Einsatz von Building Information Modeling-Technologie in der Denkmalpflege
Denkmalgeschützte Gebäude sind entscheidend für das menschliche Verständnis von Kultur und Identität. Die nachhaltige Restaurierung dieser Gebäude bietet die Möglichkeit, sie nachhaltig wiederzuverwenden. Historische Gebäudeinformationsmodelle (BIMs) können als umfassender Datensatz genutzt werden, insbesondere im Zusammenhang mit der Gebäuderestaurierung. Definition von BIM für historische Gebäude: Es handelt sich um die digitale Darstellung der physischen und funktionalen Eigenschaften historischer Gebäude, basierend auf ihrem aktuellen Zustand und unter Berücksichtigung aller Bauphasen, einschließlich Anbauten und Umbauten. Restaurierungs- und Konservierungsarbeiten an Denkmälern sind die wichtigsten Zeugnisse von Zivilisationen und verbinden die Völker im Laufe der Zeit. Daher ist die Erhaltung des Kulturerbes und die Überwachung seiner Veränderungen eine nationale Aufgabe und Pflicht. Einige Länder können ihre materiellen und technischen Möglichkeiten nutzen, während viele Länder über diese Fähigkeiten verfügen und daher externe technische und wissenschaftliche Unterstützung benötigen. In diesem Artikel schlagen wir eine Methode vor, die es jedem Land und auch Einzelpersonen mit begrenztem wissenschaftlichen und technischen Hintergrund ermöglicht, Veränderungen an Denkmälern zu überwachen. Diese Technologie basiert auf der Installation hochauflösender Kameras, die alle zu überwachenden Bereiche abdecken. Diese Kameras zeichnen rund um die Uhr Videos auf. Diese werden an eine elektronische Cloud gesendet und dort in Bilder umgewandelt. Diese Bilder werden dann mithilfe einer bekannten Software wie Autodesk Remake, Agisoft oder Recap in Cloud Point D3 umgewandelt, die diese Bilder wiederum über einen bestimmten Zeitraum in Cloud Point D3 konvertiert. Dieser Vorgang wird kontinuierlich wiederholt. Die Cloud Point D3-Bilder werden anschließend zu verschiedenen Zeitpunkten verglichen, um mögliche Veränderungen an den Denkmälern festzustellen und so schnelle Entscheidungen zu ermöglichen. Dieser Prozess läuft automatisiert ab und erfordert kein menschliches Eingreifen. Diese Technologie ermöglicht die Erkennung von Veränderungen am selben Tag, selbst wenn diese mit bloßem Auge nicht erkennbar sind. Sie ermöglicht außerdem den Versand von Textnachrichten und E-Mails an Entscheidungsträger und Interessenvertreter, um Ort und Art der Veränderungen zu klären. Darüber hinaus ermöglicht diese Technologie die Erstellung eines 3D-gedruckten Modells von Teilen oder ganzen Artefakten. Genau das versucht die UNESCO mit der Unterstützung zahlreicher internationaler Experten. Sie folgt damit den Anfragen von Touristen, die ihnen Fotos, beispielsweise der 2001 zerstörten Buddha-Statue, zur Verfügung stellen möchten, um sie wiederaufzubauen und zu restaurieren und dabei ihr ursprüngliches Aussehen zu bewahren. Diese Technologie trägt auch dazu bei, den Verlust des Kulturerbes und seines ursprünglichen Aussehens zu verhindern. Das ursprüngliche, das uns unsere Vorfahren hinterlassen haben. Auf diese Weise schützen wir Antiquitäten vor Vandalismus, der in manchen Ländern durch den Klimawandel oder terroristische und barbarische Angriffe verursacht wird. Diese Methode ist im Vergleich zu anderen Methoden wie dem LASER-SCAN effektiv und kostengünstig.
