scan to BIM dal rilievo al modello 3D

Scan to BIM, dal rilievo laser scanner al modello BIM

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Dal rilievo con laser scanner alla nuvola di punti al modello BIM. I vantaggi dello Scan to BIM anche per il Superbonus

In questo articolo ti parlo di rilievo con laser scanner, di nuvole di punti e di modello BIM, processo che sinteticamente viene definito Scan to BIM, e dei vantaggi determinati dall’integrare queste nuove tecnologie negli interventi di riqualificazione del costruito, in particolare nei progetti agevolabili con il Superbonus.

Insieme vedremo come realizzare il modello 3D dell’edificio oggetto d’intervento con un software BIM, a partire dal rilievo con laser scanner con tecnologia SLAM, potendo anche avvalerci di un pratico video tratto dalla Convention ACCA 2021 che tratta proprio di questo argomento.

Che cos’è il processo Scan to BIM

Con Scan to BIM si indica il processo di creazione di un modello BIM di un edificio o di un spazio esistente, a partire dai dati acquisiti dal rilievo con tecnologie avanzate, come la scansione laser 3D, Structure for Motion e la fotogrammetria ad alta definizione. Il risultato del rilievo è la nuvole di punti o la mesh 3D che può essere utilizzata come base per la modellazione BIM.

Per saperne di più, clicca qui e leggi l’articolo di approfondimento.

Perché usare la tecnologia SLAM ai fini del Superbonus

Per iniziare una pratica di Superbonus, una delle prime attività è il rilievo geometrico dell’edificio oggetto d’intervento.

Oltre alle modalità tradizionali (trilaterazione con metodi classici, metro, disto, ecc.), esistono tecniche di rilievo efficientissime e veloci che consentono di ottenere il modello 3D dell’intero fabbricato in pochi passaggi e con un incredibile grado di precisione.

Una di queste tecniche è sicuramente il rilievo con laser scanner con tecnologia SLAM, strumento in grado di scansionare l’ambiente circostante mentre il tecnico cammina in prossimità dell’edificio da rilevare (oltre 300.000 punti rilevati al secondo, fino ad una distanza di 100 m).

La tecnologia SLAM (Simultaneous Localization And Mapping) rende lo strumento in grado di orientarsi in assenza di segnale GPS, basandosi su quanto rilevato durante il periodo di scansione.

In pratica, con questa tipologia di laser scanner basta che l’operatore cammini con lo strumento in un determinato spazio (sia interno che esterno) per generare automaticamente la nuvola di punti.

Questo processo di rilievo (scan to BIM) comporta grandi vantaggi, anche ai fini del Superbonus perché:

  • consente un elevata riduzione dei tempi di acquisizione rispetto ai tradizionali metodi di rilievo
  • permette di ottenere il rilievo con una semplice passeggiata
  • non presuppone particolari abilità e conoscenze tecniche da parte dell’operatore
  • basta un solo operatore per rilevare anche edifici molto complessi
  • permette di rilevare sia l’esterno che l’interno del fabbricato
  • ha un grado di precisione elevatissimo
  • in un unico sopralluogo ti fornisce tutti i dati da rielaborare e analizzare con calma allo studio
  • rileva anche ambienti in cui il segnale GPS risulta assente
  • è efficace anche su edifici storici che presentano irregolarità e spazi complessi da rilevare con altre metodologie
  • permette di passare in modo semplice dallo stato di fatto al modello BIM.

Dal rilievo con laser scanner al modello BIM

Ti descrivo un caso studio su un modello 3D BIM di un edificio a partire da un rilievo effettuato con GeoSLAM, finalizzato alla pratica di Superbonus.

Rilievo dell’edificio con geoSLAM

Nel caso studio in esame abbiamo condotto un rilievo su un edificio storico, utilizzando GeoSLAM Horizon. Non occorre portare sul posto ulteriori strumenti ed è sufficiente anche un solo operatore.

Partiamo dal rilievo degli interni dell’edificio.

