HBIM

[1]

HBIM można zdefiniować jako użycie BIM do modelowanie istniejących budynków w ramach konserwacji zabytków lub rewitalizacji zabytków. Złożoność problemu i aktualność rozwiązań w zakresie HBIM możemy przeczytać w artykule - Informacyjne modele dziedzictwa architektonicznego - Martina Attenni [2], poniżej cytuje najważniejsze fragmenty: 

Procesy BIM (Building Information Modeling) to najskuteczniejszy sposób poznania istniejących struktur architektonicznych, integrujący najbardziej zaawansowane możliwości modelowania 3D i ustrukturyzowanego przechowywania heterogenicznych informacji. Wiele aplikacji HBIM (Heritage Building Information Modeling) prowadzi do usystematyzowania danych pomiarowych, mimo że jednoznaczna metoda pracy nie została jeszcze jasno zdefiniowana. W badaniu tym za główne momenty procesu HBIM uznaje się dekompozycję architektury w oparciu o ustrukturyzowane kryteria i jej rekonstrukcję za pomocą modeli idealnych. Hipoteza ta jest weryfikowana za pomocą procedury, która łączy dane ankietowe 3D z charakterystyką idealnego modelu HBIM, co pozwala na ciągłe porównywanie modelu projektu i stanu powykonawczego. Badania przewidują sformułowanie ogólnej metodologii, która zgodnie z rosnącym podejściem do złożoności analizowanych budynków, porównuje proces zachodzący na dwóch obiektach architektonicznych. W badaniu przeanalizowano kilka ważnych kwestii związanych z HBIM: związek między modelowaniem semantycznym a ciągłością powierzchni dziedzictwa architektonicznego; związek między standaryzacją elementów, nieregularnościami geometrycznymi i niejednorodnością materiału; niezawodność zbudowanych modeli; oraz ocena rozbieżności między idealnym modelem a obiektywną dokładnością pomiarów.

Tłumaczenie Dokumentu

Obecność na terenie bardzo dużej liczby istniejących budynków, wiele z nich o dużej wartości historycznej i kulturowej, które wymagają mniej lub bardziej zdecydowanych interwencji transformacyjnych, sprzyjała rozszerzeniu europejskiej dyrektywy z 2014 r. (EUPPD 2014/24 / EU ). Promuje nowe podejście do całego procesu budowlanego (projektowanie, reprezentacja, budowa, zarządzanie i konserwacja) i zachęca do stosowania BIM nie tylko do nowych interwencji budowlanych, ale także do renowacji, adaptacji lub konserwacji. W tym kontekście należy mieć na uwadze związek między tymi operacjami a wiedzą i dokumentacją dotyczącą historii i obecnego stanu artefaktów. Są ściśle związane z działalnością pozyskiwania danych dotyczących dziedzictwa historycznego. Integracja danych ankietowych, obecnie coraz bardziej kompletnych, heterogenicznych i możliwych do udostępnienia, oraz systemów HBIM pozwala na wprowadzenie wielu informacji opartych na rzeczywistości. Informacje te (metryczne, geometryczne, morfologiczne, materiałowe, chromatyczne) wyrażane są cyfrowo modele pozwalają na doskonalenie wiedzy o budynku i oferują kontrolę z wykorzystaniem pozyskanych danych przy opracowywaniu kolejnych projektów. Branża budowlana wykorzystuje BIM do zdecentralizowanego planowania i kontroli interwencji, ale ma to również wpływ na złożone zarządzanie dziedzictwem architektonicznym. Heritage BIM polega na modelowaniu elementów architektonicznych zgodnie z ich konstruktywnymi i historyczno-artystycznymi cechami [3,4,5]. Procesy HBIM umożliwiają, poprzez platformy cyfrowe i integrację z danymi ankietowymi, badanie nowych możliwości zarządzania danymi dziedzictwa kulturowego, od ogólnej do szczegółowej skali, łącząc cechy ilościowe i jakościowe. Pierwsza dotyczy parametrów fizycznych, informacji metrycznej, geometrycznej, morfologicznej i przestrzennej; te drugie natomiast stanowią wszystkie uwarunkowane lub trwałe właściwości związane z formalnymi aspektami analizowanych struktur. Jednak możliwe interakcje między HBIM a danymi badawczymi nadal trwają, ponieważ cele, w których powstają i są wykorzystywane systemy BIM, zmieniają się, gdy są wykorzystywane do budowania dziedzictwa

