Scan to BIM: fluxo da nuvem de pontos ao BIM, níveis LOD, software e custos
Pontos principais
- O processo do escaneamento ao BIM transforma uma nuvem de pontos laser das condições existentes em um modelo BIM baseado em objetos.
- O nível de desenvolvimento (LOD) define quanto detalhe e informação cada elemento do modelo contém; o nível de precisão (LOA) define quão próximo da realidade ele deve estar.
- As faixas LOA da USIBD vão de LOA10 (menos preciso que 5 cm) a LOA50 (0–1 mm), e a precisão medida e a representada são especificadas separadamente.
- O escopo, não o escaneamento, determina a maior parte dos custos do processo: LOD, disciplinas e complexidade da edificação definem as horas de modelagem.
- A verificação de desvios do modelo em relação à nuvem de pontos é a principal etapa de controle de qualidade antes da entrega.
O que é o processo do escaneamento ao BIM?
Do escaneamento ao BIM é a conversão de dados de escaneamento laser 3D de uma estrutura existente em um modelo de informação da construção, no qual paredes, lajes, pilares, tubos e outros elementos são modelados como objetos inteligentes, não como pontos. Fornece a projetistas, empreiteiras e gestores de instalações um registro digital preciso das condições existentes para orientar o projeto.
A entrada é uma nuvem de pontos registrada, normalmente com milhões a bilhões de pontos capturados por scanners laser terrestres ou móveis. A saída é um modelo BIM construído a partir da nuvem em software de autoria BIM, frequentemente exportado no formato aberto Industry Foundation Classes (IFC).
Este artigo aborda o processo de modelagem, os níveis LOD e LOA, os tipos de software e os custos de terceirização. Para o fluxo durante a obra de produção de desenhos conforme construído a partir de escaneamentos, consulte nosso guia complementar sobre do escaneamento ao BIM e desenhos conforme construído.
Como funciona o fluxo de nuvem de pontos para BIM, passo a passo?
Um projeto de nuvem de pontos para BIM vai da definição do escopo ao escaneamento e registro, depois à modelagem e verificação. A maioria das falhas decorre de escopo pouco claro na primeira etapa, não do scanner.
- Defina o escopo. Combine áreas, disciplinas (arquitetura, estrutura, MEP), LOD por tipo de elemento, LOA, sistema de coordenadas, versão do software e entregáveis, idealmente em um plano de execução BIM.
- Estabeleça o controle. Crie uma rede de controle topográfico com estação total ou GNSS para posicionar o modelo na malha e nos níveis do projeto.
- Escaneie. Capture todas as áreas necessárias, incluindo espaços acima de forros e prumadas se MEP estiver no escopo, com sobreposição suficiente para o registro.
- Registre e confira. Combine os escaneamentos em uma nuvem de pontos, vincule-a ao controle e relate os erros de registro.
- Prepare a nuvem. Remova ruído, segmente por nível ou zona e reduza o tamanho do arquivo para modelagem.
- Modele. Reproduza e ajuste elementos à nuvem, de eixos e níveis a paredes, lajes, aberturas, estrutura e instalações.
- Verifique. Execute análise de desvios das superfícies do modelo contra a nuvem e corrija elementos fora da tolerância.
- Entregue. Emita modelos nativos e IFC, nuvem registrada e relatório de garantia da qualidade.
Registro e limpeza são abordados em mais detalhes em nosso guia de processamento de nuvens de pontos.
O que são níveis LOD no processo do escaneamento ao BIM?
LOD, nível de desenvolvimento, descreve quanto detalhe geométrico e informação confiável um elemento contém, de uma representação genérica em LOD 100 a uma representação detalhada e específica em LOD 400. Para modelos de condições existentes, a maioria dos projetos de escaneamento para BIM é especificada em LOD 200 a LOD 350.
| LOD | O que o elemento mostra | Uso típico no processo do escaneamento ao BIM |
|---|---|---|
| LOD 100 | Apenas volumetria ou símbolo | Contexto do local, viabilidade |
| LOD 200 | Elemento genérico com tamanho, forma e posição aproximados | Planejamento de espaços, projeto inicial, medição de áreas |
| LOD 300 | Elemento específico com tamanho, forma, posição e orientação precisos | Projeto de reforma, compatibilização; especificação mais comum |
| LOD 350 | LOD 300 mais interfaces e conexões com outros elementos | Compatibilização MEP e estrutural, detecção de interferências |
| LOD 400 | Detalhamento suficiente para fabricação e instalação | Adaptações pré-fabricadas, substituição de equipamentos industriais |
| LOD 500 | Representação verificada em campo (usada em alguns referenciais) | Registros de gestão de instalações |
Seja específico: um único LOD para o modelo inteiro raramente faz sentido. Nossos engenheiros normalmente recomendam uma tabela de elementos, por exemplo paredes e lajes em LOD 300, tetos em LOD 200 e dutos principais e tubos acima de um diâmetro definido em LOD 300, excluindo instalações menores.
O que é LOA e como difere do LOD?
