Planeamento e monitorização interactivos do sistema de iluminação
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1. As ac es de interac o s o definidas por associa o de n s aos elementos da rvore de simula o e o modo de interligar estes n s realizado na janela Route Simula tion figura 2 3 3 Identifica o de dispositivos de ilumina o no modelo virtual O prot tipo desenvolvido foi testado para aos dispositi vos de ilumina o Foram criados os modelos 3D de alguns tipos de ilumina o e constitu da uma base de dados com as especifica es t cnicas de algumas l mpa das comerciais Os novos elementos foram inseridos no modelo 3D e procedeu se sua identifica o como com ponentes do edif cio que v o ser alvo de monitoriza o para fins de manuten o A associa o dos objectos do modelo informa o dis pon vel na base de dados criada para este tipo de elemen to efectuada atrav s dos seguintes passos Escolher no modelo virtual um dispositivo de ilumi na o e seleccionar o tipo de elemento para classifi ca o ilumina o paredes janelas portas ou outros figura 3 UAL Ver Planta Ir para Aceder Base Dados Ver Posi o Orenta o Reincializar Modelo er Coma ILUMINA O Bot o esquerda seleccionar ver informa o Bot o meidwacende apaga luz Pravo Elemento Figura 3 Identifica o de novo elemento no modelo virtual Indicar qual o tipo de l mpada pretendido recorrendo base de dados criada figura 4 A informa o as sociada a cada l mp2. A tecnologia de Realidade Virtual RV uma ferramenta de apoio emergente neste contexto usado na amostragem dos modelos 4D utilizado como um meio de interac o com os modelos regulador do avan o e do retrocesso do modelo de acordo com o planeamento construtivos defi nido e como o modo de observa o din mica inerente a uma imers o fict cia do observador no cen rio virtual do local de constru o ou do im vel constru do Bouchlag hhem00 A literatura referente ao acompanhamento de projectos de manuten o com base em modelos 4D ainda muito in cipiente Rad e Khosrowshahi destacam os beneficios da visualiza o em modelos 4D atrav s de um caso de estu do focado na ilumina o revestimento de pavimentos e pinturas Rad97 Analisam sob um ponto vista estat stico a deteriora o de pavimentos Khosrowshahi01 e estu dam o tempo de dura o de diferentes tipos de l mpadas sob a ac o de factores ambientais recorrendo visuali za o 4D na apresenta o de resultados Khosrowsha hi98 2 O PROJECTO DE INVESTIGACAO O objectivo principal do projecto de investiga o em curso PTDC ECM 67748 2006 ICIST FCT 2008 2010 Tecnologia de Realidade Virtual aplicada como ferramenta de apoio no planeamento da manutencdo de constru es Sampaio08 recorrer ao modelo 4D com a visualiza o em ambiente virtual da informa o rele vante das caracter sticas do edif cio relacionada com o estado de
3. 45W GUS 3 124 BD ICT FER Vol i mv F pe HorasPorDia aS a Ee E A Sule Hee Stock Informa o actualizada Dura o total do elemento aproximadamente de 42 MESES Figura 13 Informa o relativa ao elemento seleccionado A informa o relativa a diferentes dados temporais e de tipo de l mpada podem ser modificados O ajuste ou a sua actualiza o efectuada atrav s da interface correspondente a Modificar caracter sticas do ele mento figura 14 a emma eee eee Compatibilidade Block Casquilho GU5 3 15 Modificar E Caracter sticas N do Elemento mailto Lago de Caractepisticas da Elemento Tipo ilumina o L mpadas de hal geneo de baixa voltagem com retlector Marca Compatibilidade PHILIPS Casquilho GU5 3 Identifica o T cnica MASTERIme ES 45W GU5 3 124 8D 1CT Pot ncia Voltagem v F Luminoso Lm 45 12 nd i Localiza o Quarto2 HorasPorDia E Datalnstala o 31 10 2008 Voltar Voltar Validar Figura 14 Ajuste ou actualiza o de informa o t cnica O modelo virtual permite ainda aceder a toda a informa o por tipo de elemento contida na base de dados atrav s do bot o Aceder Base de Dados na barra apresentada sobre a rea de visualiza o figu ra 15 MODELO VIRTUAL er Posi o Orienta o Reincializar Modelo Neste momento a base de dad
