St. Elizabeth Tower: levantamento 3D ao ar livre e interno
A transformação de um edifício listado sob preservação cultural envolve uma série de interessados, desde autoridades locais e arquitetos até subempreiteiros.
As diferentes partes interessadas exigem diferentes níveis de documentação, medições e diálogo. Um modelo 3D fotorrealista e milimétrico preciso do exterior e interior de um edifício permite a comunicação em todos os níveis e permite uma ampla variedade de aplicações de preservação, construção e design.
As características espaciais do edifício, a textura heterogênea do concreto e o número reduzido de janelas, juntamente com a experiência profissional da vaireco para aquisição e edição de imagens, tornaram a reconstrução fotogramétrica um sucesso, especialmente na seção de mapeamento interno do projeto.
Transformando o uso e preservando o design com a ajuda de fotogrametria e drones
A igreja de Santa Isabel, construída em meados dos anos 60 em Freiburg, Alemanha, é um dos projetos mais emblemáticos do arquiteto e mestre construtor de igrejas alemão Rainer Disse. Disse era conhecido por seu estilo brutalista expressivo que foi influenciado por sua formação sob o arquiteto da Bauhaus Egon Eiermann. A igreja St Elizabeth é um projeto arrojado de concreto exposto.
O complexo da igreja - composto do edifício principal e de uma torre sineira independente - está oficialmente listado sob preservação cultural. O edifício principal foi convertido em um complexo de apartamentos no início da década de 2010. A torre sineira, no entanto, acabou sendo uma estrutura mais desafiadora e seu futuro permaneceu indeterminado até que a artista de arquitetura e construtora - Architektur-Künstlerin em alemão - Ingrid Maria Buron de Preser interveio e recebeu permissão para convertê-la.
Convertendo a torre do sino
A artista de arquitetura e construtora Ingrid Maria Buron de Preser vislumbrou a estrutura de concreto como um objeto urbano contemporâneo para viver e trabalhar - uma casa para a criatividade.
Nas palavras do arquiteto: "Minha visão é uma combinação inovadora de privado e público. Meu conceito: um Quartier relaxante - Art House - Conceptstore com um sentimento de cidade grande".
O prédio de cinco andares abrigará um estúdio criativo para oficinas de arte e cultura, dois apartamentos mais a câmara do sino, que será transformada em uma cobertura.
Antes do início: documentação pré-renovação
Para produzir a documentação de pré-renovação, Buron de Preser entrou em contato com o Dr. Ken Varner, Gerente Operacional da vaireco GmbH. A Vaireco é especializada em aplicações de fotogrametria de precisão e tecnologia para levantamentos milimétricos em 3D precisos de edifícios. A maioria de seus trabalhos se concentra em reformas de edifícios antigos - igrejas, castelos, muros de pedra - que normalmente estão sob a proteção de preservação cultural da Alemanha. A Vaireco fornece modelos em 3D que simplificam drasticamente os relatórios de documentação de danos exigidos pelos escritórios de preservação cultural.
No caso da igreja St. Elizabeth, a equipe vaireco realizou um levantamento fotogramétrico em 3D, amarrando dados ao ar livre e internos.
O resultado, um único e completo arquivo de referência, compartilhável com apenas um clique, facilitou o trabalho e a comunicação entre várias equipes envolvidas no projeto. "Uau! Você pode ver cada detalhe e sabe exatamente onde ele está" foi a reação de Buron de Preser quando Varner lhe apresentou o modelo 3D.
O arquiteto, os subcontratados, os urbanistas e o escritório local de preservação cultural utilizaram este modelo visual, mensurável e interativo em 3D para avaliar visualmente os danos e tirar as medidas.
Levantamento 3D de edifícios usando software de fotogrametria
O principal objetivo do levantamento era fornecer visuais de alta resolução - com um GSD na faixa milimétrica - das fachadas de concreto e das paredes internas, e medições de sub-centrímetros para planejamento arquitetônico e de renovação.
O projeto completo, desde a captura de imagens até os resultados, levou 4 dias. No primeiro dia, a equipe adquiriu as imagens; o segundo foi dedicado ao processamento das imagens em subprojetos; o terceiro, à fusão de projetos, calibrando e gerando a nuvem de pontos. O último dia foi dedicado à edição da nuvem de pontos, gerando a malha e publicando-a.
| Empresa | vaireco GmbH |
| Gerente de projetos | Dr. Ken Varner |
| Cliente | Arquiteta e Construtora Ingrid Maria Buron de Preser |
| Localização | Freiburg, Alemanha, 48°01'03.4 "N 7°51'14.4 "E |
| Software | Software de fotogrametria PIX4Dmapper |
| Capture dispositivos e número de imagens | 1.100 imagens, Sony Alpha 5000 (de mão), 600 imagens, DJI Mavic (aéreo) |
| Precisão relativa | ± 3mm (precisão de medição) |
| Distância média de amostragem no solo (GSD) | 1,5mm |
Junção para capturar imagens
A aquisição da imagem e a calibração de campo levou 6 horas. A aquisição de dados foi realizada principalmente pela equipe vaireco utilizando um aparelho portátil Sony alpha 5000. A metade superior das superfícies externas da torre foi capturada por Sebastian Mattes de Schwarzwalddrohne usando um DJI Mavic.
Os dois principais desafios na fase de aquisição de imagens foram capturar cada canto e característica de todo o edifício, tanto dentro quanto fora, e ligar com precisão as imagens internas com as externas. Estes desafios foram, no entanto, resolvidos planejando cuidadosamente as transições entre os espaços antes de iniciar a aquisição da imagem. Esta técnica é semelhante à utilizada no caso da modelagem da torre mais alta do Reino Unido.
De imagens a dados fotorealistas e mensuráveis
Para criar o modelo 3D, as imagens foram processadas com o software de fotogrametria PIX4Dmapper. Para começar, as imagens foram divididas em blocos e calibradas separadamente como projetos individuais. Depois disso, estes subprojetos foram fundidos em um único projeto, que foi então otimizado. O passo seguinte foi processar o projeto e gerar a nuvem de pontos. A edição da nuvem de pontos, a geração da malha e a publicação foram os últimos passos.
"O Pix4Dmapper combina visuais de alta qualidade com altos níveis de precisão de medição, mas sua vantagem definidora é sua flexibilidade para entrar manualmente no modelo e abordar projetos de fotogrametria desafiadores com facilidade". Dr. Ken Varner, Gerente Operacional da vaireco GmbH.
O modelo 3D final
No final, vaireco alcançou um GSD médio de 1,5 mm e uma precisão relativa de medição de ± 3 mm. O modelo foi então utilizado como a documentação de base para a documentação de preservação, análise concreta, planejamento e renovação.
Além de simplificar a documentação e agilizar a colaboração e a comunicação, modelar com precisão o exterior e o interior do edifício em um único modelo é a representação precisa da espessura da parede e do piso. Neste caso, as fachadas, paredes e pisos são todos de concreto sólido e sua espessura pode agora ser verificada com precisão.
