Publicação

As-built building information modeling (BIM) workflows

Detalhes bibliográficos
Resumo:	As metodologias associadas ao software BIM (Building Information Modeling) representam nos dias de hoje um dos sistemas integrados mais utilizado para a construção de novos edifícios. Ao usar BIM no desenvolvimento de projetos, a colaboração entre os diferentes intervenientes num projeto de arquitetura, engenharia e construção, melhora de um modo muito significativo. Esta tecnologia também pode ser aplicada para intervenções em edifícios existentes. Na presente tese pretende-se melhorar os processos de registo, documentação e gestão da informação, recorrendo a ferramentas BIM para estabelecer um conjunto de diretrizes de fluxo de trabalho, para modelar de forma eficiente as estruturas existentes a partir de nuvens de pontos, complementados com outros métodos apropriados. Há vários desafios que impedem a adoção do software BIM para o planeamento de intervenções em edifícios existentes. Volk et al. (2014) indica que os principais obstáculos de adoção BIM são o esforço de modelação/conversão dos elementos do edifício captados em objetos BIM, a dificuldade em actualizar informação em BIM e as dificuldades em lidar com as incertezas associadas a dados, objetos e relações que ocorrem em edifícios existentes. A partir desta análise, foram desenvolvidas algumas diretrizes de fluxo de trabalho BIM para modelação de edifícios existentes. As propostas indicadas para as diretrizes BIM em edifícios existentes, incluem tolerâncias e standards para modelar elementos de edifícios existentes. Tal metodologia permite que as partes interessadas tenham um entendimento e um acordo sobre o que é suposto ser modelado. Na presente tese, foi investigado um conjunto de tópicos de pesquisa que foram formuladas e colocadas, enquadrando os diferentes obstáculos e direcionando o foco de pesquisa segundo quatro vectores fundamentais: 1. Os diferentes tipos de dados de um edifício que podem ser adquiridos a partir de nuvens de pontos; 2. Os diferentes tipos de análise de edifícios; 3. A utilização de standards e BIM para edifícios existentes; 4. Fluxos de trabalho BIM para edifícios existentes e diretrizes para ateliers de arquitectura. A partir da pesquisa efetuada, pode-se concluir que é há necessidade de uma melhor utilização da informação na tomada de decisão no âmbito de um projeto de intervenção arquitetónica. Diferentes tipos de dados, não apenas geométricos, são necessários como base para a análise dos edifícios. Os dados não geométricos podem referir-se a características físicas do tecido construído, tais como materiais, aparência e condição. Além disso, o desempenho ambiental, estrutural e mecânico de um edifício, bem como valores culturais, históricos e arquitetónicos, essenciais para a compreensão do seu estado atual. Estas informações são fundamentais para uma análise mais profunda que permita a compreensão das ações de intervenção que são necessárias no edifício. Através de tecnologias Fotogrametria (ADP) e Laser Scanning (TLS), pode ser gerada informação precisa e actual. O produto final da ADP e TLS são nuvens de pontos, que podem ser usadas de forma complementar. A combinação destas técnicas com o levantamento tradicional Robotic Total Station (RTS) fornece uma base de dados exata que, juntamente com outras informações existentes, permitem o planeamento adequado da intervenção. Os problemas de utilização de BIM para intervenção em edifícios existentes referem-se principalmente à análise e criação de geometria do edifício, o que geralmente é uma etapa prévia para a conexão de informação não-geométrica de edifícios. Por esta razão, a presente tese centra-se principalmente na busca de diretrizes para diminuir a dificuldade em criar os elementos necessários para o BIMs. Para tratar dados incertos e pouco claros ou informações semânticas não visíveis, pode-se complementar os dados originais com informação adicional. Os fluxos de trabalho apresentados na presente tese focam-se principalmente na falta de informação visível. No caso de projetos de remodelação, a informação não visível pode ser adquirida de forma limitada através de levantamentos ADP ou TLS após a demolição de alguns elementos e/ou camadas de parede. Tal metodologia permite um melhor entendimento das camadas de materiais não visíveis dos elementos do edifício, quando a intervenção é uma demolição parcial. Este processo é útil apenas se uma parte do material do elemento é removida e não pode ser aplicada a elementos não intervencionados. O tratamento da informação em falta pode ser feito através da integração de diferentes tipos de dados com diferentes origens. Devem