Лазерное сканирование зданий

Лазерное сканирование зданий - это процесс построения 3D модели зданий и сооружений, которая отображает реальные размеры всех геометрических особенностей и служит основой для расчета объемов работ по дальнейшей реконструкции, ремонта или перепланировки.

Модель является более информативным инструментом по сравнению с результатами обычной геодезической съемки. С помощью неё можно понять, на сколько геометрия здания искривлена, какие элементы (крепеж, анкер и т.п.) следует выводить в одну плоскость. При этом результаты замеров точные, а не усредненные, как при других видах обмерных работ.

Например, обычные замеры расстояний между крайними точками здания не покажут значительных отклонений от нормы, в то время как результаты лазерного сканирования смогут выявить трапецевидность здания.

Пример работ

Что можно определить лазерным сканированием здания?

Лазерное сканирование зданий, сооружений, строительных площадок, отдельных конструктивных элементов позволяет с высокой точностью выполнить широкий спектр проектных, строительно-монтажных, приемо-сдаточных работ, текущий мониторинг технического состояния зданий и сооружений:

• архитектурное лазерное сканирование зданий и сооружений – обмеры, внутреннее и наружное сканирование фасада, сборных, навесных конструкций;
• разработка, восстановление инженерно-конструкторской, исполнительной документации;
• фиксация, выявление дефектов, деформаций на каждом этапе строительных работ, при сдаче объекта в эксплуатацию, для мониторинга безопасности, определения технического состояния эксплуатируемых зданий и сооружений;
• реинжиниринг строительных объектов — определение оптимальных путей модернизации, реконструкции, перепланировки, технического оснащения, инженерных коммуникаций с разработкой 3D моделей в системах BIM моделирования;
• лазерное 3D сканирование зданий для осуществления всестороннего авторского надзора в период реализации проекта;
• качественный современный контроль строительно-монтажных, отделочных, инженерных работ (с указанием временных сроков, объемов, проверкой соблюдения проектных и нормативных требований);
• топографическая съемка, проектирование производственных, промышленных, торговых зданий, объектов инфраструктуры, инженерных коммуникаций;
• лазерное 3D сканирование зданий с построением вертикальной развёртки, поэтажным планом;
• обмеры помещений со сложной геометрией, большим количеством архитектурных элементов – арок, колонн, лестниц.

Объемное лазерное сканирование, с построением 3D модели, в отличие от полевых исследований, измерений при помощи традиционного тахеометра, предоставляет наиболее полную информацию о строительном объекте с привязкой к пространству, инфраструктуре, центральным инженерным коммуникациям.

Примерная стоимость работ по лазерному сканированию

Результат лазерного сканирования зданий

По результатам исследований лазерного сканирования зданий и сооружений выполняется построение объемной 3D модели объекта, а также стандартные проектные 2D чертежи (поэтажные планы, развертки) с высокой степенью детализации. В результате обследования выдается техническое заключение в бумажном и электронном виде. Оно содержит готовую 3D модель с разбивочными осями и точными расстояниями между всеми элементами здания. При этом данная модель может использована через BIM-программы для расчетов количества штукатурки, шпатлевки, грунтовки,- всех объемов как строительно-монтажных, так и отделочных работ.

В чем недостатки лазерного сканирования зданий и сооружений?

В данном виде обследования не может быть минусов, за исключения случаев использования неисправного оборудования частными исполнителями. Услуга не дороже упрощенных обмерных работ, но её информативность позволит сэкономить значительные средства на материалах, сдать объект в срок без переделок.

Но есть и еще один плюс, при анализе модели можно выявить прогибы балок и перекрытий, которые могут быть причиной появления трещин стеклопакетов или представлять угрозу безопасности из-за мест чрезмерного напряжения.

Лазерное сканирование – принцип работы оборудования

Лазерный сканер работает по принципу радара – луч прибора, подаваемый с высокой частотой, отражается от исследуемой поверхности, фиксируется на зеркальном объективе сканера. Объемная 3D модель и стандартная 2D развертка зданий, сооружений, отдельных конструкций строится на основании параметров облака из миллионов таких точек отражения.

За одно измерение лазерный сканер испускает большое количество лучей, что позволяет очень быстро получить необходимую информацию по объектам большой площади, с высокой точностью измерений.