Methoden zur Erhaltung des architektonischen Erbes
Unabhängig vom Grund für den Erhalt eines Ortes ist es unerlässlich, nicht nur einzelne Einheiten, sondern auch die ursprünglichen Merkmale des gesamten Gebiets zu erhalten. Die Methoden variieren je nach Art und Zustand des Denkmals oder des städtebaulichen Erbes. Sie umfassen Folgendes:
Die Konservierungsmethoden variieren je nach:
1. Reproduzieren/Wiederaufbauen
Diese Methode beinhaltet den Wiederaufbau alter Gebäude in ihren ursprünglichen Zustand.
2. Restaurierung/Restaurierung
Die Wiederherstellung denkmalgeschützter Objekte und Gebäude in ihren ursprünglichen Zustand.
3. Renovieren/Restaurierung
Bei der Renovierung werden moderne Materialien verwendet und versucht, das Denkmal in einen Zustand zu versetzen, der seinem ursprünglichen Zustand nahekommt.
4. Revitalisierung
Der Prozess der Revitalisierung des gesamten Denkmalgebiets in seinen ursprünglichen Zustand durch die Hinzufügung bereits bestehender Aktivitäten und Einrichtungen.
5. Sanierung
Wirtschaftlich und sozial durch die Hinzufügung bisher nicht vorhandener Aktivitäten
und durch die städtebauliche Aufwertung des Gebiets
und entsprechend modernen Anforderungen.
6. Wiederverwendung
Dabei wird ein Gebäude für denselben Zweck genutzt, für den es ursprünglich gebaut wurde, oder es wird auf eine neue Art und Weise genutzt.
Die regelmäßige Instandhaltung von Denkmälern macht präventive Instandhaltung zu einer echten Notwendigkeit in der täglichen Praxis.
3D-Konstruktions- und Strukturmodelle haben einen wissenschaftlichen und praktischen Wert. Sie unterstützen fortschrittliche präventive Instandhaltungsprogramme für architektonisches Erbe und unterstützen die langfristige Instandhaltung. Virtuelle Modelle bieten großes Potenzial, da sie alle materiellen und immateriellen Aspekte umfassend abdecken. Neben dem Online-Austausch und der Online-Verbreitung von Wissen und der Dokumentation historischer Gebäude helfen sie auch, das historische Gebäude und seine architektonischen Elemente zu verstehen, Analysen und Studien der Fundamente, der Infrastruktur und potenzieller zukünftiger Probleme durchzuführen, beschädigte Bereiche im historischen Gebäude zu identifizieren und den Fortschritt während des gesamten Lebenszyklus zu verfolgen. Vor allem aber erhalten Entscheidungsträger ein umfassendes Bild. Sie können von der Modellierung profitieren, indem sie dieses Modell mit ihnen teilen, was ihnen hilft, die richtigen Entscheidungen bezüglich dieser Gebäude zu treffen. Darüber hinaus können Informationen über historische Gebäude genutzt werden, um eine spezialisierte Architekturbibliothek mit allen Details und architektonischen Elementen der Gebäude aufzubauen. Dies kann in modernen Projekten genutzt werden und trägt dazu bei, die Authentizität dieser Elemente und ihre goldenen Proportionen zu bewahren. Darüber hinaus benötigen wir für die Verwaltung und Instandhaltung von Kulturdenkmälern dringend umfassende Informationen über deren gesamte Eigenschaften. Dazu müssen große Datenmengen aus verschiedenen Quellen und in unterschiedlichen Dateiformaten zusammengetragen werden. So kann ein integriertes Informationssystem erstellt werden, das alle physischen und funktionalen Eigenschaften eines Gebäudes abdeckt. Die benötigten Daten können jedoch sehr heterogen sein. Wir sprechen hier von historischen Dokumenten, Plänen, Karten und Textdarstellungen sowie von neuesten Daten aus historischen Bauuntersuchungen, geodätischen Vermessungen oder fotografischen Aufnahmen. Da alle Objekte des architektonischen Erbes von Natur aus dreidimensionale räumliche Eigenschaften aufweisen, muss das entstehende Informationssystem, das alle oben genannten Dokumente umfasst, die Verwaltung dreidimensionaler Modelle ermöglichen. Selbst dies reicht möglicherweise nicht aus, um die historischen Veränderungen im Laufe der Zeit zu beschreiben. Viele Disziplinen überschneiden sich mit der Anwendung von BIM in historischen Gebäuden, darunter Architektur, Bauingenieurwesen, Materialchemie, Nachhaltigkeit, Geschichte und Kulturerbe sowie Geomatik (digitale Vermessung) und Photogrammetrie. Diese Disziplinen tragen direkt und indirekt dazu bei, BIM für historische Gebäude in vielerlei Hinsicht zu bereichern, beispielsweise durch die Identifizierung der verwendeten Materialien, historischer Bauweisen sowie Methoden zur Restaurierung und Instandhaltung dieser historischen Gebäude. Die aktuelle Entwicklung neuer und leistungsfähigerer digitaler Technologien wie Building Information Modeling, 3D-Modellierung, Laserscanning, Animation und Simulation eröffnet neue Möglichkeiten zur Interpretation architektonischen Erbes und erleichtert die Navigation in seinen Plänen. Dies ist insbesondere bei Konservierungs- und Restaurierungsarbeiten nützlich.
