Teatro dell'Opera ungherese
Una storia lunga 130 anni
Il Rilievo Architettonico del Teatro dell'Opera Ungherese

Teatro dell'Opera ungherese

La CÉH Inc. di Budapest, in Ungheria, ha ricevuto l’incarico di rilevare e modellare il Teatro dell’Opera ungherese. La combinazione di rilevamento di edifici con metodi geodetici e modellazione 3D architettonica, con l’aiuto della tecnologia delle nuvole di punti, ha permesso di sviluppare un modello 3D dettagliato di questo elaborato edificio mentre è rimasto in uso. Il modello finale viene utilizzato per il processo di ristrutturazione in corso e verrà successivamente utilizzato anche per la gestione dell’edificio storico.

CEH logo

Progetto: Hungarian State Opera House
Nome studio: CÉH Inc.
Tipo: Culturale
Luogo: Budapest, Hungary
Anno del rilievo: 2016
Dimensione: 58.000 ft2 / 25.000 m2

Software usato:
GRAPHISOFT Archicad
Trimble RealWorks
Faro Scene

Auditorium white render | ©CÉH
Auditorium white render | ©CÉH

La decisione di costruire il Teatro dell’Opera ungherese fu presa nel 1873. A seguito di una gara d’appalto pubblica, la giuria scelse il progetto presentato dal famoso architetto ungherese, Miklós Ybl (1814-1891). La costruzione dell’edificio neoclassico iniziò nel 1875 e, nonostante piccoli ritardi, fu completata nove anni dopo. La serata di apertura – alla quale furono invitati anche l’imperatore e il re Francesco Giuseppe – si tenne il 27 settembre 1884.

Il palazzo neorinascimentale di Miklós Ybl è rimasto praticamente invariato negli oltre 130 anni e continua ad attrarre ammiratori dell’opera e del balletto allo stesso modo con il suo repertorio e l’acustica di classe mondiale. Ogni anno, migliaia di turisti visitano l’edificio per ammirare uno dei più imponenti monumenti nazionali del XIX secolo di Budapest.

360 view of the Auditorium | ©Hungarian State Opera
Vista a 360° dell’Auditorium |
©Hungarian State Opera

Il rilievo dell’edificio e le sue sfide

Il compito di CÉH era quello di completare un rilievo del Teatro dell’Opera ungherese e dei suoi altri edifici (negozio, centro di vendita, deposito fuori sede, sala prove, magazzini, uffici e officine) e, sulla base dei dati della nuvola di punti, sviluppare un modello architettonico dello stato attuale degli edifici.

I dati raccolti sono stati elaborati utilizzando Trimble RealWorks 10.0 e Faro Scene 5.5. È importante notare che l’ottenimento dei dati ha richiesto molto meno tempo rispetto all’elaborazione. Anche se l’elaborazione dei dati ha avuto luogo essenzialmente in concomitanza con il rilievo, la struttura e gli spazi complicati dell’edificio, nonché la complessità del progetto hanno reso l’elaborazione di un lungo compito.

Il flusso di lavoro di rilevamento e elaborazione in tandem ha causato ulteriori difficoltà. Ogni dettaglio della nuvola di punti appena ricevuto doveva adattarsi perfettamente al modello di sviluppo basato sul materiale della nuvola di punti precedente. Non è stato possibile aggiornare i materiali già inviati. Dato che il rilievo è stato fatto mentre era in funzione il Teatro dell’Opera, era impossibile rilevare interi blocchi nella loro interezza. C’erano stanze inaccessibili e i magazzini dovevano essere lasciati liberi. Ciò significava molti round di rilevamento fino a quando un certo blocco di costruzione poteva essere completato. Il risultato è stato un processo di rilevazione e registrazione più lento che ha richiesto anche un significativo lavoro amministrativo.

Surveying process | Video by ©CÉH
Il processo di Rilievo | Video by ©CÉH

“La gestione dei file è stata notevolmente aiutata dall’utilizzo di GRAPHISOFT BIMcloud, che ha fornito l’accesso al file praticamente da qualsiasi parte del mondo, a buone velocità.”

Gábor Horváth, architetto capo, CÉH

Sebbene ci fossero molte sfere e scacchiere a portata di mano, i lavoratori dell’Opera avrebbero spostato accidentalmente questi strumenti, impedendo ai topografi di allineare in seguito le nuvole di punti. Con il passare del tempo, tuttavia, i due membri dell’equipaggio si abituarono l’un l’altro e il lavoro di tutti procedette più agevolmente.

Alcuni spazi nell’edificio (come il magazzino degli oggetti di scena) venivano modificati di continuo, oppure le superfici di questi spazi erano troppo complesse per gli strumenti di misura (ad esempio il sistema di sollevamento coperto da una rete d’acciaio, superfici nere dietro le quinte), e ostacolavano il processo di rilievo delle misure esatte. La parte più difficile e dispendiosa in termini di tempo è stata il rilevamento degli spazi a volta, talvolta spazi a zig-zag, che costituiscono le aree ausiliarie e meccaniche dell’edificio ai livelli inferiori. Anche i prospetti offrivano ai topografi strutture a volta simili – l’eredità dell’architetto originale del XIX secolo, Miklós Ybl.