4. Fischer03 Fischer M Haymaker J Liston K Bene fits of 3D and 4D models for facility mangers and EAC service providers 4D CAD and Visualization in Construction Developments and Applications ed A A Balkema Publishers Lisse Abingdon Exton pa Tokyo ISBN 90 5809 354 9 2003 Khosrowshahi01 Khosrowshahi F Banissi E Visuali sation of the Degradation of Building Flooring Sys tems Information Visualisation E Banissi M Khos rowshahi F Sarfraz M amp Ursyn A Ed IEEE Computer Society Los Alamitos California ISBN O 7695 1195 3 2001 507 513 Khosrowshah198 Khosrowshahi F Rad H N Visuali sation of the impact of time on the internal lighting system of buildings Information Visualisation E Banissi M Khosrowshahi F amp Sarfraz M Ed IEEE Computer Society Los Alamitos California ISBN 0 8186 8509 3 1998 286 291 Leinoneon03 Leinoneon J K hk nen K Hemi T Retik A Layden A New construction management practice based on the Virtual Reality Technology 4D CAD and Visualization in Construction Develop ments and Applications ed A A Balkema Publi shers Lisse Abingdon Exton pa Tokyo ISBN 90 5809 354 9 2003 Rad97 Rad H N Khosrowshahi F Visualisation of building maintenance through time IV 97 IEEE Ist International Conference on Information Visualisa tion 1997 308 314 Sampaio08 Sampaio A Z Gomes A Costa A Tec nologi
5. acompanhamento do dia a dia da manuten o de forma a constituir uma ferramenta de apoio actua o Atrav s do modelo interactivo poder ser recolhida e consultada a informa o relevante para a manuten o dos elementos modelados para a situa o real Adicionalmente o estabelecimento de uma aplica o apropriada gest o de edif cios possibilita a constitui o gradual de uma potente base de dados de informa o que possa servir de suporte a uma optimiza o crescente do sistema O exemplo apresentado refere se apenas a um tipo de elemento dispositivos de ilumina o mas verificou se ser eficiente na amostragem de caracter sticas dos ele mentos identificados na promo o de alertas de inspec o e na gest o de elementos em armaz m necess rios na monitoriza o e gest o de um edif cio A exist ncia de um sistema inform tico de acompanha mento dos processos de monitoriza o de controlo e de gest o da manuten o assume um car cter de grande oportunidade visto que permitir ao utilizador decidir quais as ac es de opera o e manuten o mais adequa das em cada momento 5 REFER NCIAS Bouchlaghhem00 Bouchlaghhem N Khosrowshahi F Whyte J Virtual Reality as a Visualisation Tool Benefits and Constraints International Journal of Computer Integrated Design and Construction vol 2 4 2000 216 224 EONO8 EON Introduction to working in EON Studio EON Reality Inc 2008
6. desgaste dos materiais empregues e com a ana lise de processos de manuten o associados O modelo Ir promover a amostragem interactiva em ambiente vir tual da necessidade de interven o de opera es de repa ra o de substitui o ou de inspec o de elementos de edif cios alvo de an lise de acordo com os planos de manuten o e conserva o aplic veis O mbito deste estudo ainda contribuir para uma melhoria da comuni ca o entre os intervenientes no projecto de manuten o promovendo atrav s de modelos 3D variando com o tempo uma perspectiva do estado forma e local de com ponentes num edif cio em uso O modelo constitui um forte meio de apoio colabora o entre os colaboradores no processo de manuten o Numa fase inicial de execu o do projecto procedeu se cria o de um prot tipo que possibilitasse a apresenta o em tempo real da informa o relativa a um tipo de com ponente de um edif cio nomeadamente A caracteriza o do elemento tipo localiza o no edif cio data de in cio de funcionamento proprieda des estat sticas de uso desgaste An lise de recomenda o de inspec o substitui o resultante da confronta o da data actual com a data inicial de coloca o instala o do elemento em obra data de inspec o planeada ou per odo de vida til Foi estabelecida a operacionalidade de um modelo 4D virtual tendo sido testado um tipo de elemento os d
