De digitale transformatie van een Italiaanse droom

In de glooiende Italiaanse heuvels staan talloze karakteristieke boerderijen die wachten op een tweede leven (of derde, vierde, vijfde?). Voor veel Nederlanders is het opknappen van zo’n historisch pand een ultieme droom, maar de realiteit is vaak weerbarstig. Hoe renoveer je een pand met behoud van de authentieke charme als geen enkele muur recht is? En hoe overbrug je de afstand tussen de bouwplaats en de opdrachtgever buiten de landsgrenzen?

In Italië pakten we dit karwei aan met de modernste technieken. Een boerderij werd eerst in 3D gescand en vervolgens in SketchUp verwerkt tot een nauwkeurig, digitaal 3D-model. Hierdoor is de renovatie stap voor stap te plannen en kan de gebruikerservaring van de toekomstige bewoners optimaal worden meegenomen in het ontwerp. Wij spraken met Davide Bianco, de uitvoerende Italiaanse Geometra van dit project.

Begin met de oplossing: een 3D-scan!

In Italië treffen we een boerderij uit een tijd… Tsja, uit welke tijd eigenlijk? Documenteren doen ze in Italië pas de laatste 50 jaar redelijk gestructureerd, en dit pand is toch echt ouder, of in elk geval in fasen gebouwd. Dus: geen bouwtekeningen, geen informatie, anders dan een oude buurman die zich nog wel het één en ander kan herinneren van hoe het er toen aan toe ging.

Het kadaster misschien? In Italië wordt de plattegrond van een gebouw daar geregistreerd, omdat tegelijkertijd wordt aangegeven hoe een ruimte gebruikt wordt. Op basis daarvan betaal je belasting. Logisch dus dat de plattegronden haast nooit overeenkomen met de praktijk, en zo ook in dit geval.

Het zal misschien niet het eerste zijn dat in je opkomt, maar het is een heel goed idee om een dergelijk project in 3D te laten scannen. Want scan je een pand in 3D, dan heb je in één keer alle relevante maten onder de muis.

Geometra

De registratie in het kadaster, en eigenlijk alles rondom een verbouwing in Italië, wordt verzorgd door de zogenaamde Geometra. Letterlijk vertaald betekent dit Landmeter, maar de taken gaan veel verder dan dat. Geometra Davide Bianco is meer een bouwopzichter en vertelt ons over dit project.

“Ik kom eigenlijk nooit een situatie tegen waarin het gebouw 1:1 overeenkomt met de registratie in het kadaster. Of het nu een oud pand betreft of niet. Soms blijkt zelfs direct ná de uitvoering van de verbouwing al dat de praktijk anders is geworden dan ontworpen en geregistreerd. Je moet met de correcte data werken en je wilt ook je klanten goed informeren. Digitaliseren is dan een must.”

Meten is weten?

Dus, een altijd terugkerend ritueel is: meten. Meten, meten en nog eens meten. Want meten is weten, toch? Davide baalt ervan: “Het kost heel veel tijd en is uiteindelijk nog onnauwkeurig ook. Het is vooraf lastig in te schatten welke maten je precies nodig hebt, en achteraf is het soms moeilijk voor te stellen hoe de situatie in 3D was als je niet meer ter plaatse bent. Foto’s helpen wel wat, maar je vergeet regelmatig iets op te meten en dan moet je toch weer terug. De reisafstanden tussen projecten kunnen hier best groot zijn, dus ja, dat kost heel veel extra tijd en is frustrerend.“

Bovendien kleven er meer nadelen aan een rolmaat. Zo zijn de afstanden tussen raamopeningen, deuren en daklijsten bijvoorbeeld veelal dusdanig groot dat opmeten in één keer er niet bij zit.

En wat neem je als referentie als de vloer scheef loopt? Een lasermeter dan? Beter, maar ook deze heeft zijn beperkingen. Davide: “Twee tegenoverliggende wanden of een plafondhoogte is daarmee geen probleem. Maar de afstanden tussen twee kozijnen langs een muur meten lukt al niet, zeker niet als je in je eentje bent.”

En heel belangrijk: de samenhang tussen de verschillende onderdelen van het pand is snel zoek. Vaak is het pand over de vele jaren van haar bestaan in delen opgebouwd, waardoor de verschillende gedeelten niet altijd vloeiend in elkaar overlopen. Je moet dan buitenom naar het volgende deel, dat niet verbonden is, en goed inmeten wordt dan lastig.