LOA, nível de precisão, define o quanto dados medidos e elementos modelados devem corresponder à edificação real, enquanto LOD define o grau de detalhamento modelado. Um modelo pode ser detalhado e impreciso ou preciso e simples; ambos precisam ser especificados.
A especificação LOA do U.S. Institute of Building Documentation (USIBD) usa cinco faixas, declaradas com nível de confiança de 95%:
| LOA | Faixa de precisão | Exemplo de uso |
|---|---|---|
| LOA10 | Menos preciso que 5 cm (definido pelo usuário) | Volumetria aproximada |
| LOA20 | 15 mm – 5 cm | Planejamento de espaços, arquitetura geral |
| LOA30 | 5 mm – 15 mm | Reforma e compatibilização |
| LOA40 | 1 mm – 5 mm | Estrutura detalhada, instalações industriais, pré-fabricação |
| LOA50 | 0 – 1 mm | Trabalho industrial especializado ou patrimonial |
A especificação separa precisão medida (nuvem de pontos) de precisão representada (modelo). Uma especificação típica é nuvem de pontos em LOA40 e modelo em LOA30, pois paredes modeladas são planos idealizados, enquanto paredes reais raramente são perfeitamente planas ou aprumadas.
Quais scanners e softwares são necessários para o processo do escaneamento ao BIM?
Você precisa de scanner laser adequado ao tipo de edificação, instrumentos de controle, software de registro e software de autoria BIM; a maior parte do trabalho usa scanners terrestres, apoiados por SLAM de mão para cobertura rápida.
Equipamentos de captura
- Scanners terrestres para a estrutura principal e salas de equipamentos. Nosso scanner laser 3D terrestre captura até 2 milhões de pontos por segundo com cor HDR em um corpo de 4,4 kg, adequado a interiores e condições existentes para BIM. Para grandes galpões e exteriores, o scanner laser terrestre de alta velocidade escaneia a até 1000 kHz com campo de visão de 360° × 282°.
- SLAM de mão para corredores, escadas, vazios e áreas complementares com precisão centimétrica, usando nosso scanner laser SLAM de mão.
- Estação total com scanner onde os escaneamentos precisam de controle rigoroso, como túneis, interfaces ferroviárias ou monitoramento estrutural; nossa estação total com scanner combina medição por estação total com escaneamento 3D.
Categorias de software
- Software de registro: registro por alvos e nuvem a nuvem, ajustamento de controle, relatórios de qualidade.
- Ferramentas de gestão de nuvens de pontos: limpeza, segmentação, redução de densidade e conversão de formatos (E57, LAS/LAZ).
- Software de autoria BIM: plataforma em que o modelo é construído e vinculado à nuvem.
- Plugins do escaneamento ao BIM: extração semiautomática de paredes, tubos, perfis de aço e pisos.
- Ferramentas de desvios e verificação de modelos: comparação com mapa de cores das superfícies do modelo em relação à nuvem.
A conversão totalmente automática de nuvem de pontos para BIM está melhorando, mas ainda exige modeladores qualificados para interpretar e conferir resultados.
Quais entregáveis um projeto de escaneamento para BIM deve incluir?
Um projeto completo entrega o modelo em formatos nativos e abertos, a nuvem de pontos registrada e documentação que comprove a precisão. Exija estes itens no contrato:
- Modelo BIM nativo no software e na versão acordados, com níveis, eixos e convenção clara de nomes dos elementos.
- Exportação IFC para intercâmbio aberto e arquivamento de longo prazo.
- Nuvem de pontos registrada em E57 ou LAS/LAZ, além de versão leve para web ou visualizador.
- Desenhos 2D gerados do modelo: plantas, cortes e elevações.
- Relatório de registro e controle com resíduos e detalhes do sistema de coordenadas.
- Relatório de desvios mostrando diferenças entre modelo e nuvem em relação ao LOA especificado.
- Registro de escopo e exclusões listando áreas ocultas, inacessíveis ou não modeladas.
O processo do escaneamento ao BIM também é o primeiro passo para um modelo operacional atualizado; nosso artigo sobre gêmeos digitais e captura da realidade explica como manter o modelo em dia.
Quanto custam serviços de escaneamento para BIM?
Serviços de escaneamento para BIM normalmente são cobrados por pé quadrado ou metro quadrado de área de piso, com total determinado pelo LOD, número de disciplinas e complexidade da edificação. A modelagem de uma nuvem de pontos existente costuma variar de aproximadamente USD 0,10 a mais de USD 1,00 por pé quadrado (cerca de USD 1 a 10+ por m²); o escaneamento no local frequentemente é cobrado separadamente por diária ou área.
| Fator de custo | Menor custo | Maior custo |
|---|---|---|
| LOD | Apenas arquitetura em LOD 200 | LOD 350–400 com conexões |
| Disciplinas | Arquitetura | Arquitetura + estrutura + MEP |
| Tipo de edificação | Armazém aberto, escritórios repetitivos | Salas de equipamentos, hospitais, patrimônio histórico |
| Precisão | LOA20 | LOA40 com relatório de desvios |
| Acesso | Edificação vazia e aberta | Edificação ocupada, trabalho noturno, espaços acima de forros |
Considere esses valores indicativos; custos locais de mão de obra e detalhes do escopo alteram bastante os preços. Compare orçamentos com a mesma especificação escrita.