Azionato lo strumento, camminiamo in maniera normalissima e con andatura moderata, evitando movimenti bruschi, all’interno di ogni vano da rilevare.

In pochi minuti, il tempo davvero di una passeggiata all’interno del fabbricato, abbiamo già completato l’operazione e acquisito la scansione completa degli interni.

rilievo laser scanner per modello bim

Rilievo laser scanner per modello BIM

A questo punto possiamo passare a rilevare le facciate.

La tecnica è la stessa, andiamo all’esterno del fabbricato e camminiamo in corrispondenza dei muri perimetrali.

Conclusa questa semplicissima operazione ritorniamo in ufficio e scarichiamo i risultati della scansione all’interno del software dello stesso geoSLAM.

Visualizziamo la nuvola di punti rilevata e le traiettorie del percorso che abbiamo seguito durante il rilievo.

Visualizzazione della nuvola di punti realizzata con laser scanner con tecnologia SLAM - rilievo laser scanner per modello bim

Visualizzazione della nuvola di punti realizzata con laser scanner con tecnologia SLAM

In pochissimo tempo e con pochissimo sforzo abbiamo ottenuto una nuvola di punti dettagliatissima e completa. Inoltre, avendo effettuato il rilievo sia all’interno che all’esterno abbiamo anche  già gli spessori dei muri e tutte le informazioni che ci servono per redigere gli elaborati tecnici. Potremmo anche evitare di effettuare ulteriori sopralluoghi perché abbiamo già acquisito tutte le informazioni che ci servono.

A questo punto, ottenuta la nuvola di punti possiamo esportarla nei diversi formati standard (.LAS, .LAZ, .E57, ecc.) e importarla nel nostro software BIM.

Caricamento della nuvola di punti su usBIM.pointcloud

Prima di importare la nuvola di punti su  Edificius, il software BIM che abbiamo utilizzato per la modellazione, la carichiamo sul cloud della piattaforma usBIM. Edificius sfrutta i vantaggi e le potenzialità di visualizzazione e archiviazione di usBIM per gestire nuvole di punti anche di grandi dimensioni e per avere i file sempre disponibili e condivisibili con altri collaboratori.

usBIM.pointcloud offre tantissime funzionalità di gestione della nuvola di punti direttamente online e senza installare alcun software sul PC.

Per esempio possiamo:

  • archiviare nuvole di punti anche di grandi dimensioni
  • visualizzare i file online da browser senza utilizzare alcun software specifico installato sul PC
  • condividere dati e informazioni con altri professionisti eventualmente coinvolti nel lavoro tramite un semplice link, senza copiare e duplicare pesanti file
  • visualizzare direttamente online la nuvola di punti nei formati .PTS, .XYZ, .PLY, .E57, .LAS, .LAZ, .XYZCIRN e .ASC
  • navigare direttamente con il browser anche modelli di mesh texturizzate
  • effettuare misurazioni sul modello
  • federare e gestire diversi formati file
  • realizzare istantaneamente infinite sezioni del modello
  • aggiungere ulteriori informazioni al modello.
Nuvola di punti visualizzata con Edificius

Nuvola di punti visualizzata su usBIM

Modellazione in 3D da nuvola di punti con Edificius

La fase di modellazione BIM è altrettanto semplice e veloce grazie alle funzionalità dell’ambiente Nuvole di punti di Edificius.

Dall’ambiente Nuvole di punti di Edificius importiamo il rilievo che abbiamo caricato su usBIM e sfruttiamo tutte le funzionalità di Edificius per gestire le nuvole di punti generate da rilievo con laser scanner.

Importazione nuvola di punti su Edificius, il software BIM per la modellazione architettonica

Importazione nuvola di punti su Edificius

Possiamo, ad esempio, generare sezioni della nuvola in qualsiasi punto, gestire la visibilità dei diversi oggetti (nuvola, piani di sezione, ecc.), gestire i livelli e sfruttare i comandi di riconoscimento automatico per costruire il modello 3D in modo rapido.