Mobiles HBIM-Modell und Navigation der Gemeinde Pollensa
Es wurde nie gebaut, weder so, wie es gebaut wurde, noch in seinem ursprünglichen Zustand oder in einigen anderen.
Wir können nun Modelle von bestehenden Gebäuden, abgerissenen Gebäuden oder Gebäuden in Zwischenstadien erstellen, aber auch Entwurfsabsichten, bauliche Einschränkungen und Variablen berücksichtigen.
Durch die Erweiterung eines historischen Gebäudemodells um eine vierte Dimension, die sich stark auf Building Information Modeling stützt,
können Konstruktionselemente die Bauperioden des historischen Gebäudes sowie etwaige Anbauten und Umbauten belegen. Beispielsweise gibt es Tempel und antike Häuser,
die nicht alle gleichzeitig, sondern in verschiedenen Phasen und Zeiträumen errichtet wurden.
Das Hamed-Said-Haus in El-Marg, erbaut von Ingenieur Hassan Fathy, wurde in zwei Phasen errichtet. 1941 wurde der Innentrakt errichtet. Er war gewölbt, was auf die Halle verweist, den für Kairos historische Häuser typischen Hauptraum. In der Nähe des Raumes wurde ein großer, gewölbter Außenvorbau (Iwan) errichtet, der sich zum natürlichen Landhaus öffnet. Weitere Räume umgeben den baumgesäumten Innenhof: zwei Haupträume auf jeder Seite. In der zweiten Phase, im Jahr 1945, entwarf er doppelstöckige Einheiten (jede Einheit bestand aus einem Kuppelraum, der mit einem kleineren verbunden war), die alle bis auf das Dach durch Kuppeln verbunden waren. Die beiden Iwane und die überdachten Arkaden mit Bögen. Das gesamte Gasthaus wurde aus Lehmziegeln gebaut, und die Räume waren überdacht. Bei massiven historischen Gebäuden wie dem Luxor-Tempel und anderen historischen Gebäuden ist die Strukturmodellierung nicht schwierig, die Schwierigkeit besteht jedoch darin, zu erkennen, was sich hinter den Mauern verbirgt. Bei vielen historischen Gebäuden beispielsweise untersuchen Spezialisten Teile der Wände, um ihre Bauweise und ihre physikalischen Eigenschaften zu bestimmen. Oft sind jedoch einige Strukturelemente unsichtbar, was dazu führen kann, dass der Fachmann die falsche Methode oder das falsche Strukturelement anwendet. In diesem Fall müssen fortschrittlichere Methoden, wie beispielsweise XRF, eingesetzt werden, um ein genaues Modell zu erstellen und die erforderlichen Analysen und Untersuchungen durchzuführen.
Phasen der Anwendung von Building Information Modeling in historischen Gebäuden
Building Information Modeling wird auf historische Gebäude in drei Phasen angewendet:
A. Wird dabei Laserscanning-Technologie verwendet?
● Die erste Phase ist die Phase der Datenerfassung von der Site und immer
Architektur-Photogrammetrie-Technologie ... um möglichst viele Details mit hoher Genauigkeit und Qualität zu erfassen.