7. Planeamento e monitoriza o interactivos do sistema de ilumina o num edif cio Alc nia Zita Sampaio Miguel Ferreira Daniel Ros rio Departamento de Engenharia Civil e Arquitectura Instituto Superior T cnico ICIST Av Rovisco Pais 1000 Lisboa Zita civil ist utl pt m_mferreira hotmail com derosario gmail com Resumo O modelo interactivo implementado insere se no projecto de investiga o em curso na rea de gest o e manu ten o de edif cios Por recurso ao modelo 4D definido em ambiente virtual s o visualizadas as caracter sticas das componentes do edif cio suscept veis de desgaste rotura durante o ciclo de vida do edif cio Numa fase ini cial do desenvolvimento do projecto foi estabelecida a interliga o entre o modelo 3D de um caso de estudo e os elementos de ilumina o inseridos no edif cio A informa o relativa ao tempo de vida til de l mpadas pre vis o de substitui o e gest o de armazenamento interactivamente visualizada por recurso ao modelo virtual concebido A aplica o constitui uma ferramenta til na amostragem de caracter sticas dos elementos identifi cados no modelo 3D na promo o de alertas de inspec o e na gest o de elementos em armaz m necess rios na monitoriza o e gest o de um edif cio Palavras chave Realidade virtual Modelos 4D Manuten o de Edif cios Sistema de Ilumina o 1 INTRODU O Na rea da Engenharia e nomeadamente no dom nio
8. a de Realidade Virtual aplicada como ferramen ta de apoio no planeamento da manuten o de cons tru es projecto PTDC ECM 67748 2006 ICIST FCT aplica o 2008 2010 Stanford06 4D research 4D Examples amp Applications Stanford University 2006 http www stanford edu group 4D examples
9. ada formada por uma imagem e pelas caracter sticas t cnica identifica o comercial voltagem pot ncia dura o m dia STANDART 75W E27 230V ASS CL 2CT 230 230 Halogen 100w E27 2304 G950P1CT_ 230 L mpadas de hal geneo de baixa voltagem com reflector L mpada de dupla envoltura luz branca Figura 4 Selec o de tipo de l mpada atrav s de uma base de dados Identificar o local no edif cio onde o elemento est instalado sala cozinha e indicar a data de insta la o e o n mero m dio de horas de funcionamento previsto utiliza o baixa m dia ou elevada figu ra 5 1 Insira o tipo de ilumina o OBRIGAT RIO L mpada fluorescente de descarga de merc rio a baixa press o Out 2008 out M 2008 2 Insira a localiza o para o elemento OBRIGAT RIO Sala hA Validar 4 Insira o n mero m dio de horas de funcionamento por dia OF 1a3 Utliza o Baixa Validar 3a5 Utiliza o M dia 5a Utiliza o Elevada Figura 5 Localiza o e indica o de data de instala o Seguido este procedimento fica estabelecido o relacio namento entre a l mpada com a identifica o atribu da automaticamente cand e a base de dados pr pria deste modelo virtual Uma vez identificado o elemento a cor respondente informa o pode ser visualizada Atrav s do modelo virtual O ele