Jest to operacja inżynierii odwrotnej, w której odczyt i segmentacja chmury punktów, po rozpoznaniu charakterystycznych obszarów, jest pierwszym krokiem do zidentyfikowania granic powierzchni, które ułatwiają proces modelowania. Działania te są półautomatyczne lub całkowicie automatyczne, dzięki postępowi osiągniętemu przez systemy wspierane przez procesy BIM. Analiza postępów osiągniętych w badaniach naukowych i doświadczeniach zawodowych pokazuje, że podjęto duży krok w kierunku automatyzacji procesu modelowania chmury punktów. Algorytmy i wtyczki oprogramowania można łatwo zastosować do segmentacji i automatycznego modelowania chmur punktów, które opisują płaskie powierzchnie lub prymitywne geometrie. Jednak generują niepoprawne wyniki, gdy próbują przedstawić geometrie złożonych i nieregularnych budynków historycznych. Trójwymiarowe modelowanie dowolnego artefaktu oznacza zorganizowaną i uporządkowaną kompozycję elementów cyfrowych, ale po zastosowaniu do HBIM musi wykraczać poza typowy przepływ pracy. Ambitny cel, jakim jest jak najlepsze dopasowanie rzeczywistego obiektu do modelu wirtualnego, powoduje konieczność strukturyzowania różnych faz w celu zdefiniowania i optymalizacji przepływu pracy. Heterogeniczność budowanego dziedzictwa oznacza, że ​​definicja protokołów ustrukturyzowanych jest przydatna do przedstawienia cech studium przypadku, ponieważ proces BIM nie został stworzony w celu badania dziedzictwa zbudowanego. Zastosowanie metodologii BIM do dziedzictwa architektonicznego jest możliwe dzięki ciągłemu postępowi technologicznemu, ale także uwzględnieniu jego teoretycznych implikacji przy proponowaniu nowych wdrożeń. Naukowcy zaangażowani w badanie HBIM opracowali różne metody i zastosowali technologie trójwymiarowego modelowania istniejących obiektów zabytkowych oraz wykorzystania komponentów parametrycznych. Dokładna analiza istniejącej literatury, ale także wciąż trwających badań pokazuje, jak podejście BIM do dziedzictwa architektonicznego można wprowadzić za pomocą trzech różnych podejść. Pierwsza kategoria obejmuje te badania, które przyjęły tylko komercyjne platformy dla procesów BIM do tworzenia modeli istniejącej architektury, tworząc biblioteki obiektów parametrycznych. Druga kategoria dotyczy badań, które łączą systemy BIM z narzędziami pomocniczymi lub wtyczkami, w tym oprogramowaniem open source lub komercyjnym przechowywaniem i zarządzaniem danymi (czyli GIS). Trzecia kategoria to badania łączące HBIM z aplikacjami internetowymi.