● Die zweite Phase ist die Phase der Verarbeitung dieser Daten.
Zur Information
● Die dritte Phase ist die Phase des Aufbaus des Modells, das in Kategorien wie Böden, Wände und Türen unterteilt ist, je nach
Das durch Laserscanning und Architekturphotogrammetrie verfügbare Modell ist in „Arbeitssätze“ unterteilt, mit Bauelementen wie:
Wände, Türen, Böden, Treppen und Rohre können von allen anderen Teammitgliedern eingesehen werden, nicht jedoch von
Wir können es ändern und alle verfügbaren Informationen zum Standort hinzufügen, wie z. B. das Baugelände, Architekturpläne, Berichte und Arbeiten.
Für Bauphasen und weitere Informationen.
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Restaurierung und Instandhaltung, Bauweise, historische Dokumente, Differenzierung der Bauwerke nach
Dann kann die vierte Dimension hinzugefügt werden und das Gebäude kann während der Bauphasen beobachtet werden, was uns ermöglicht, den Bauprozess in dieser Ära zu verstehen und uns seiner bewusst zu werden.
Sie können auch Teile hinzufügen, die nicht gebaut wurden, wenn sie nicht fertiggestellt wurden, und sehen, wie das Gebäude aussehen würde, wenn es fertiggestellt wäre.
Ein 3D-Laserscanner ist ein Werkzeug, das Strukturelemente oder die gebaute Umwelt analysiert, um räumliche und physikalische Informationen zu sammeln.
Es bezieht sich auf seine Form und sein Aussehen, gefolgt von dem Prozess der Verwendung der gesammelten Informationen zum Erstellen eines dreidimensionalen digitalen Modells als Kopie des Originals zur Verwendung in
Breites Anwendungsspektrum. Erstellen einer Punktwolke aus geometrischen Koordinaten der Oberflächenelemente der dokumentierten Form durch Richten eines Laserstrahls
Pulsierend oder kontinuierlich ist die wichtigste und typische Phase dieser Technik, durch die digitale Modelle des Elements gebildet werden.
Bei Verwendung der Funktion zum Löschen von Farbinformationen
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Original und Farben der Veredelungsmaterialien der dokumentierten Artikel können eingescannt und digital erstellt werden.
Für jeden Punkt während des Scanvorgangs.
Photogrammetrie: Photogrammetrie ist die Wissenschaft und Technologie zur Erfassung von Informationen über Elemente und die physikalische Umgebung von
Während des Prozesses der Aufnahme, Messung und Interpretation von Fotos. Es ist eines der Formate, das auf die Verwendung einer einstellbaren Kamera angewiesen ist oder
Über andere Scan-Tools. Diese Kamera verfügt über ein variables Objektiv und kann gesteuert werden, was bedeutet, dass das Objektiv
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Messkamera statt
Es ist genau gemessen, die Brennweite der Kamera ist bekannt und es verfügt über eine spezielle Platte hinter dem Film, um die Negativoberfläche beim Fotografieren zu schonen.
Bilder, diese Platte lässt kleine (+) Schnittpunkte auf der Ausgabe weg und somit wird jede Verzerrung, die während des Prozesses auf dem Bild auftritt, bestimmt.
Beendigung.
Bei der Photogrammetrie handelt es sich um eine Messtechnik, bei der durch Messungen die dreidimensionalen Koordinaten (x, y, z) der Punkte ermittelt werden, aus denen ein Element besteht.
Diese können aus zwei oder mehr Fotos des Gebäudes oder der Szene gewonnen werden, die von verschiedenen Standorten aus aufgenommen wurden. Es wird normalerweise verwendet, um zu erklären
Elemente: Was sind sie? Welcher Klasse gehört es an? Um welche Art und/oder Menge handelt es sich? Es wird auch verwendet, um Elemente zu messen: Wo sind sie? Wie ist seine Struktur oder Größe?