Зачем нужны обмеры
Обмеры – основа рабочей документации, необходимой для реконструкции, капитального ремонта, дизайна интерьера, а в некоторых случаях и нового строительства. От достоверности исходной документации во многом зависит и качество будущего проекта.Обмеры необходимы, если:
- утеряна проектная документация;
- изменилась функция здания, этажность, эксплуатационные нагрузки;
- возникли критичные дефекты и повреждения здания;
- строительство возобновляется спустя длительное время;
- по соседству с объектом строится новое здание;
- необходима реставрация или воссоздание.
Традиционные способы фиксации: карандаш и рулетка
Архитектурные обмеры – главный способ фиксации особенностей здания. Они включают:
- масштабные ортогональные чертежи основных проекций здания и его деталей;
- изображение здания и его фрагментов в рисунках;
- художественное и документальное фотографирование.
Исчерпывающее представление об объекте может дать, прежде всего, обмерная фиксация. Но обмерные чертежи крайне трудоемки, их исполнение требует времени и массы разнообразных инструментов: линейки, обычные и лазерные рулетки, стальные струны, штангенциркули, щупы, шаблоны, угломеры, уровни, отвесы, лупы, измерительные микроскопы.
Схемы обмера методом триангуляции © HEXAGON
Самый распространенный инструмент – лазерная рулетка: дешевая, компактная и простая в эксплуатации. С ее помощью можно провести обмеры помещений и небольших зданий с простой геометрией. Но неизбежны погрешности: наводить точку приходится с руки, не всегда просто соблюдать горизонтальность, иногда прямая видимость между точками отсутствует. Обмерщик должен постоянно подстраиваться к геометрии помещения и выбирать наиболее подходящий способ – засечки, полярный, по столбам и др.
Лазерный дальномер © HEXAGON
Для более точных и сложных работ больше подходит геодезическое оборудование. В этой статье речь пойдет о методе наземного лазерного сканирования и конкретной модели лазерного сканера – BLK360.
Лазерное сканирование
Наземное лазерное сканирование – самый полный и точный из современных методов обмера. Лазерный дальномер встроен в прибор, направление луча изменяется автоматически, сервопривод измеряет его вертикальные и горизонтальные углы.
Пример проекта по сканированию помещения в Autodesk Recap Pro © HEXAGON
Современный лазерный 3D-сканер производит более миллиона измерений в секунду и сохраняет полученные цифровые данные в виде массива трехмерных координат – облака точек, которое фактически представляет собой 3D-модель объекта съемки. Каждая точка, помимо трех геопространственных координат, несет информацию о цвете, который распознается за счет интенсивности возвращаемого сигнала. Благодаря встроенным камерам возможно получить весь массив данных в цветах, соответствующих реальным.
-
![zooming]()
1 / 4Пример обработанного облака точек, 3D-модель жилого дома в Швейцарии.HEXAGON
-
![zooming]()
2 / 4Пример обработанного облака точек, 3D-модель исторического квартала.HEXAGON
-
![zooming]()
3 / 4Пример обработанного облака точекHEXAGON
-
![zooming]()
4 / 4Пример обработанного облака точек, 3D-модельHEXAGON
Лазерный сканер, таким образом, рисует самую полную «картину» объекта, из которой легко извлечь нужные параметры. Это самый быстрый способ получения информации, не требующий никакой обработки: необходимо просто импортировать данные на компьютер и дальше работать с «облаком».
Если же нужны оформленные материалы, то облако точек экспортируется в САПР-системы, где и создаются точные обмерные чертежи, планы, разрезы, сечения или проводится построение 3D-моделей. Работу с облаками точек поддерживают Autodesk, Graphisoft, NanoCad, обменными форматами служат распространенные pts, las, e57 и другие. Существует ряд бесплатных программ-просмотрщиков, позволяющих производить замеры: Autodesk Reсap, Leica TrueView и другие.
Лазерный сканер Leica BLK360
Швейцарская компания Leica Geosystems создала лазерный сканер Leica BLK360, который объединяет плюсы всех методов обмеров. Он легкий и компактный: весит не больше килограмма, помещается в сумку или рюкзак, что позволяет сканировать в любое время и в любом месте.
Лазерный сканер Leica BLK360
© HEXAGON
Вот лишь некоторые преимущества Leica BLK360:
- лазер сканирует 360 000 точек в секунду на расстоянии до 60 метров;
- сенсор работает беспрерывно два часа на одной зарядке батареи;
- можно работать в помещении и на улице, при температуре +5-40°С;
- погрешности минимальны: сумма ошибок углов и расстояния дает погрешность величиной в 6 мм на расстоянии 10 м и примерно 8 мм на расстоянии в 20 м;
- 15Мп система из 3 камер, сферическая HDR-фотопанорама и LED-вспышка;
- три режима плотности сканирования;
- со сканером легко работать: достаточно посмотреть обучающие видеоролики общей продолжительностью около 25 минут и соблюдать методологию съемки.
