ trách đo lường và mô hình hóa công trình Nhà hát quốc gia Hungary. Kết hợp việc khảo sát xây dựng với phương pháp trắc địa và mô hình 3D, cùng sự trợ giúp của công nghệ đám mây điểm đã tạo ra một mô hình 3D chi tiết và phức tạp của tòa nhà này trong khi nó vẫn đang hoạt động. Bản dựng mô hình hóa công trình này vẫn đang được sử dụng cho quá trình đổi mới và sẽ được sử dụng sau này cho việc quản lý sửa chữa.

Quyết định xây dựng Nhà hát quốc gia Hungary được thực hiện vào năm 1873. Sau một cuộc đấu thầu quy mô, ban tổ chức đã chọn thiết kế do kiến trúc sư nổi tiếng người Hungary, Miklós Ybl (1814-1891) đệ trình. Việc xây dựng tòa nhà tân cổ điển bắt đầu vào năm 1875 và mặc dù có sự chậm trễ nhỏ nhưng đã được hoàn thành sau 9 năm. Đêm khai mạc tổ chức vào ngày 27 tháng 9 năm 1884 có mời Hoàng đế và Vua Franz Joseph.

Cung điện tân thời của Miklós Ybl đã hầu như không thay đổi trong hơn 130 năm kể từ đó và vẫn đang tiếp tục thu hút những người hâm mộ Opera và Ballet cũng như các tiết mục và âm thanh đẳng cấp thế giới. Mỗi năm, có hàng ngàn du khách đến thăm tòa nhà để chiêm ngưỡng di tích quốc gia ấn tượng nhất thế kỷ 19 của Budapest.

Nhiệm vụ của CÉH là hoàn thành các cuộc khảo sát về Nhà hát quốc gia Hungary và các tòa nhà khác (cửa hàng, trung tâm bán hàng, lưu trữ ngoại vi, phòng diễn tập, nhà kho, văn phòng và hội thảo) dựa trên dữ liệu đám mây điểm để phát triển mô hình kiến trúc trong trạng thái hiện tại của các tòa nhà.

Các dữ liệu thu thập được xử lý bằng Trimble RealWorks 10.0 và Faro Scene 5.5.

Điều quan trọng cần lưu ý là việc thu thập dữ liệu và xử lý mất ít thời gian đáng kể. Mặc dù việc xử lý dữ liệu diễn ra song song với khảo sát cấu trúc và không gian phức tạp của tòa nhà, cũng như sự phức tạp của dự án.

Quá trình khảo sát và xử lý song song gây thêm khó khăn. Mỗi chi tiết đám mây điểm mới nhận được phải hoàn toàn phù hợp với mô hình phát triển dựa trên tài liệu đám mây điểm trước đó mà không có thời gian để cập nhật tài liệu đã được gửi.

Trên thực tế là cuộc khảo sát đã được thực hiện trong khi Nhà hát lớn vẫn đang hoạt động, tuy không thể khảo sát hoàn toàn khối xây dựng. Có những phòng không thể tiếp cận và các nhà kho phải được bỏ trống. Điều này có nghĩa là nhiều vòng khảo sát cho đến khi một khối xây dựng nhất định có thể được hoàn thành. Kết quả quá trình khảo sát và đăng ký chậm hơn so với yêu cầu.

Các đạo cụ và thiết bị khác thường che khuất bề mặt quan trọng, chẳng hạn như bức tường và sàn nhà. Trong những trường hợp này, kết quả khảo sát có thể là các căn cứ của một mô hình 3D rất thô. Hình ảnh và video có thể chứng minh rất hữu ích trong tài liệu về các chi tiết của các không gian không thể truy cập bởi các máy quét.

Dữ liệu đo lường được nhập khẩu để Faro Scence 5.5 cho trước chế biến và Trimble RealWorks 10,0 để hoàn thiện các phép đo, mất thời gian đáng kể; các tập tin xuất khẩu điểm đám mây cũng đã rất lớn. Cả hai kiểu dữ liệu là phần cứng chuyên sâu.