10. eu PHILIPS Woltar Procurar PESQUISA DE ELEMENTOS Seleccione o elemento que pretende visualizar IDeon Localiza o Datalnstala o P andi Sala E Voltar Lista de elementos com Marca PHILIPS Figura 7 Pesquisa por marca comercial 3 4 Monitoriza o para controlo de manuten o A base de dados cont m a informa o necess ria para uma interac o com o modelo de forma a promover a pesquisa de relacionamento de tempos inicial de instala o per odo de vida til m dia e a data de observa o do modelo virtual O resultado da pesquisa e as altera es que sejam necess rias realizar s o permitidas atrav s da interface relativa s caracter sticas do elemento seleccio nado Caracter sticas do elemento figura 8 Tipo ilumina o L mpada fluorescente de descarga de merc rio a baixa press o Marca Identifica o Tecnica FHILIFS MASTER TLS HE 39865 15L Pot nciat voltagem F LuminasofLr HorasPorDia 35 230 3100 Localiza o Datalnstala o Moditicar Caracteristicas Sala do Elemento E Compatibilidade Stock Casquilho G5 Substitui o lr para Elementa Elemento Substitui o de Elemento Figura 8 Interface de informacao de dados Uma vez que este tipo de elemento tem um ciclo de vida discreto em termos de manuten o dever ser substitu da quando houver quebra de funcionamento Substitui o Elemento Essa verifica o poder ser
11. ispo sitivos de ilumina o Nesse processo foram estudadas T cnicas de modela o tridimensional e virtual XX Programa o referente constitui o e gest o de bases de dados de caracter sticas de elementos Modos de interliga o entre o sistema virtual e a base de dados Comportamentos de interactividade com o modelo virtual de forma a permitir a visualiza o dos dados pretendidos 3 CASO DE ESTUDO 3 1 Modela o geom trica O caso de estudo de implementa o do modelo 4D no mbito da manuten o refere se a uma habita o perten cente a uma complexo de edif cios composto por um conjunto de 4 duplexes Com base na documenta o gr fica do projecto de Arquitectura constitu da por pe as desenhadas plantas al ados e cortes da zona do edif cio destacada foi criado um modelo 3D Em termos volum tricos o modelo constitu do essencialmente por pavi mentos paredes escadas e coberturas Os componentes referentes a janelas porta e guardas de varanda e escadas foram igualmente alvo de modela o nesta primeira fase figura 1 A defini o de um maior detalhe dos modelos 3D requer um estudo pr vio de planos de manuten o e de elemen tos num edif cio que sejam sujeitos a manuten o peri dica Figura 1 Modelo 3D do edifico e elemento de ilumina o Por cada tipo de componente de edif cio que se pretenda incorporar no modelo virtual de manuten o devem se
12. mais espec fico da Constru o reconhecida a import ncia da visualiza o atrav s de modelos 3D como um modo de melhorar a comunica o entre projectistas e clientes Verificando se que h actualmente uma maior participa o e Interesse do cliente no acompanhamento do desen volvimento do projecto o modelo 3D constitui pois uma ferramenta emergente de entendimento eficaz Na concep o do projecto de constru o o factor tempo est relacionado com a evolu o f sica da obra Os mode los 3D criados para a monitoriza o da obra originados a partir do projecto de constru o constituem um potente modo de comunica o entre a Arquitectura e as diferentes especialidades em Engenharia empreiteiros subemprei teiros e donos de obra Leinoneon03 Nesta rea recor re se j com alguma frequ ncia a modelos 4D S o mode los que associam o modelo 3D ao par metro tempo O seguimento da evolu o f sica numa s rie de etapas cons trutivas relacionadas com o planeamento previsto da obra eventualmente condicionada observa o directa no local de trabalho admite uma interliga o entre os sistemas inform ticos de modela o e do planeamento da constru o Stanford06 Assim os modelos 4D criados apresentam o planeamento dos trabalhos e os modelos 3D correspondentes as diversas fases construtivas sendo a sua cronologia definida com base nos diagramas repre sentativos do planeamento da constru o Fischer03