Лазерный сканер Leica BLK360
© HEXAGON
Достаточно нажать одну кнопку – и меньше чем за три минуты BLK360 выполнит панорамное сканирование окружающего пространства с захватом фотоизображений. Вся информация транслируется на планшет iPad Pro в приложение для дистанционного управления и контроля данных Autodesk Recap.
BLK360 в действии: примеры решаемых задач
Первичный обмер и контроль работ
Рассмотрим, как работает BLK360 на примере разработки дизайн-проекта. Объект – трехкомнатная квартира общей площадью 99 м2. Исходными данными является план БТИ, он был оцифрован и перенесен в среду Autodesk AutoCAD. Углы комнаты освободили, развертка и подготовка оборудования заняла не более пяти минут.-
![zooming]()
1 / 4План БТИ© HEXAGON
-
![zooming]()
2 / 4Чертеж в AutoCAD© HEXAGON
-
![zooming]()
3 / 4Подготовка помещения и установка оборудования© HEXAGON
-
![zooming]()
4 / 4Подготовка помещения и установка оборудования© HEXAGON
За час выполнили 17 установок лазерного сканера. Переданные на планшет панорамные изображения помогли контролировать верность выбора места и полноту получаемых данных. При необходимости можно было прямо на сферической панораме добавлять промеры и комментарии.
-
![zooming]()
1 / 3Пример комментирования в проекте© HEXAGON
-
![zooming]()
2 / 3Рабочий проект в приложении и программе Recap© HEXAGON
-
![zooming]()
3 / 3Рабочий проект в приложении и программе Recap© HEXAGON
Из облака точек удалили ненужные элементы – строительный мусор, мебель – и загрузили его в Autodesk. С помощью плагина CloudWorx в среде AutoCAD построили сечения и в полуавтоматическом режиме отрисовали стены. На весь процесс обработки ушло около 3,5 часов.
-
![zooming]()
Облако точек в среде AutoCAD© HEXAGON
-
![zooming]()
3D-вид объекта© HEXAGON
Сравним полученные контуры стен с чертежом, выполненным по плану БТИ: зеленым линиям соответствуют действительное положение стен, белым – их плановое положение. Как видим, разница в положении стен в некоторых местах существенна. Стало возможно сравнить площади помещений: здесь расхождений найдено не было. Обновленные данные передали в дизайнерское бюро – можно без опаски продолжить работу.
-
![zooming]()
1 / 3Примеры расхождения планового (белый) и фактического (зеленый) положения стен© HEXAGON
-
![zooming]()
2 / 3Примеры расхождения планового (белый) и фактического (зеленый) положения стен© HEXAGON
-
![zooming]()
3 / 3Примеры расхождения планового (белый) и фактического (зеленый) положения стен© HEXAGON
Первичное сканирование подходит для уточнения геометрии помещений, вычисления необходимых объемов демонтажа и разработки дизайн-проекта.
Сканирование можно производить несколько раз для фиксирования и контроля выполнения работ. На изображениях представлены такие работы как перенос проема, установка швеллера, заделывание проема газоблоками и чистовая отделка.
-
![zooming]()
1 / 6Различные этапы сканирования помещений© HEXAGON
-
![zooming]()
2 / 6Различные этапы сканирования помещений© HEXAGON
-
![zooming]()
3 / 6Различные этапы сканирования помещений© HEXAGON
-
![zooming]()
4 / 6Различные этапы сканирования помещений© HEXAGON
-
![zooming]()
5 / 6Ремонтные работы© HEXAGON
-
![zooming]()
6 / 6Дизайн-проект© HEXAGON
Координирование и контроль положения внутренних инженерных сетей
Еще одна из решаемых задач – фиксация положений внутренних инженерных сетей. В данном примере это электропроводка и кабель-каналы для сплит-систем кондиционирования. Положения штроб фиксировались, потенциально опасные зоны наносились прямо на облако точек. По этим данным стало возможно в любой момент получить привязку для любого элемента и избежать попаданий в сети при дальнейших работах.-
![zooming]()
1 / 4Облако точек места штробления под кабеля кондиционеров© HEXAGON
-
![zooming]()
2 / 4Облако точек места штробления под силовой кабель© HEXAGON
-
![zooming]()
3 / 4Векторизация потенциально опасных зон для иных работ© HEXAGON
-
![zooming]()
4 / 4Изометрический вид внутренних силовых сетей© HEXAGON
Поиск отклонений поверхностей от вертикали
Данные дополнительно передали в специализированное настольное ПО для обработки облаков точек – 3DReshaper. После чего построили идеально вертикальные «теоретические» стены и сравнили фактическую геометрию стены с этой идеальной моделью. Полученный результат позволил оперативно найти дефект, определить его площадь и, как следствие, подсчитать количество необходимого материала.-
![zooming]()
1 / 3Сравнение фактической геометрии стены с идеальной моделью.© HEXAGON
-
![zooming]()
2 / 3Сравнение фактической геометрии стены с идеальной моделью.© HEXAGON
-
![zooming]()
3 / 3Сравнение фактической геометрии стены с идеальной моделью.© HEXAGON
График и шкала цветовой идентификации справа от изображения настраиваемые, они помогают понять, какое число точек входит в выбранный пользователем интервал отклонения. В данном случае все точки, попадающие в диапазон отклонений от -5 до +5 мм от идеально вертикальной стены, имеют насыщенный зеленый цвет, а точки, значения которых отклоняются на 2 мм, исключались из сравнения. Всегда возможно получить развертку стены или любого необходимого участка.