Point cloud detail of the main Auditorium and the attic space above it | ©CÉH

The same detail modeled in ARCHICAD 19 | ©CÉH

Kích thước là một yếu tố quan trọng trong việc quản lý dữ liệu. Kể từ khi một số lượng lớn các đám mây điểm được sản xuất và điểm đếm cao như 40 triệu điểm cho mỗi phòng, nó đã không thể kết nối chúng. Thứ nhất, số điểm đã được giảm sử dụng RealWorks Trimble. Sau quá trình này, một số có thể được cắt bỏ; nhóm nghiên cứu đã kết thúc kết nối đám mây điểm nhỏ hơn 3-4 triệu điểm.

Khối 20-30 triệu điểm này sau đó được lắp ráp và cứu thoát khỏi những đám mây điểm giảm với mật độ tối đa là 1 điểm cho mỗi dặm cm³. Kích thước này vẫn còn dày đặc và chứa đủ chi tiết cho công việc xây dựng mô hình thực hiện trong ArchiCAD.

Sau khi tập tin đám mây điểm đăng ký và tập trung lại được xuất dưới dạng E57, có thể đọc được bởi các phần mềm thiết kế, đội ngũ kiến trúc sư có thể bắt đầu công việc của họ.

ArchiCAD 19 là một tài sản quan trọng trong quá trình xây dựng mô hình. Quản lý các tập tin đã được giúp đỡ rất nhiều bằng cách sử dụng Graphisoft BIMcloud, trong đó cung cấp quyền truy cập vào các tập tin từ hầu như bất cứ nơi nào, với tốc độ chấp nhận được. Đây là thành tích không nhỏ, vì hồ sơ dự án đầy đủ vượt quá 50 Gb.

Phát triển mô hình

Phân tích của khối 3D của tòa nhà bắt đầu với sự giúp đỡ của một kế hoạch khảo sát 2D cũ. Tài liệu 2D này được tinh chế và tăng cường bởi các đám mây điểm.

Độ lệch chính từ kế hoạch 2D có sẵn rất rõ ràng ngay từ đầu. Tầng của tòa nhà, với nhiều mức độ và đa dạng của họ, trình bày những thách thức nhất. Một đổi mới vào năm 1984 giới thiệu mới, cấu trúc hiện đại hơn (chẳng hạn như thép hỗ trợ cho hệ thống gian lận). Tính khả dụng của các kế hoạch cải tạo giúp trong việc tìm hiểu các kết cấu thép phức tạp, kể từ khi thiết bị khảo sát không có khả năng phát hiện một số yếu tố hẹp rõ ràng và dễ hiểu. Điều này cũng đúng cho các bộ phận liên tục di chuyển của tòa nhà – chẳng hạn như cấu trúc giai đoạn thép – mà vẫn được sử dụng trong cuộc khảo sát.

Hầu hết các hình học có thể được mô hình với ArchiCAD. Yếu tố rất phức tạp, giống như những bức tượng được tạo ra trong các phần mềm khác và sau đó nhập vào ArchiCAD như các bề mặt 3D tam giác (mắt lưới). Đa giác đếm của những yếu tố này là rất cao, vì vậy họ đã được thêm vào mô hình trong giai đoạn cuối cùng.

Hạn chế lớn nhất của kiến trúc sư trong trường hợp này là khả năng phần cứng. Các đám mây điểm và tập tin mẫu rất lớn đã làm cho quản lý tập tin khó khăn hơn.

Với thủ thuật thông minh, quản lý thư viện và lớp, kích thước tệp nhỏ hơn có thể đạt được mà làm cho nó có thể đối phó với các mô hình dễ dàng. Một vấn đề quan trọng là để dọn sạch các thành phần thư viện nhúng vào vì chúng làm tăng kích thước tập tin, có thể không là vấn đề với một mô hình nhỏ hơn, nhưng trong trường hợp này hình học ban đầu đã là một đa giác cao đơn. Một vấn đề quan trọng khác là lưu dự phòng các yếu tố như các đối tượng để giảm kích thước tập tin và để làm cho các menu 2D mượt mà. Bằng cách này, một đối tượng có thể được đặt nhiều lần khi cần thiết, thay vì nhiều Morph hoặc các yếu tố khác. Tất nhiên, điều này đã không làm giảm đa giác-đếm vì vậy hiệu suất 3D đã về cơ bản không bị ảnh hưởng, nhưng nó đã làm ảnh hưởng đến kích thước và 2D-xử lý các tập tin. Điều này có thể được tinh chế thậm chí nhiều hơn với các ký hiệu 2D đơn giản được định nghĩa cho các đối tượng.