13. mento selecciona do no modelo 3D e disponibilizada a informa o t cnica associada como se ilustra na imagem da figura 6 Modela o 4D no Apoio a Manuten ao de Edificios ILUMINA O x Data de hoje data de visualiza o das Ep 14 11 2008 ai EEE PAREDES PORTAS JANELAS propriedades dos elementos Wa A zt STICAS DO ELEMENTO MODELO VIRTUAL Ver Planta Irpara Aceder Base Dados Ver Posi o Orenta o Reincializar Modelo Ver Comandos al genso de baisa voltagem com reflector Ip Marea Identificagao T cnica o PHILIPS MASTERline ES 45W GUS5 3 12V 8D 1CT Pot ncia W Voltagem v F Luminoso Lm HorasPorDia 45 2 nd Localiza o Datalnstala o Quarto 31 10 2008 Ir para Elemento Compatibilidade A Casquilho GU5 3 Figura 6 Elemento identificado no modelo virtual Atrav s do motor de pesquisa Seleccionar um par metro localiza o compatibilidades e apre sentada uma lista dos elementos previamente identi ficados na base de dados individual do modelo vir tual que correspondem especifica o indicada A figura 7 ilustra a selec o efectuada por marca comercial sendo listado o nico elemento identifica do cand1 localizado na sala As suas caracter sticas s o observadas ao ser pulsado o bot o Ver Caracte r sticas inclu do na Interface Introduza a caracteristica para a vari vel que escolh
14. mpada de dupla envoltura luz branca alogen OW 30 G95 OP IC T aes Figura 10 Inser o de n mero de elementos em armaz m A base de dados de cada tipo de l mpada cont m o n mero de elementos que se pretenda disponibilizar em armaz m gest o de consum veis Por cada subs titui o o n mero de l mpadas deve ser actualizada stock figura 11 assim como a data de instala o Inserir Data Instala o Localiza o Datainstala o Quartoz 31 10 2008 lr para Elemento Compatibilidade Stock Casquilho GUS 3 15 Figura 11 N mero de elementos em armaz m A substitui o controlada n o s em termos de stock mas tamb m em termos da compatibilidade de tipos de l mpada A figura 12 identifica um problema de incompatibilidade sendo visualizada uma mensa gem de alerta Tipo ilumina o Lampadas de heligenao de hamavokadem com reliectot instalar um elemento compat vel DISPENSA ALTERA O DE CANDEEIRO Compatibilidade Stock aguro GUS 15 iv Manter o n mero m dio onamento por dia do elemento PHILIPS Identifica o T cnica MASTERING ES 45w GUS 3 dev soe 1CT Datalnstala o do novo elemento a Data de Hoje Data de Visualiza o de Propriedades 14 11 2014 Daalnstala o do novo elemento es Wetehotire de elemento aisersubeituido tv Pot ncia IS a nn 45 n d identificacSoT c
15. nica Man Stocl gt STANDART 75W E27 230V 455 CL 2CT PHILIPS 32 Localiza o ee Quanto Datalnstala o 16 10 2008 MASTER TL5 HE 35w 865 1SL PHILIPS 22 MASTERline ES 45W GU5 3 12V 8D 1CT PHILIPS Halogend 100w E27 230V G95 OP 1CT PHILIPS Lista de todos os elementos possiveis para substitui o DateRotura Dura oM dia 10 05 2013 5000 ATEN O TER DE SUBSTITUIR O CANDEEIRO L mpada incandescente convencional Identifica o T cnica Marca STANDART 75W E27 230V A55 CL 2CT PHILIPS Pot ncia Voltagem F Luminoso Lm 75 30 930 Tipo ilumina o Dura oM dia Localiza o 1000 Quarto2 Figura 12 Processo de substitui o de elemento e indica o de elemento incompat vel A imforma o comparativa de datas de inspec o Instala o substitui o e a dura o m dia previs ta controlada e visualizada figura 13 atrav s do bot o Informa o Temporal EEE 14 04 2009 PAS Es I anta Irpara Aceder Base Dados Ver Posi o Orienta o Reincializar Mogelo Ver Comandos Data de hoje data de visualiza o das propriedades dos elementos PAREDES PORTAS JANELAS STICAS DO ELEMENTO MODELO VIRTUAL o Ver Pl L mpadas de hal geneo de baixa v La cont reflector _ Marca Identifica o T cni PHILIPS een e ES