Você deve terceirizar para um prestador de serviços de escaneamento para BIM?
Terceirize a modelagem quando tiver projetos ocasionais ou faltar equipe treinada; mantenha o escaneamento internamente se trabalhar com edificações existentes regularmente, pois é mais fácil controlar diretamente a qualidade da captura e o conhecimento do local. Muitas empresas de topografia escaneiam por conta própria e usam serviços de modelagem BIM, especialmente para grandes escopos MEP.
Ao escolher um prestador de serviços de escaneamento para BIM ou comparar serviços de nuvem de pontos para BIM e de conversão, confira:
- modelos de exemplo no LOD necessário, idealmente do seu tipo de edificação;
- se trabalham conforme especificações LOD e LOA e fornecem relatórios de desvios;
- versões de software, modelos e bibliotecas de famílias utilizadas;
- segurança dos dados, especialmente para edificações sensíveis;
- prazo de entrega e como tratam dúvidas sobre áreas pouco claras na nuvem.
A qualidade dos prestadores de modelagem de nuvem de pontos para BIM ou serviços gerais BIM 3D varia muito; um pequeno projeto-piloto pago em um pavimento é um primeiro passo sensato. Se quiser internalizar a captura, nossos engenheiros podem recomendar scanner e kit de controle para seus tipos de edificação; solicite um orçamento informando áreas típicas de pavimento e exigências LOD.
Perguntas frequentes
Desenhos as built e desenhos de registro: qual é a diferença?
Desenhos as built são preparados pela empreiteira durante e após a construção para mostrar o que foi efetivamente executado, incluindo alterações do projeto, frequentemente como anotações em vermelho. Desenhos de registro são o conjunto final compilado pela equipe de projeto a partir dos as-builts da empreiteira e das informações de campo, emitido como registro formal do projeto. Nenhum deles é um levantamento medido se não for verificado.
Desenhos de registro e as-builts são precisos o suficiente para projetos de reforma?
Frequentemente não. Comparar desenhos de registro e as-builts mostra como os documentos dependem do que as empreiteiras decidiram registrar, e alterações posteriores raramente são capturadas. Para reformas, um escaneamento laser e um modelo BIM derivado dele fornecem condições existentes medidas. Muitos projetistas usam desenhos antigos apenas como referência e projetam com base em uma nuvem de pontos verificada.
O que são desenhos as constructed?
As constructed drawings é o termo usado no Reino Unido, na Austrália e em outras regiões para desenhos as-built: desenhos que mostram a obra como realmente concluída, incluindo desvios do projeto. Em projetos de infraestrutura, frequentemente se baseiam em medições topográficas feitas durante a construção, como cotas, alinhamentos e posições de redes enterradas.
Qual LOD é usado no processo do escaneamento ao BIM?
A maioria dos projetos de escaneamento para BIM é especificada em LOD 200 a LOD 300 para arquitetura e estrutura e LOD 300 a LOD 350 quando é necessária compatibilização de instalações ou detecção de interferências. LOD 400 é usado quando componentes pré-fabricados precisam se encaixar nas condições existentes. As melhores especificações definem o LOD por tipo de elemento, não para o modelo inteiro.
Qual é a precisão de um modelo BIM derivado de escaneamento?
A nuvem de pontos de um scanner terrestre normalmente tem precisão de alguns milímetros, mas o modelo costuma ser menos preciso porque paredes e pisos reais são idealizados como elementos planos e aprumados. Muitos projetos especificam a nuvem em LOA40 e o modelo em LOA30, cerca de 5 a 15 mm, verificados por relatório de desvios.
Quanto tempo leva o processo do escaneamento ao BIM?
Escanear um edifício de escritórios típico de 5.000 metros quadrados leva cerca de um a três dias no local. O registro leva um ou dois dias, e a modelagem vai de alguns dias a várias semanas, conforme o LOD e as disciplinas. Apenas arquitetura em LOD 200 é a opção mais rápida; instalações MEP completas em LOD 350 podem levar várias vezes mais tempo.
O processo do escaneamento ao BIM pode ser totalmente automatizado?
Ainda não na maioria dos projetos. O software pode extrair automaticamente pisos, paredes, tubos e alguns perfis de aço, acelerando a modelagem, mas geometria irregular, obstáculos, visibilidade parcial e classificação de elementos ainda exigem modeladores qualificados. A automação funciona melhor em edifícios regulares e elementos simples, com conferência humana de cada resultado contra a nuvem de pontos.
Precisa de equipamentos para este trabalho?
Informe o trabalho, o país e a quantidade. Um engenheiro responderá com uma configuração e preço em até um dia útil. O pedido mínimo é uma unidade; OEM está disponível.