ser implementados os fluxos de trabalho para a integração da informação. Diferentes fluxos de trabalho podem criar informação em falta, usada como complemento ou como base para a tomada de decisão quando não há dados disponíveis. Relativamente à adição de dados em falta através da geração de nuvem de pontos, os casos de estudo destacam a importância de planear o levantamento, fazendo com que todas as partes compreendam as necessidades associadas ao projeto. Além da precisão, o nível de tolerância de interpretação e modelação, requeridos pelo projeto, também devem ser acordados e entendidos. Nem todas as ferramentas e métodos de pesquisa são adequados para todos os edifícios. A escala, os materiais e a acessibilidade do edifício desempenham um papel importante no planeamento do levantamento. Para lidar com o elevado esforço de modelação, é necessário entender os fluxos de trabalho necessários para analisar a geometria dos elementos do edifício. Os BIMs construídos são normalmente gerados manualmente através de desenhos CAD e/ou nuvens de pontos. Estes são usados como base geométrica a partir da qual a informação é extraída. A informação utilizada para planear a intervenção do edifício deve ser verificada, confirmando se é uma representação do estado actual do edifício. As técnicas de levantamento 3D para capturar a condição atual do edifício devem ser integradas no fluxo de trabalho BIM, construído para capturar os dados do edifício sobre os quais serão feitas as decisões de intervenção. O resultado destas técnicas deve ser integrado com diferentes tipos de dados para fornecer uma base mais precisa e completa. O atelier de arquitetura deve estar habilitado com competências técnicas adequadas para saber o que pedir e o que utilizar da forma mais adequada. Os requisitos de modelação devem concentrar-se principalmente no conteúdo deste processo, ou seja, o que modelar, como desenvolver os elementos no modelo, quais as informações que o modelo deve conter e como deve ocorrer a troca de informações no modelo. O levantamento das nuvens de pontos deve ser efectuado após ter sido estipulado o objetivo do projeto, standards, tolerâncias e tipo de conteúdo na modelação. As tolerâncias e normas de modelação são diferentes entre empresas e países. Independentemente destas diferenças, os documentos standard têm como objetivo produzir e receber informação num formato de dados consistente e em fluxos de trabalho de troca eficiente entre os diferentes intervenientes do projeto. O pensamento crítico do fluxo de trabalho de modelação e a comunicação e acordo entre todas os intervenientes são os principais objetivos das diretrizes apresentadas nesta tese. O estabelecimento e o acordo de tolerâncias de modelação e o nível de desenvolvimento e detalhes presentes nas BIMs, entre as diferentes partes envolvidas no projeto, são mais importantes do que as definições existentes atualmente e que são utilizadas pela indústria da AEC. As ferramentas automáticas ou semi-automáticas para extração da forma geométrica, eliminação ou redução de tarefas repetitivas durante o desenvolvimento de BIMs e a análise de condições de ambiente ou de cenários, são também um processo de diminuição do esforço de modelação. Uma das razões que justifica a necessidade de standards é a estrutura e a melhoria da colaboração, não só para os intervenientes fora da empresa, mas também dentro dos ateliers de arquitetura. Os dados e standards de fluxo de trabalho são difíceis de implementar diariamente de forma eficiente, resultando muitas vezes em dados e fluxos de trabalho confusos. Quando tal situação ocorre, a qualidade dos resultados do projeto reduz-se e pode ficar comprometida. As normas aplicadas aos BIMs construídos, exatamente como as normas aplicadas aos BIMs para edifícios novos, contribuem para a criação de informação credível e útil. Para atualizar um BIMs durante o ciclo de vida de um edifício,é necessário adquirir a informação sobre o estado actual do edifício. A monitorização de dados pode ser composta por fotografias, PCM, dados de sensores, ou dados resultantes da comparação de PCM e BIMs e podem representar uma maneira de atualizar BIMs existentes. Isto permite adicionar continuamente informações, documentando a evolução e a história da construção e possibilita avaliar possíveis intervenções de prevenção para a sua valorização. BIM não é geralmente usado para documentar edifícios existentes ou intervenções em edifícios existentes. No presente trabalho propõe-se melhorar tal situação usando standards e/ou diretrizes BIM e apresentar uma visão inicial e geral dos componentes que devem ser incluídos em tais standards e/ou linhas de orientação.