Er zit vaak niets anders op dan kettingmaten te nemen. Je meet afstanden tussen ijkpunten en schrijft die allemaal op. Je tekent van meetpunt naar meetpunt en zo ontstaat je model. Maar het probleem hierbij is dat je ongetwijfeld meet- en afrondingsfouten maakt en die ook meeneemt naar het volgende meetpunt. En heel erg recht zijn dit soort panden ook niet geconstrueerd. Zo stapelen de meetfouten zich op, met als gevolg dat als je helemaal rond bent, er een verschil van soms wel enkele decimeters is ontstaan tussen start en finish.

Ook lastig zijn de vloerhoogten, zeker bij dit project. Door het vele aan- en verbouwen door de jaren heen liggen de vloeren van de voor- en achterzijde van het huis op vier verschillende niveaus. Opstapje naar de gevel, afstapje naar binnen, een ander stapje naar de stal, van de stal naar de aanbouw nog meer omlaag en dan weer omhoog naar de garage, allemaal met trappetjes en aflopende vloerdelen verbonden. Wat het extra moeilijk maakt, is dat de ruimten wel aan elkaar grenzen, maar geen doorgang delen. Sterker nog, er zit een muur van wel 60 cm dik tussen!

Veel succes dus om uit te dokteren of de gemeten waarden kloppen en hoe de vloeren zich ten opzichte van elkaar verhouden. Want even exact horizontaal een gat boren in een 60 centimeter dikke muur als test, dat gaat ook niet.

Dus waar meet je? Wat is waterpas? De hamvraag is uiteindelijk altijd: “Wat is nu waar?”

De oplossing: 3D scanning

Tot zover de problemen. Laten we beginnen met de oplossing: 3D scanning! Geometra Bianco pakt het tegenwoordig namelijk zo aan.

“Ja, het was even een investering, maar ik moet zeggen: het is het helemaal waard. Omdat je de scanner niet altijd nodig hebt, deel ik de scanner met Geometra Elisa Testore. We besparen zo niet alleen tijd, maar de kwaliteit van ons werk is nu ook hoger. We hoeven nooit meer terug om iets op te meten en maken nu nauwkeurigere berekeningen voor beter kloppende offertes. Het scheelt tijd, materiaal én kosten. En het is gewoon prettiger werken, ook niet onbelangrijk.”

Puntenwolk

Hoe het werkt? Je zet de 3D-scanner in een ruimte, waarna deze een 360°-regen van lasers in het rond strooit en registreert waar de stralen tegen een object botsen. Zo ontstaat een wolk van punten in de 3D-ruimte: de puntenwolk.

Een puntenwolk lijkt massief, maar als je ver genoeg inzoomt, vlieg je uiteindelijk tussen de punten door. Zie het als een zwerm vogels.

Om het hele pand in te meten, verplaats je de scanner van ruimte naar ruimte. Doordat de scanner de eigen positie registreert, kun je uiteindelijk alle wolken samenvoegen tot een samenhangend geheel.

Hoe nu verder met de scan?

Na het scannen moet je de puntenwolk verwerken in de scanner-software. Je kunt vervolgens twee kanten op.

De eerste is dat je de wolk louter gebruikt om te meten. In dit geval vervangt de wolk de anders doorgaans tientallen meetpunten die je normaliter met een rolmaat en lasermeter zou uitzetten. Ontzettend handig, want je kunt nu tussen elk van de miljoenen punten meten. Dit kan al met gratis viewer-software.

Maar de tweede optie is de echte magie: het omzetten van de puntenwolk in een geometrisch 3D-model! Zo kun je modelleren en ontwerpen op basis van accurate geometrie.

Davide: “Met de bij de scanner geleverde software kun je geen 3D-model genereren. Je hebt dus een extra tool nodig. En laat SketchUp nu supersnel en voordelig zijn! Met SketchUp Studio kun je ‘out of the box’ puntenwolken verwerken tot een 3D-model. Supersnel, makkelijk én accuraat!”

SketchUp kan naar de punten ‘snappen’, waardoor je heel snel en nauwkeurig een 3D-model kunt opbouwen dat exact overeenkomt met de scan. Ook zijn er speciale functies aanwezig, zoals voor het automatisch bepalen van het grondvlak, muren en daken.