Với lớp kết hợp thông minh -ví dụ, bằng cách làm cho nó có thể tắt yếu tố trang trí đa giác nặng-3D-chuyển hướng và các mô hình 3D trở thành dễ quản lý hơn.

Cuối cùng sau nhiều giờ làm việc và nỗ lực trả hết với kết quả: một mô hình xây dựng bất cứ ai có thể khám phá trên thiết bị của mình. Thành công này đòi hỏi quá trình khảo sát phải được lên kế hoạch chi tiết kể từ khi các điều tra không thể luôn luôn truy cập tất cả các phần của tòa nhà.

Liên tục và hiệu quả làm việc trên khảo sát và mô hình hóa công việc yêu cầu sự hợp tác chuyên dụng, phù hợp giữa các nhân viên của Hungary State Opera House và kỹ sư của tập đoàn CÉH tự hào về thành tích họ phục vụ để hỗ trợ bảo tồn và đổi mới của tòa nhà và văn hóa Hungary.

Các mô hình Opera trong phòng BIMx

Mặc dù mô hình ARCHICAD thông minh tối ưu hóa quản lý dễ dàng cho người sử dụng có thể có tất cả, các mô hình đầy đủ cuối cùng vẫn còn chứa gần 27,5 triệu đa giác và khoảng 29.000 yếu tố BIM.

Kích thước mẫu BIMx này là hầu như không thể quản lý với các sản phẩm điện thoại di động của GRAPHISOFT, BIMx.

Theo nhóm phát triển BIMx, khi sử dụng động cơ BIMx mới, các giới hạn kích thước di chuyển trở lại ARCHICAD để  mỗi mô hình ARCHICAD có thể xử lý dễ dàng điều hướng trong phòng thí nghiệm BIMx!

Tập đoàn CÉH chuyên kế hoạch, phát triển và tư vấn – kinh doanh kỹ thuật hàng đầu của các tập đoàn CÉH-là một cầu thủ chủ chốt trong Hungary lập kế hoạch và phát triển thị trường. Trong quá trình trải qua hơn 25 năm, công ty CÉH đã tích lũy kinh nghiệm để chuẩn bị, lập kế hoạch và xây dựng các tòa nhà và các dịch vụ quản lý dự án liên quan đến việc thực hiện.

CÉH sử dụng một đội ngũ chuyên gia bao gồm tất cả các hoạt động kỹ thuật liên quan đến tất cả các ngành thiết kế và phát triển.

CÉH có 80 nhân viên cũng như hơn 10 chi nhánh và 150-200 đối tác ký hợp đồng cung cấp các dịch vụ toàn diện cho khách hàng.

Họ đã thực hiện dự án liên quan đến nhiều nhiệm vụ kỹ thuật trong số lượng lớn các dự án phát triển khu phức hợp tại một quy mô Quốc gia nơi họ một tay giao đầy đủ các dịch vụ kỹ thuật cho khách hàng của họ.

Do nhân viên của CÉH có nhiều năm kinh nghiệm trong nước cũng như quốc tế, họ có thể quản lý toàn bộ quá trình BIM. Nỗ lực của họ được xác nhận bởi sự thành công của một danh mục đầu tư bao gồm hơn 150.000m² trong triển khai thực hiện các dự án BIM.

Kiến trúc sư CÉH Inc đã sử dụng ARCHICAD hơn 10 năm. Họ hiện đang có 26 vị trí và sử dụng BIMcloud tốt. 37 Kiến trúc sư làm việc về các dự án nghiên cứu trường hợp sử dụng ARCHICAD 19.