Autores principais:	Barbosa, Margarida de Carvalho Jerónimo
Assunto:	BIM Edifícios existentes Nuvens de pontos Fluxos de trabalho Diretrizes BIM Existing buildings Point clouds Workflows Guidelines
Ano:	2018
País:	Portugal
Tipo de documento:	tese de doutoramento
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	As metodologias associadas ao software BIM (Building Information Modeling) representam nos dias de hoje um dos sistemas integrados mais utilizado para a construção de novos edifícios. Ao usar BIM no desenvolvimento de projetos, a colaboração entre os diferentes intervenientes num projeto de arquitetura, engenharia e construção, melhora de um modo muito significativo. Esta tecnologia também pode ser aplicada para intervenções em edifícios existentes. Na presente tese pretende-se melhorar os processos de registo, documentação e gestão da informação, recorrendo a ferramentas BIM para estabelecer um conjunto de diretrizes de fluxo de trabalho, para modelar de forma eficiente as estruturas existentes a partir de nuvens de pontos, complementados com outros métodos apropriados. Há vários desafios que impedem a adoção do software BIM para o planeamento de intervenções em edifícios existentes. Volk et al. (2014) indica que os principais obstáculos de adoção BIM são o esforço de modelação/conversão dos elementos do edifício captados em objetos BIM, a dificuldade em actualizar informação em BIM e as dificuldades em lidar com as incertezas associadas a dados, objetos e relações que ocorrem em edifícios existentes. A partir desta análise, foram desenvolvidas algumas diretrizes de fluxo de trabalho BIM para modelação de edifícios existentes. As propostas indicadas para as diretrizes BIM em edifícios existentes, incluem tolerâncias e standards para modelar elementos de edifícios existentes. Tal metodologia permite que as partes interessadas tenham um entendimento e um acordo sobre o que é suposto ser modelado. Na presente tese, foi investigado um conjunto de tópicos de pesquisa que foram formuladas e colocadas, enquadrando os diferentes obstáculos e direcionando o foco de pesquisa segundo quatro vectores fundamentais: 1. Os diferentes tipos de dados de um edifício que podem ser adquiridos a partir de nuvens de pontos; 2. Os diferentes tipos de análise de edifícios; 3. A utilização de standards e BIM para edifícios existentes; 4. Fluxos de trabalho BIM para edifícios existentes e diretrizes para ateliers de arquitectura. A partir da pesquisa efetuada, pode-se concluir que é há necessidade de uma melhor utilização da informação na tomada de decisão no âmbito de um projeto de intervenção arquitetónica. Diferentes tipos de dados, não apenas geométricos, são necessários como base para a análise dos edifícios. Os dados não geométricos podem referir-se a características físicas do tecido construído, tais como materiais, aparência e condição. Além disso, o desempenho ambiental, estrutural e mecânico de um edifício, bem como valores culturais, históricos e arquitetónicos, essenciais para a compreensão do seu estado atual. Estas informações são fundamentais para uma análise mais profunda que permita a compreensão das ações de intervenção que são necessárias no edifício. Através de tecnologias Fotogrametria (ADP) e Laser Scanning (TLS), pode ser gerada informação precisa e actual. O produto final da ADP e TLS são nuvens de pontos, que podem ser usadas de forma complementar. A combinação destas técnicas com o levantamento tradicional Robotic Total Station (RTS) fornece uma base de dados exata que, juntamente com outras informações existentes, permitem o planeamento adequado da intervenção. Os problemas de utilização de BIM para intervenção em edifícios existentes referem-se principalmente à análise e criação de geometria do edifício, o que geralmente é uma etapa prévia para a conexão de informação não-geométrica de edifícios. Por esta razão, a presente tese centra-se principalmente na busca de diretrizes para diminuir a dificuldade em criar os elementos necessários para o BIMs. Para tratar dados incertos e pouco claros ou informações semânticas não visíveis, pode-se complementar os dados originais com informação adicional. Os fluxos de trabalho apresentados na presente tese focam-se principalmente na falta de informação visível. No caso de projetos de remodelação, a informação não visível pode ser adquirida de forma limitada através de levantamentos ADP ou TLS após a demolição de alguns elementos e/ou camadas de parede. Tal metodologia permite um melhor entendimento das camadas de materiais não visíveis dos elementos do edifício, quando a intervenção é uma demolição parcial. Este processo é útil apenas se uma parte do material do elemento é removida e não pode ser aplicada a elementos não intervencionados. O tratamento da