De oorsprong van het nulpunt

Wanneer we samenwerken in de ontwerpfase van een bouwproces, zijn voor verschillende onderwerpen coördinatie en afspraken noodzakelijk om het project ten uitvoer te brengen. Eén van die onderwerpen behelst de referentie van de locatie en de oriëntatie van het gebouw.
Dit noemen we ook wel het nulpunt. In dit artikel behandelen we de verschillende termen en uitgangspunten van dit fenomeen: een BIM-aspect dat, net als LOD, een uniforme opvatting vraagt binnen een BIM-project.

Nulpunt en oorsprong

Binnen het thema ‘nulpunt’ komen er in het bijzonder twee termen naar voren: nulpunt en oorsprong. Deze termen lijken in eerste instantie erg veel op elkaar, en kunnen daardoor voor verwarring zorgen. Het is van belang dat de definitie van deze termen binnen een gesprek, en dus ook in dit artikel, helder is.

We hanteren hier de volgende definities:

1. Oorsprong: een vast punt van het gebouw of het terrein. Bijvoorbeeld: een hoek van het gebouw of een piket van het terrein.

2. Nulpunt: het gekozen referentiepunt, waaraan de projectcoördinaten gerelateerd zijn.

IFC en basis ILS als uitgangspunt

Het nulpunt van een gebouw heeft voornamelijk een coördinerende functie. Wanneer we in het moderne bouwproject een samenwerking aangaan, communiceren de verschillende disciplines door middel van het IFC-formaat van buildingSMART.
Dit formaat geeft ons een aantal handvatten met betrekking tot de positionering en definitie van het nulpunt. Dit zien we ook terug in de BIM basis ILS.
In dit artikel behandelen we dit onderwerp dan ook in het licht van deze standaarden.

Het gebouw als nulpunt

De oorsprong van het gebouw (in IFC: “building”) is het uitgangspunt voor de lokale coördinering. Het projectnulpunt kan het best dichtbij, of beter nog, op de oorsprong van het gebouw komen te liggen. Wanneer we als oorsprong de stramienkruising A-1 nemen, kunnen we het nulpunt als volgt positioneren:

Het nulpunt op de oorsprong van het gebouw (A-1)

Het terrein

Het terrein (in IFC: “site”) is het gebied waarop het bouwproject wordt gerealiseerd. Dit terrein is gepositioneerd ten opzichte van het nulpunt. Het is belangrijk dat de terreinen van verschillende aspectmodellen overeenkomen.

Het terrein t.o.v. het nulpunt

Het werkelijke noorden

In het digitale model bepaalt de y-as het project noorden. De oriëntatie van het gebouw ten opzichte van het werkelijke noorden kunnen we opnemen als eigenschap in IFC.

Voor de nerds: ‘TrueNorth’ is een eigenschap van de ‘geometricrepresentationContext’.

Het referentieobject

In de digitale samenwerking wordt veelal gebruik gemaakt van een referentieobject. Dit object heeft het doel om het afgesproken nulpunt te controleren. Dat betekend dus niet dat dit referentieobject zich ook daadwerkelijk op het nulpunt begeeft. De functie van dit referentieobject is dat afwijkingen van coördinaten terug te zien zijn in een onderlinge verschuiving van de referentieobjecten. De praktijk volgt hier helaas niet altijd de theorie. Sommige correcties, vanwege bijvoorbeeld afwijkende terreinen, kunnen een situatie doen ontstaan waarbij de referentieobjecten netjes over elkaar heen liggen, maar waarvan de individuele coördinaten tóch verschillend zijn. Dit is te controleren door bijvoorbeeld met Areddo een controle uit te voeren op de terreinen.

RD-coördinaten

Wanneer we het over de exacte positie van het gebouw hebben, krijgen we ook te maken met de vraag waar het gebouw zich op de wereld bevindt. Voor de Nederlandse bouw is het rijksdriehoekcoördinatenstelsel het uitganspunt. Dit noemen we de RD-coördinaten.

Dit stelsel kent, om het eenvoudig te houden, óók een nulpunt! De officiële locatie hiervan is de spits van de Onze Lieve Vrouwe-toren in Amersfoort. Opvallend is echter, dat de waarde van dit nulpunt niet (0, 0) is. Bij de bepaling hiervan zijn namelijk de volgende uitganspunten genomen:

1. X < Y < Z
2. Alle coördinaten binnen het geldigheidsgebied van het stelsel (Nederland) hebben positieve waardes.

Dit maakt dat dit nulpunt de volgende waarde kent: X = 155 000 m, Y = 463 000 m. Wanneer we van dit assenstelsel punt (0, 0) lokaliseren, dan komen we op een ogenschijnlijk nulpunt dat zich op een akker nabij Parijs bevindt. De meningen over de logica van deze keuzes zijn, voorzichtig gezegd, uiteenlopend.

RD stelsel en fysieke locatie van het nulpunt

Dat dit verwarring geeft, blijkt namelijk ook uit een poll die wij deden op LinkedIn, waarbij we zagen dat er ook onder BIM-managers een spreiding van antwoorden kwam op de vraag waar het nulpunt van dit stelsel ligt.

LinkedIn poll van Arkey Systems

Punt (0, 0) van dit stelsel is niet alleen niet het nulpunt van het stelsel, maar ook volledig onbruikbaar. De waarde ligt namelijk buiten het geldigheidsgebied. Dit geldigheidsgebied wordt beïnvloed door het feit dat het RD-stelsel carthetisch is. Simpel gezegd: Het RD-stelsel maakt gebruik van een rechtlijnig raster. Onze planeet daarentegen is bij benadering bolvormig. Het RD-stelsel is daarmee een raster dat als het ware geprojecteerd word op dit bolvormig object:

Het geldigheidsgebied van het RD-stelsel

Projectie van een cartetisch stelsel op een bolvorm

Hierdoor neemt de nauwkeurigheid van de projectie af naarmate het gebied groter wordt. Om de theorie werkbaar te maken, is het geldigheidsgebied een afkadering van de toegestane onnauwkeurigheid.

Hoewel het geen functie heeft om een RD-coördinaat te gebruiken voor de positie van het nulpunt binnen een digitaal model, is het natuurlijk wel mogelijk om het RD-coördinaat van de oorsprong van het terrein op te nemen in een projectspecifieke eigenschappenset. Je relateert daarmee de digitale afspiegeling van het project aan een werkelijk gedefinieerd punt in Nederland.

De praktijk

Wanneer we dus het nulpunt van het gebouw, de positie van het terrein en de juiste notering van het RD-coördinaat eenduidig bepalen binnen een project, kunnen we met succes een op een nulpunt georiënteerde samenwerking realiseren. Deze afspraken vormen het “nulpunt” van elk BIM project!

Delen via LinkedIn