Scan Extensies

Dankzij de open architectuur van SketchUp zijn er vele partijen die zogenaamde SketchUp Extensions op de markt brengen. Extensions voegen extra functionaliteiten aan SketchUp toe. Voor het verwerken van scans bespreken we er twee, zij het alleen voor het Windows-platform.

Trimble Scan Essentials for SketchUp

Deze extensie is door de maker van SketchUp, Trimble, zelf ontwikkeld. Het is niet los te koop, maar onderdeel van SketchUp Studio, ProAdvanced of ProScan. Bij SketchUp Studio krijg je bovendien de Revit Importer en V-Ray erbij. De Trimble Scan Essentials-extensie verwerkt en optimaliseert je 3D-laserscans, zodat je ze eenvoudig in SketchUp kunt gebruiken. Zo maak je in korte tijd exacte, kloppende 3D-modellen en -ontwerpen.

Undet

Undet is een SketchUp-extensie ontwikkeld door Terra Modus in Litouwen. Het is iets uitgebreider dan Trimble Scan Essentials, maar daardoor ook iets complexer in gebruik. We raden Undet zeker aan als je regelmatig met puntenwolken werkt. Er is één functie die er echt uitspringt: de Undet Browser. Deze werkt als een 360°-panoramaviewer die realtime synchroniseert met je SketchUp-weergave, zodat je je SketchUp-model tegelijkertijd met de foto’s kunt navigeren. Ook kun je in het panorama punten aanklikken die vervolgens in je SketchUp-model worden geplaatst, superhandig!

Check

Uiteraard heb je te maken met toleranties. In het geval van Davide’s scanner is dat een paar millimeter op 10 meter, voor de bouw en zeker een verbouwing precies wat je nodig hebt. Om te controleren hoeveel jouw gegenereerde geometrie afwijkt van de puntenwolk, kun je een zogenaamde Model Inspection uitvoeren. In rood worden dan de gebieden getoond die buiten een zelf te definiëren tolerantie vallen.

Texturen

Zoals we allemaal weten, bestaat een digitale foto uit pixels. Omdat je een puntenwolk ook als een wolk van pixels kunt beschouwen, is het eigenlijk een 3D-foto. Zoom je ver genoeg uit, dan kun je rondkijken in een 3D-foto. Dit maakt een bijzondere extra functie mogelijk: je kunt de 3D-puntenwolk op je 3D-model projecteren, waardoor de 3D-scan je model tot een levensechte weergave kleurt.

Virtueel Bouwen

Nu de bestaande situatie strak is ingetekend, kan begonnen worden met het tekenen van de verbouwing. Het model wordt opgedeeld en getagd, zodat je later eenvoudig kunt schakelen tussen bestaande en nieuwe delen.

Werkelijke situatie (As built)

En om de cirkel helemaal te sluiten, kun je na de verbouwing opnieuw een 3D-scan maken. In de praktijk wordt namelijk vaak net iets anders gebouwd dan aanvankelijk bedacht, bijvoorbeeld door een onverwachte beperking of gewoon omdat het slimmer blijkt. Ook is de dikte van stuclagen vooraf moeilijk in te schatten.

Zo’n afwijking ontdek je eenvoudig door de nieuwe puntenwolk over je ontwerp te leggen, waarna je je 3D-model er weer op kunt aanpassen. Zo krijg je een 100% waterdichte representatie van het gebouw.

Conclusie

Toegegeven, het kost extra geld en extra tijd, en dat zal niet elk project waard zijn; het hangt af van de projectomvang. Maar juist bij het renoveren van een oude, aandacht behoevende Italiaanse boerderij betaalt deze investering zich dubbel en dwars terug. Met 3D-scanning krijg je een uiterst gedetailleerd beeld van de bestaande situatie, inclusief alle scheefstanden, gebreken en verborgen structuren die met traditionele meetmethoden gemakkelijk over het hoofd worden gezien.

Dit inzicht helpt niet alleen om verrassingen tijdens de bouw te voorkomen, maar ook bij een nauwkeurige planning, visualisatie en communicatie met alle betrokken partijen. Het stelt je in staat om slimme keuzes te maken, kosten te beheersen en uiteindelijk een authentiek en veilig eindresultaat te realiseren.

Voor een project waarin historie, complexiteit en details samenkomen, kan 3D-scanning het verschil maken tussen een moeizame renovatie en een efficiënt, goed doordacht proces dat binnen tijd en budget wordt gerealiseerd.