Modele (i HBIM) przez Internet Ewolucja ICT umożliwia wykorzystanie i dostęp do heterogenicznych informacji dzięki technologiom, które potrafią rozumieć różne języki i umieszczać je w Komunikacja. Postęp technologiczny obejmował również dziedzinę BIM i HBIM oraz tworzenie interfejsów zorientowanych na sieć, które gromadzą dane w ramach jednego modelu informacyjnego. Doświadczenie Quattrini i wsp. (2017) [21] ma znaczenie, ponieważ grupa opracowała metodologię w szczególnie złożonym kontekście. Badania przeprowadzone na kościele Santa Maria in Portonovo w pewien sposób pozwalają podsumować wszystkie dotychczas zidentyfikowane problemy w dziedzinie HBIM. W pracy zaproponowano realne rozwiązanie żądania (prawie) całkowitej interoperacyjności między modelami BIM, bogatymi w informacje zorganizowane w sposób hierarchiczny za pomocą ontologii i ich zapytań w kontekście sieci semantycznej. Zastosowany proces jest interesujący ze względu na jego podejście na różnych poziomach głębokości; po drugie za sposób, w jaki semantycznie ustrukturyzowany model 3D jest udostępniany w powszechnie używanym środowisku przeglądarki. Użytkownik przegląda dane za pomocą zapytań, a tym samym uzyskuje dostęp do modeli 3D / 2D lub ich części, cyfrowych arkuszy roboczych i treści multimedialnych, takich jak pliki PDF, wideo, obrazy lub łącza internetowe. Zastosowana metodologia pokazuje, że możliwe jest przejście od parametrycznej reprezentacji HBIM do zarządzania trójwymiarowymi obiektami sieciowymi. Operacja ta pozwala na lepsze zrozumienie poszczególnych elementów poprzez informacje tematyczne o organizmie architektonicznym oraz umożliwia opis treści semantycznych, łącząc je z tematycznymi bazami danych (technologie konstrukcyjne, elementy liczydła itp.). W rzeczywistości wykorzystanie procesów BIM do ulepszania i zarządzania dziedzictwem wpływa na trzy różne aspekty: wiedzę, modelowanie i ważność danych. Podstawową różnicą jest rola wiedzy w HBIM w stosunku do tej wymaganej w procesie projektowania. W tym przypadku znajomość budowanej architektury pokrywa się z modelowaniem semantycznym. Jest konsekwencją przetwarzania danych ankietowych, a jeśli jest ustawiony w odniesieniu do dokumentów archiwalnych, pozwala na zrozumienie informacji poprzez prawidłowy kontekst interpretacyjny, a tym samym może być udostępniana poprzez optymalizację programowania i wykonywania kolejnych operacji. Modelowanie parametryczne i informacyjne dziedzictwa historycznego jest trudne, zarówno pod względem geometrycznej transpozycji ciągłości świata rzeczywistego, jak i jego jakościowego opisu. Trudności te są również związane z wewnętrzną sztywnością procesu modelowania parametrycznego i budową bibliotek obiektów cyfrowych, które kolidują ze zmiennością i wyjątkowością środowiska zbudowanego, zwłaszcza gdy ma ono starożytne korzenie lub jest wynikiem rozwarstwienia różnych interwencji. lub jest w złym stanie zachowania. Modelowanie w procesach HBIM obejmuje ważną operację dyskretyzacji, która wciąż stoi przed niemożliwością wykorzystania zautomatyzowanych systemów do odkrycia tych funkcji. Różne platformy BIM umożliwiają różne rodzaje kontroli zbudowanego modelu w celu wykrycia wszelkich kolizji między elementami zakłócającymi lub zgodności z przepisami odniesienia. Odniesiono się do funkcji wykrywania kolizji, w drugim przypadku do funkcji sprawdzania trybu, na które pozwala oprogramowanie Autodesk Revit, które są przestrzegane w dziedzinie projektowania (na przykład o odporności ogniowej użytych materiałów). Rozszerzenie procesów BIM na budowane dziedzictwo uwydatniło dwa inne rodzaje kontroli do walidacji zbudowanych modeli. Są to metryczna i geometryczna zgodność między modelem numerycznym a modelem parametrycznym, a po drugie semantyczna dekompozycja modelu. W tym aspekcie w ostatnich badaniach akademickich zaproponowano wprowadzenie poziomu niezawodności (LOR) jako wskaźnika rzetelności modelu informacyjnego lub tworzących go obiektów cyfrowych [22]. Ponowne rozważenie tych aspektów otwiera możliwe scenariusze rozwoju dla wdrożenia skonsolidowanych metod zintegrowanych badań i interwencji w dziedzictwo kulturowe z wykorzystaniem systemów informacyjnych, w celu zagwarantowania coraz bardziej kontrolowanej struktury danych, która ma wpływ na naukowy charakter całego procesu.