Сравнение фактической геометрии стены с идеальной моделью.
© HEXAGON
Подсчет объема материалов
Рассмотрим решение обычной и довольно однообразной задачи – подсчет объема штукатурки. Согласно технической документации норма расхода смеси соответствует 8,5 кг / 1 м2 при толщине слоя в 10 мм.Существует несколько традиционных методов расчета, мы рассмотрим два из них:
- приблизительный: толщину штукатурного слоя принимают равной 10-15 мм, дополнительно учитывают запас в 10% от эталонного показателя, с округлением в большую сторону.
- точечных измерений: среднюю толщину слоя определяют с учетом угловых отклонений. Для этого поверхность, на которую будут наносить штукатурный состав, промеряют в трех местах. Полученные при провешивании значения суммируют и делят по числу замеров на три.
Облако точек и картограмма отклонений от вертикали
© HEXAGON
Посчитаем разными методами, сколько материала потребуется, чтобы выровнять одну стену площадью 9,5 м2.
- Приблизительный: вес материала без запаса – 81 кг и 89 кг с 10% запасом.
- Точечных измерений: точечные измерения на предмет вмятин и выпучин дали значения 11, 8 и 10 мм. Средняя толщина ~ 10 мм. Вес материала без запаса – 81 кг и 89 кг с 10% запасом. При данном методе результаты сильно зависят от случайного выбора места замера, даже если геометрия меток выбрана верно.
- Вычисление объема. Сравнив фактическую поверхность стены с идеальной, получили карту отклонений. Заметно, что фигура имеет отклонения от проектной в обе стороны, поэтому вычислили объем, заключенный между проектируемой вертикальной стеной и фактическим положением, он составляет 0,083 м3. Стену рассчитываем выводить на 10 мм, для этого потребуется 71 кг. Закладывать запас материала в таком случае не нужно.
Проверка ровности стяжки
Ровность стяжки проверяется с помощью двухметровой рейки-правила. Рейку прикладывают к стяжке в нескольких местах в разных направлениях. По существующим строительным нормам стяжка считается ровной, если зазор между поверхностью стяжки и правилом не превышает 4 мм.Необходимо также проверить уклон поверхности стяжки пола к горизонту. Этот значение в любом месте стяжки не должно быть больше 0,2%, а в абсолютном значении – 50 мм. Так, например, если длина помещения равна 3 метрам, то отклонение не должно превышать 6 мм. В случае, если обнаружились какие-то дефекты, заказчик вправе вызвать эксперта. Если экспертиза покажет, что претензии обоснованы, то все затраты на работу эксперта и устранение брака обязаны оплатить строители.
Наземное лазерное сканирование позволяет контролировать большие площади, затрачивая минимум времени. А достоверность и полнота данных позволят полностью исключить пропуск проблемных участков. Подобный метод контроля применялся при строительстве торгового центра в Липецке.
Проверка ровности стяжки
© HEXAGON
Выводы
Подытожим, лазерное сканирование имеет ряд существенных преимуществ, а именно:
- полнота получаемых данных исключает повторные визиты для дополнительных обмеров;
- информацию легко воспринимать и интерпретировать благодаря визуализации и легкой навигации в программном обеспечении;
- совмещение данных сканирования с фотографией позволяет легко комментировать и маркировать сложные узлы;
- первоначального материала может быть достаточно для разработки дизайн-проектов;
- гибкость работы с данными позволяет подобрать наиболее удобную технологическую схему для конечного пользователя.