Per prima cosa definiamo i livelli e le quote dei diversi piani dell’edificio.

In questo modo posizioniamo in modo semplice la nuvola di punti per allinearla al nostro sistema di riferimento. Definiamo correttamente le altezze e le quote dei diversi piani.

Gestione dei livelli della nuvola di punti in Edificius - rilievo laser scanner per modello bim

Gestione dei livelli della nuvola di punti in Edificius

Possiamo anche entrare nell’editor del sistema di riferimento altimetrico per effettuare ulteriori personalizzazioni secondo eventuali esigenze particolari. Abbiamo la massima flessibilità per gestire i livelli e possiamo agire sia in funzione della nuvola di punti che manualmente, intervenendo sui valori rilevati o addirittura aggiungendo altri piani che magari non abbiamo rilevato con il laser scanner.

Possiamo ottenere infinite sezioni (verticali e orizzontali) e prelevare tantissime informazioni direttamente dalla nuvola di punti.

Per realizzare in modo semplice il modello BIM dell’edificio direttamente dalla nuvola utilizziamo le funzionalità automatiche di Edificius, acceleratori che ci consentono di inserire i muri a partire dalla nuvola di punti in maniera semplificata.

Iniziamo a modellare gli involucri verticali utilizzando la nuvola di punti come guida. Selezioniamo il comando involucro e clicchiamo sull’icona della nuvola di punti per sfruttare gli automatismi del software. Basta delineare la lunghezza del muro in base ai punti della nuvola e scegliere l’allineamento, lo spessore, la sezione (costante o variabile), l’angolo, ecc.: il software rileva lunghezza, larghezza e spessore della muratura.

Modellazione involucri verticali dalla nuvola di punti con Edificius - rilievo laser scanner per modello bim

Modellazione involucri verticali dalla nuvola di punti

In pochissimo tempo ricalchiamo tutti i muri grazie a questi acceleratori e possiamo anche definirne la stratigrafia e i materiali, scegliendo gli oggetti dal catalogo.

Inseriamo anche le finestre.

Tracciamo la larghezza della finestra e si attiva in automatico un editor che ci consente in maniera semplicissima di posizionare la finestra alla giusta quota, specificarne correttamente l’altezza e definire i valori approssimati secondo le nostre esigenze.

Modellazione finestre dalla nuvola di punti con Edificius

Modellazione finestre dalla nuvola di punti con Edificius

Dalle proprietà possiamo anche specificare il tipo di vetro, il telaio, la trasmittanza termica di ogni singola finestra per avere un modello completo e ricco di informazioni utili.

Allo stesso modo inseriamo le porte interne sempre sfruttando il riconoscimento da nuvola di punti.

In pochi passaggi otteniamo il modello 3D che ricalca fedelmente lo stato di fatto dell’edificio rilevato.

Con un input semplificato siamo riusciti a realizzare il nostro modello BIM a partire dalla nuvola di punti che abbiamo importato da usBIM.

Modello 3D realizzato con Edificius a partire dalla nuvola di punti - Scan to BIM e Superbonus

Scan to BIM: dalla nuvola di punti al modello 3D con Edificius

Con questo modello diventa veramente molto agevole ottenere tutte le tavole grafiche esecutive complete di piante, prospetti, sezioni e viste 3D e possiamo anche generare render statici, render in real-time e video presentazioni.

A questo punto siamo pronti per esportare il modello in formato IFC per proseguire con la progettazione energetica con TerMus-BIM.

Edificius consente anche un’esportazione IFC ottimizzato per ACCA in modo da ottenere un IFC .zip che conterrà al suo interno tutti gli elementi, le stratigrafie, il tipo di infissi e tutte le caratteristiche energetiche che abbiamo assegnato in Edificius.

Scan to BIM con GeoSLAM e digital scanner per il Superbonus: il video

Ecco un utilissimo video tratto dalla Convention ACCA 2021, in cui l’ing. Nicola Furcolo approfondisce il tema Scan to BIM per il Superbonus.

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