informação em falta pode ser feito através da integração de diferentes tipos de dados com diferentes origens. Devem ser implementados os fluxos de trabalho para a integração da informação. Diferentes fluxos de trabalho podem criar informação em falta, usada como complemento ou como base para a tomada de decisão quando não há dados disponíveis. Relativamente à adição de dados em falta através da geração de nuvem de pontos, os casos de estudo destacam a importância de planear o levantamento, fazendo com que todas as partes compreendam as necessidades associadas ao projeto. Além da precisão, o nível de tolerância de interpretação e modelação, requeridos pelo projeto, também devem ser acordados e entendidos. Nem todas as ferramentas e métodos de pesquisa são adequados para todos os edifícios. A escala, os materiais e a acessibilidade do edifício desempenham um papel importante no planeamento do levantamento. Para lidar com o elevado esforço de modelação, é necessário entender os fluxos de trabalho necessários para analisar a geometria dos elementos do edifício. Os BIMs construídos são normalmente gerados manualmente através de desenhos CAD e/ou nuvens de pontos. Estes são usados como base geométrica a partir da qual a informação é extraída. A informação utilizada para planear a intervenção do edifício deve ser verificada, confirmando se é uma representação do estado actual do edifício. As técnicas de levantamento 3D para capturar a condição atual do edifício devem ser integradas no fluxo de trabalho BIM, construído para capturar os dados do edifício sobre os quais serão feitas as decisões de intervenção. O resultado destas técnicas deve ser integrado com diferentes tipos de dados para fornecer uma base mais precisa e completa. O atelier de arquitetura deve estar habilitado com competências técnicas adequadas para saber o que pedir e o que utilizar da forma mais adequada. Os requisitos de modelação devem concentrar-se principalmente no conteúdo deste processo, ou seja, o que modelar, como desenvolver os elementos no modelo, quais as informações que o modelo deve conter e como deve ocorrer a troca de informações no modelo. O levantamento das nuvens de pontos deve ser efectuado após ter sido estipulado o objetivo do projeto, standards, tolerâncias e tipo de conteúdo na modelação. As tolerâncias e normas de modelação são diferentes entre empresas e países. Independentemente destas diferenças, os documentos standard têm como objetivo produzir e receber informação num formato de dados consistente e em fluxos de trabalho de troca eficiente entre os diferentes intervenientes do projeto. O pensamento crítico do fluxo de trabalho de modelação e a comunicação e acordo entre todas os intervenientes são os principais objetivos das diretrizes apresentadas nesta tese. O estabelecimento e o acordo de tolerâncias de modelação e o nível de desenvolvimento e detalhes presentes nas BIMs, entre as diferentes partes envolvidas no projeto, são mais importantes do que as definições existentes atualmente e que são utilizadas pela indústria da AEC. As ferramentas automáticas ou semi-automáticas para extração da forma geométrica, eliminação ou redução de tarefas repetitivas durante o desenvolvimento de BIMs e a análise de condições de ambiente ou de cenários, são também um processo de diminuição do esforço de modelação. Uma das razões que justifica a necessidade de standards é a estrutura e a melhoria da colaboração, não só para os intervenientes fora da empresa, mas também dentro dos ateliers de arquitetura. Os dados e standards de fluxo de trabalho são difíceis de implementar diariamente de forma eficiente, resultando muitas vezes em dados e fluxos de trabalho confusos. Quando tal situação ocorre, a qualidade dos resultados do projeto reduz-se e pode ficar comprometida. As normas aplicadas aos BIMs construídos, exatamente como as normas aplicadas aos BIMs para edifícios novos, contribuem para a criação de informação credível e útil. Para atualizar um BIMs durante o ciclo de vida de um edifício,é necessário adquirir a informação sobre o estado actual do edifício. A monitorização de dados pode ser composta por fotografias, PCM, dados de sensores, ou dados resultantes da comparação de PCM e BIMs e podem representar uma maneira de atualizar BIMs existentes. Isto permite adicionar continuamente informações, documentando a evolução e a história da construção e possibilita avaliar possíveis intervenções de prevenção para a sua valorização. BIM não é geralmente usado para documentar edifícios existentes ou intervenções em edifícios existentes. No presente trabalho propõe-se melhorar tal situação usando standards e/ou diretrizes BIM e apresentar uma visão inicial e geral dos componentes que devem ser incluídos em tais standards e/ou linhas de orientação.