16. os ILUMINA O n o est edit vel manualmente TIPOS POSS VEIS ILUMINA O fio Tipo Ticentifica oT cnica Dura Figura 15 Acesso a base de dados dos elementos de edificio 3 5 Orienta o apoiada no interior do modelo Como apoio movimenta o do utilizador pelo interior do edif cio foi inclu da uma imagem uma perspectiva vista de cima contendo um elemento m vel apontador representativo da posi o e direc o de visualiza o do utilizador figura 16 Como o im vel cont m dois pisos foram definidas duas perspectivas O apontador move se esquematicamente no interior de cada uma dessas projec o enquanto que na janela de visualiza o observado o resultado do correspondente posicionamento MODELO VIRTUAL rpara Aceder Base Dados Vi Figura 16 Apoio orienta o no interior do modelo 4 DESENVOLVIMENTOS FUTUROS E CONCLUSOES A futura amplia o deste prot tipo deve basear se na Sistematiza o de conceitos de planeamento de manuten o Constitui o de bases de dados mais abrangente das componentes de um edif cio e suas caracter sticas de desgaste rotura An lise da metodologia a adoptar para a obten o de um sistema virtual independente de casos de estudo Deste modo promove se a aplica o do sistema de informa o a qualquer modelo 3D de edif cios Para cada situa o concreta a monitorizar o modelo virtual dever permitir efectuar o
17. pontual verificar se data da pesquisa no modelo virtual a l mpada no local real est operacional ou por visitas regulares cujo per odo deve ser estabele cido e incorporado no modelo virtual de modo a aler tar da necessidade de inspec o ao local figura 9 Modela o 4D no Apoio a Manuten o de Edif cios ILUMINA O Data de hoje data de visualiza o das ae 4 11 2014 CE D propriedades dos elementos MODELO VIRTUAL Wer Planta Irpara Aceder Base Dados Ver Posi o Orienta o Reincializar Modelo Ver Comandos Folha de Inspec es DATA DA INSPEC O 14 11 2014 Tipo Marca Datalnstala o H p cand19 L mpadas de hal geneo de baixa voltagem com reflector Anterior ltimo Figura 9 Data de inspec o peri dica e relat rio A base de dados do edif cio referente aos elementos de ilumina o cont m o n mero de elementos em armaz m definido por tipo de l mpada A figura 10 ilustra a inser o do valor estabelecido para dado tipo de l mpada este valor posteriormente actuali zado automaticamente ap s cada substitui o nn Tip o Identifica oT cnica EE Co a E STANDART 75W E27 230V A55 CL 2CT PHILIPS mo fluorescente de descarga de merc rio a baixa press o MASTER TL5 HE 35w 865 P PHILIPS rmpadas do hal gonoo de baima nelkagom cormoflosto MASTER Ino BS AB WL GU6 2 42i D H gt E a
18. r criados previamente os correspondentes modelos 3D num sistema de modela o Adicionalmente a base de dados do modelo virtual deve ser acrescentada com as caracte r sticas referentes ao novo tipo de elemento O prot tipo virtual criado at esta fase cont m apenas os elementos de ilumina o e os dados caracter sticos associados A figura 1 apresenta um dispositivo de ilumina o modela do 3 2 Sistema de realidade virtual EON De seguida procedeu se transposi o do modelo 3D para o sistema de realidade virtual Eon Studio EONO8 utilizando um formato de ficheiros de desenho compat vel entre os dois sistemas o formato 3Dstudio A figura 2 apresenta a janela de simula o Simulation tree do Eon relativa ao modelo organizada por elementos manipul veis de forma independente correspondentes s distintas Layers definidas no sistema AutoCAD o abre m g 1 1 rs Scene fis Camera Ambient Fo Resources H e o ClickSensor m g 1 1 Latch m g 1 1 o fecha m g 1 1 EE EE Dpertura lf Janelas Figura 2 Janelas de simula o de n s e de rede de liga es O modelo geom trico foi dotado no sistema virtual de algumas propriedades realistas Movimentos de transla o em janelas e de rota o em portas Capacidade de colis o inibindo a transposi o de portas fechadas e de paredes Ac o de acender e apagar as luzes Inser o de ambiente externo uma paisagem
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