The assembled point cloud merged together with the Archicad 19 model | ©CÉH
La nuvola di punti assemblata si è fusa insieme al modello Archicad 19 | ©CÉH

Gli oggetti di scena e le altre attrezzature spesso oscuravano le superfici chiave, come pareti e pavimenti. In questi casi, i risultati del rilievo possono essere la base di un modello 3D molto approssimativo. Foto e video si dimostravano molto utili nel documentare i dettagli degli spazi non accessibili dallo scanner.

I dati di misurazione grezzi sono stati importati in Faro Scene 5.5 per la pre-elaborazione e Trimble RealWorks 10.0 per la finalizzazione delle misurazioni, che ha richiesto tempo di riflessione; anche i file delle nuvole di punti esportati erano molto grandi. Entrambi i tipi di dati richiedono un uso dell’hardware molto intensivo.

Point cloud detail of the main Auditorium and the attic space above it | ©CÉH
Dettaglio nuvola di punti dell’Auditorium principale e spazio sottotetto sopra di esso | ©CÉH
The same detail modeled in Archicad 19 | ©CÉH
Lo stesso dettaglio modellato in Archicad 19 | ©CÉH

Gestione della libreria di nuvole di punti

La dimensione del file è un fattore significativo in termini di gestione dei dati. Poiché è stata prodotta un’enorme quantità di nuvole di punti e il conteggio dei punti era alto fino a 40 milioni di punti per stanza, era impossibile collegarli come erano. Innanzitutto, il conteggio dei punti ha dovuto essere ridotto utilizzando Trimble RealWorks. Dopo questo processo, la squadra ha finito per collegare nuvole di punti più piccoli di 3-4 milioni di punti. I blocchi di 20-30 milioni di punti sono stati quindi assemblati e salvati da queste nuvole di punti ridotte con la densità massima di 1 punto per cm2. Questa dimensione è ancora abbastanza densa e contiene dettagli sufficienti per il lavoro di modellazione svolto in Archicad.

Dopo che il file della nuvola di punti registrato e riassemblato è stato esportato nel formato E57, leggibile dal software di progettazione, il team di architetti ha potuto iniziare il loro lavoro.

Archicad 19 è stata una risorsa significativa nel processo di modellazione. La gestione dei file è stata notevolmente aiutata dall’utilizzo di GRAPHISOFT BIMcloud, che ha fornito l’accesso al file praticamente ovunque, a velocità accettabili. Questo non è stato un piccolo risultato, poiché il file di progetto completo ha superato i 50 GB.

The point cloud shown in Trimble RealWorks | ©CÉH
La nuvola di punti mostrata in Trimble RealWorks | ©CÉH

Sviluppo del modello

L’analisi della massa 3D dell’edificio è iniziata con l’aiuto di un vecchio piano di rilevamento 2D. Questo materiale 2D è stato perfezionato e aumentato dalla nuvola di punti. Le principali deviazioni dai piani 2D disponibili erano evidenti fin dall’inizio. I piani dell’edificio, con i loro numerosi e vari livelli, hanno presentato il maggior numero di sfide. Una ristrutturazione nel 1984 ha introdotto nuove strutture più moderne (come supporti in acciaio per il sistema di sollevamento). La disponibilità di queste piante di ristrutturazione ha aiutato a comprendere le complesse strutture in acciaio, poiché le apparecchiature di rilevamento non erano in grado di rilevare alcuni elementi stretti in modo chiaro e comprensibile. Lo stesso valeva per le parti in costante movimento dell’edificio – come la struttura del palco in acciaio – che sono rimaste in uso durante il rilievo. Quasi ogni geometria potrebbe essere modellata con Archicad. Elementi molto complessi, come le statue, sono stati creati in altri software e quindi importati in Archicad come superfici 3D triangolate (Mesh). Il conteggio dei poligoni di questi elementi è molto elevato, quindi sono stati aggiunti al modello nella fase finale.

Il principale vincolo degli architetti in questo caso era la capacità hardware. Sia la nuvola di punti che il file modello tendevano ad essere molto grandi, il che rendeva più difficile la gestione dei file. Con trucchi intelligenti, gestione di librerie e lucidi, è possibile ottenere dimensioni di file inferiori che consentano di gestire il modello più facilmente. Un problema importante era l’eliminazione degli elementi della libreria incorporata, poiché aumentano le dimensioni del file, il che potrebbe non essere un problema con un modello più piccolo, ma in questo caso la geometria originale già comprendeva un alto numero di poligoni. Un altro problema importante è stato il salvataggio di elementi ridondanti come gli oggetti per ridurre le dimensioni del file e rendere più fluida la navigazione 2D. In questo modo, un oggetto potrebbe essere posizionato tutte le volte che è necessario, anziché più morph o altri elementi. Ovviamente, ciò non ha ridotto il conteggio dei poligoni, quindi le prestazioni 3D non sono state influenzate fondamentalmente, ma hanno influenzato le dimensioni del file e la gestione 2D del file. Ciò potrebbe essere ulteriormente perfezionato con semplici simboli 2D definiti per gli oggetti.