Kolejną oceną jest LOR (poziom wiarygodności). Pokazuje, jak procesy wiedzy są zawsze stopniowe, związane z ciągłą możliwością nowych badań i interpretacją niejednorodnych informacji (ryc. 14). Kontrola semantycznej struktury obiektów cyfrowych implikuje bardziej złożoną dynamikę, mniej obiektywną niż te, które dotyczą zgodności geometrycznej i poprawnej struktury modeli. W rzeczywistości nie ma aplikacji podobnych do aplikacji recenzenta modeli, które umożliwiają przeprowadzanie krytycznych kontroli semantyki w HBIM. Istotna propozycja w tej dziedzinie dotyczy kodowania nowego parametru, który może wypełnić niedostatek parametrów standardowych, które w procesach BIM mierzą wiarygodność informacji technicznych. W przypadku LOD i LOI (poziom informacji) ostatnie badania dodają LOR (poziom wiarygodności), który mierzy niezawodność w kategoriach ogólnej spójności procesu definiującego dowolny obiekt cyfrowy [42,43,44]. Parametr wiąże geometryczną niezawodność obiektów cyfrowych z ich ontologiczną zgodnością z rzeczywistym kształtem, który opisują. Na geometryczną niezawodność modelu wpłynęło kilka czynników: parametryzacja kształtu geometrycznego elementów; identyfikacja reguł geometrycznych i kompozycyjnych; oraz porównanie uzyskanych danych (poprzez operacje geodezyjne lub poprzez źródła archiwalne) z modelem parametrycznym. Czynniki wpływające na korespondencję ontologiczną obiektów cyfrowych są znacznie bardziej złożone do analizy, ponieważ pochodzą z subiektywnych działań i podejmują problem pokonywania badanej powierzchni. W tym przypadku przejmują dane odnoszące się do faz ewolucji obiektu; znajomość technik i materiałów budowlanych wszystkie użyte dane pochodzą z dodatkowych badań (stratygrafia, dopasowanie elementów architektonicznych lub strukturalnych itp.); identyfikacja przez analogię ze współczesnymi lub podobnymi budynkami. Definicja poziomu niezawodności jest regulowana liczbową skalą od 0 do 10 dla każdego elementu cyfrowego, w odniesieniu do odpowiedniego elementu architektonicznego. LOR 0 reprezentuje symboliczny obiekt cyfrowy, podczas gdy LOR 1 jest zarezerwowany dla znanych obiektów z bardzo dużą szczegółowością. Tak skonstruowany diagram nie tylko upraszcza niezawodność każdego modelowanego obiektu cyfrowego, ale może być również przydatny w procesie dekompozycji i rekonstrukcji artefaktu, w którym wynik końcowy jest włączany do modelu informacyjnego jako jeden z atrybutów obiekt cyfrowy (tabela 1).

W modelu nowoczesnej architektury wzajemna organizacja elementów (słupy, belki, podłogi, ściany itp.) Została ustalona zgodnie ze standardami epoki, a wszystkie obiekty cyfrowe charakteryzują atrybuty BIM (materiały, warstwy konstruktywne itp.), zbliżając się bardzo do ukończonego budynku. Model strat Z drugiej strony złożony kompleks jest syntezą kilku idealnych modeli, które reprezentują ewolucyjne fazy budowy, aż do obecnego stanu. Wyniki badań historycznych są; dlatego niezbędne jest zebranie i selekcja niezbędnych informacji z tekstów, zdjęć, rysunków, filmów, a często z innych nieprzewidywalnych źródeł, które opisują projekt oryginalnego budynku nie tylko pod względem geometrycznym, ale przede wszystkim technologicznym, materiałowym, i konstruktywny punkt widzenia. Obecnie procesy BIM nie uwzględniają tego aspektu i odnoszą się głównie do konfiguracji obiektów w chwili obecnej. Jednak główne aplikacje zawierają narzędzia do reprezentowania czasowej lokalizacji obiektu za pomocą reguł zastępowania graficznego, szeroko stosowanych w dziedzinie projektowania do identyfikacji operacji rozbiórki i rekonstrukcji. W procesach HBIM cechy te można wykorzystać do opisania każdej fazy życia budynku za pomocą modelu lub odwrotnie, każdy obiekt składający się na model można wyróżnić atrybutem przynależności do określonej fazy historycznej lub w różnym czasie , pozyskiwanie danych. Poszczególne modele są połączone nie tylko z logicznego, technologicznego, semantycznego i konstruktywnego punktu widzenia, ale także z czasowego punktu widzenia, nakładając się na siebie i przestrzegając zasad procesów BIM w odniesieniu do rodzin i praw połączeń.

Źródła:

[1] pixabay.com; autor: just-pics

[2] Martina Attenni; Informacyjne modele dziedzictwa architektonicznego - Katedra Historii, Reprezentacja i restauracja architektury, Sapienza University of Rome, 00187 Rzym, Włochy Dziedzictwo 2019 - https://www.google.com/url?q=https%3A%2F%2Fwww.mdpi.com%2F2571-9408%2F2%2F3%2F125%2Fpdf&sa=D&sntz=1&usg=AFQjCNGsynSbX4f_sAhhbD0VwaQVOZO1ww