Подъём по облакам, или как смоделировать сети целого небоскрёба

Инжиниринговая компания Severin Development уже более 19 лет предоставляет услуги технического заказчика, выступая также и как EPC-подрядчик на различных объектах промышленного и гражданского строительства.

Матвей Феттер, BIM‑координатор в компании, стал одним из спикеров на мартовском BIM‑завтраке, посвященному теме лазерного сканирования в строительстве. В своём докладе он рассказал об интереснейшем и довольно сложном проекте: моделировании инженерных сетей для высотного здания в самом центре столицы.

Облако точек для высотного здания

Проект предусматривал капитальный ремонт и реконструкцию всех инженерных сетей небоскрёба Евразия ММДЦ «Москва-Сити». Заказчик и владелец здания был заинтересован в создании исполнительной модели, то есть трёхмерной модели категории «как построено» с привязкой исполнительной документации. Сам объект — одно из первых высотных зданий в «Москва-Сити» с площадью почти в 200 тыс. м² и высотой в 72 этажа. Также в комплексе есть 5 подземных этажей.

Описав проект, эксперт предложил слушателям BIM‑завтрака посмотреть сначала на результаты, которые удалось достичь Severin Development, показав как объект в виде облака точек, так и полноценную 3D-модель его инженерных сетей. Всего было смоделировано более 600 тыс. уникальных элементов инженерных систем, общий вес модели превысил 10 ГБ, а общий вес облаков точек вышел больше 16 ТБ.

По плану реализации проекта требовалось детализировать и архитектуру, и конструктив здания, но основной упор пришёлся на инженерные сети: вентиляция и дымоудаление, отопление, холодоснабжение, пожаротушение, водоснабжение, канализация, электрические и слаботочные сети.

Про оборудование и ПО

Исходными данными для моделирования стали: данные лазерного сканирования, предоставленная заказчиком рабочая документация и панорамные фото объекта. Оборудованием, которое использовала команда Severin Development при проведении измерений, стали лазерный сканер Leica BLK360 и электронный тахеометр Trimble SX-10. В качестве камеры для панорамной съёмки была выбрана VR 360 Ricoh Theta Z1.

Сканер BLK360 идеально подходит для съёмки помещений, но имеет один недостаток: он не горизонтируется. То есть если поверхность пола неровная, то выставить его точно вертикально не получится. Из-за этого сшивка нескольких сканов будет происходить с большой погрешностью. И для того чтобы выровнять сканы при сшивке, в Severin Development использовали тахеометр SX-10, с помощью которого создали опорное облако точек.

Пакет программного обеспечения состоял из следующих продуктов:

• Signal Inspection — продукт для цифровизации строительства, один из модулей которого позволяет делать фотофиксацию, управлять панорамными фото и просматривать историю съёмки
• ReCap и Cyclone — для регистрации, прореживания и разделения сканов
• Revit — для моделирования и заполнения атрибутов

Про нюансы сканирования

Матвей Феттер рассказал, что специфика проекта заключалась в постоянных изменениях: параллельно со сканированием велись ремонтные и отделочные работы внутри здания. Поэтому его нужно было снимать несколько раз, из-за чего возросла общая стоимость проекта. Всего было 3 итерации съёмки:

• 1-я проводилась до монтажа перегородок и кладки
• 2-я — после монтажа инженерных систем, но до их зашивки потолками
• 3-я — после работ, но перед сдачей помещения

При этом необходимо было учитывать, что работы велись одновременно на нескольких этажах и что съёмку нужно было проводить до сдачи помещений заказчику.

Обработка сканов проходила следующим образом:

• Сначала облака точек собирали и регистрировали относительно друг друга
• Затем выравнивали их по опорному облаку
• Очищали облака от зеркальных отражений, шумов и мусора в Cyclone
• Прореживали и разделяли облако по этажам в ReCap
• Импортировали данные в Revit. Благодаря предварительной нарезке данных сканирования можно было подгружать не все помещения и повысить таким образом производительность модели

Про моделирование

Процесс моделирования Матвей Феттер кратко описал в 3 этапа:

1. Анализ фото и документации, сопоставление типоразмеров, создание нужных семейств, наработка библиотеки
2. Подгрузка облаков в модель, начало процесса моделирования инженерных сетей
3. Моделирование с установкой в фактическое положение

В процессе моделирования проектировщики Severin Development выяснили, что работа с документацией требует очень много сил и внимания. Поэтому они решили разделить команду, чтобы каждый человек занимался одним конкретным разделом. Таким образом, им удалось добиться скорости моделирования примерно в 500 элементов в день. Самыми сложными оказались разделы с наибольшим количеством элементов: сети электроснабжения, слаботочные сети и трубопроводы под уклоном.

Комментируя вопрос автоматизации, Матвей Феттер отметил, что исходя из опыта его команды, на подобные инструменты сильно полагаться не стоит:

«Мы поняли, что всё легче сделать самому и быть уверенным в том, что ты сделал всё правильно. И на этом закончить, не переделывать что-то потом за машиной».

Выводы

В конце выступления Матвей Феттер пришёл к следующим выводам.

Лазерное сканирование и фотосъёмку необходимо проводить до сдачи помещений, при этом работы могут вестись одновременно на разных участках, а для выравнивания сканов вместо опорного облака точек лучше размещать марки на объекте.

Сканирование также лучше проводить в 3 итерации: после демонтажа, затем после монтажа инженерных систем и ещё раз после завершения работ.

При моделировании разделение труда нужно проводить по разделам, а не по блокам. И смоделировать заново будет быстрее и проще, чем скопировать типовые элементы и корректировать их положение.