Statues of the façade shown in the Archicad model | ©CÉH
Statue della facciata mostrate nel modello Archicad | ©CÉH

Con le combinazioni di lucidi intelligenti, ad esempio rendendo possibile la disattivazione degli elementi decorativi poligonali pesanti, la navigazione 3D e la modellazione 3D aggiuntiva sono diventate più gestibili. Infine, le molte ore di lavoro e impegno sono state ripagate dal risultato: un modello di costruzione che chiunque può esplorare sul proprio dispositivo. Questo successo ha richiesto che il processo di rilevamento fosse pianificato e pianificato in dettaglio, poiché i rilevatori non potevano sempre accedere a tutte le parti dell’edificio.

Il lavoro continuo ed efficace sulle attività di rilevamento e modellizzazione ha richiesto la cooperazione dedicata e coerente tra il personale del Teatro dell’Opera ungherese e il team di ingegneri CÉH che sono orgogliosi del fatto che i loro risultati servano a sostenere la conservazione e il rinnovamento dell’edificio e dell’ungherese cultura.

The final Archicad model in section view | ©CÉH
Il modello Archicad finale in una vista di sezione 3D | ©CÉH
Rendered façade of the final Archicad model | ©CÉH
Rendering della facciata del modello Archicad finale | ©CÉH

Il modello dell’Opera in BIMx Lab

Sebbene il modello Archicad sia stato ottimizzato in modo intelligente per essere facilmente gestibile per tutti i possibili usi, il modello finale completo contiene ancora circa 27,5 milioni di poligoni e circa 29.000 elementi BIM. Le dimensioni di questo modello BIM erano difficilmente gestibili con il prodotto mobile di GRAPHISOFT, BIMx. Il BIMx Lab, pubblicato di recente, una versione di anteprima tecnologica di BIMx, è stato ottimizzato in modo da poter gestire modelli enormi e dettagliati con conteggi poligonali precedentemente inimmaginabili. Secondo il team di sviluppo BIMx, quando si utilizza il nuovo motore BIMx, la limitazione delle dimensioni ritorna ad Archicad; ogni modello che Archicad è in grado di gestire è facilmente navigabile in BIMx Lab!

Esegui il download della BIMx Lab app da Apple App Store (anteprima tecnologica). Per sperimentare le sue capacità, anche il Modello BIMx Lab del Teatro dell’Opera di Stato ungherese è stato reso disponibile.

The Hungarian State Opera’s survey model shown in BIMx Lab | Model: ©CÉH, Presentation video: ©Graphisoft
Il modello di rilievo dell’Opera di Stato ungherese mostrato in BIMx Lab | Modello: ©CÉH,
Video di presentazione: ©GRAPHISOFT

Informazioni su CÉH Inc.

CCÉH Planning, Developing and Consulting Inc. – in quanto principale azienda di ingegneria di CÉH Group – è un attore chiave nel mercato ungherese di pianificazione e sviluppo. Durante oltre 25 anni di attività, CÉH ha accumulato una significativa esperienza nella preparazione, pianificazione e costruzione di edifici e servizi di gestione del progetto associati all’implementazione.

CÉH impiega un team di professionisti che copre tutte le attività di ingegneria associate a tutte le discipline di sviluppo e progettazione. CÉH ha circa 80 dipendenti a tempo pieno, oltre 10 affiliati e 150-200 partner contrattati per fornire servizi completi ai propri clienti. Hanno realizzato progetti che coinvolgono molteplici attività di ingegneria in un gran numero di progetti di sviluppo complessi su scala nazionale in cui hanno consegnato da soli l’intera gamma di servizi di ingegneria ai loro clienti.

Grazie al personale di CÉH che ha diversi anni di esperienza nazionale e internazionale, sono in grado di gestire l’intero processo BIM. I loro sforzi sono confermati dal successo di un portafoglio costituito da oltre 150.000 m2 di progetti BIM implementati. Gli architetti di CÉH Inc. utilizzano Archicad da oltre 10 anni. Attualmente hanno 26 posti e usano anche BIMcloud. Tre-sette architetti hanno lavorato al progetto del caso studio usando Archicad 19.

Informazioni su GRAPHISOFT

Graphisoft® ha dato il via alla rivoluzione BIM nel 1984 con Archicad®, il primo software BIM per architetti del settore. GRAPHISOFT continua a guidare il settore con soluzioni innovative come il suo rivoluzionario BIMcloud®, il primo ambiente di collaborazione BIM in tempo reale al mondo; e BIMx®, l’app mobile leader a livello mondiale per un accesso leggero al BIM per i non professionisti. GRAPHISOFT fa parte di Nemetschek Group.