Автоматизация работы лазерного сканера исключает ошибки в измерениях – вращение измерительной головки выполняется автоматически в вертикальной и горизонтальной плоскости по заданным параметрам. Ручная настройка, запись полученных результатов, перестановка измерительной техники – все эти механические действия раньше не позволяли получить корректные результаты исследований.

Лазерное обследование зданий, 3D сканирование выполняется автоматически, поэтому гарантирует:

• высокую степень детализации;
• достоверную точность измерений с погрешностью максимум один - два миллиметра;
• построение объемной модели зданий, сооружений, отдельных элементов конструкций с привязкой к местности в режиме реального времени;
• оперативность и эффективность;
• корректную детализацию объектов сложной геометрии, конструктива;
• качественные исследования зданий и сооружений в труднодоступных местах, где стесненные условия не позволяют провести необходимые замеры, оценить состояние элементов конструкций подробно изучить геометрию сложных элементов, детализировать дефекты;
• построение 3D модели объекта для работы с современным программным обеспечением САПР (Autodesk, Revit, AVEVA, 3Dmax, E3D, Intergraph, AutoCad, другие CAD приложения);
• построение 3D модели объекта с выявлением проектных несоответствий;
• восстановление данных утерянной проектной, рабочей документации по объекту;
• контроль и надзор на всех этапах строительства с разработкой классической исполнительной документации;
• к лазерной 3D модели (облаку точек) можно обращаться на всех этапах проектирования, строительства, реконструкции, эксплуатации зданий и сооружений, без проведения дополнительных измерительных полевых работ.

Для исследований применяются роботизированные лазерные сканеры, прошедшие сертификацию в Ростесте, Росаккредитации.  

Высокоскоростной сканер с HDR визуализацией, инерциальной системой (VIS), выполняет сшивку полученных облаков точек с высокой точностью. За несколько минут с одной станции сканирования на выходе имеется двенадцать миллионов точек с панорамным HDR.

Двойное сканирование автоматически убирает данные по движущимся объектам, деталям, не относящимся к объекту сканирования (люди, автомобили).

Качественное панорамное изображение обеспечивает быструю обработку результатов сканирования. Инерционная система лазерного сканера автоматически регистрирует слоя облаков точек в заданных параметрах визуализации.

Виды лазерного сканирования

Выбор вида трехмерного лазерного сканирования зданий, сооружений, строительных площадок зависит от площади, технических и конструктивных особенностей, размера строительного объекта:

• наземное лазерное обследование зданий – метод, позволяющий с высокой детализацией выполнить исследование отдельных конструктивных элементов, помещений. Сканирование в два этапа предоставляет исчерпывающую информацию по конкретным узлам зданий и сооружений;
• мобильное – роботизированный лазерный тахеометр закрепляется на транспортном средстве. Сканирование выполняется с корректировкой на возможный наклон и вибрацию при движении. Данный способ рекомендуется для исследования объектов большой площади;
• с воздуха – наиболее детальный вид лазерного сканирования, позволяющий оперативно и с высокой точностью получить данные по строительному объекту любой сложности с учетом особенностей геодезии местности, с привязкой к инфраструктуре, соседним зданиям и сооружениям. Послойное сканирование предоставляет исчерпывающую информацию в каждом ярусе измерений – рельеф, инфраструктура, инженерные сети, конструкционные узлы.

Выбор оборудования по точности измерений, дальности, скорости, углу обзора зависит от целей лазерного 3D исследования зданий и сооружений, особенностей объекта.

Обмерное лазерное сканирование зданий и сооружений. Что нужно знать заказчику

Лазерное обследование и обмеры гарантируют получение максимально полной, корректной информации по пространственной геометрии зданий и сооружений, точную графическую фиксацию строительного объекта в реальном времени.

Результаты обмеров при помощи лазерного 3D сканирования необходимы широкого диапазона проектных, строительных, ремонтных работ:

• определения конструктивных решений;
• фиксацию пространственного положения здания в целом, его частей, отдельных конструкций, архитектурных элементов;
• уточнения геометрии конструктивных элементов;
• выявления деформаций;
• мониторинга состояния;
• выполнения конструктивных расчетов;
• подготовки материалов для реставрации, модернизации, перепланировки, капитального или планового ремонта;
• построения BIM моделей с 3D визуализацией.

Выбор комплекса обмерных исследований определяется на стадии согласования с заказчиком технического задания по конкретному строительному объекту.

Трехмерное лазерное сканирование зданий выполняется в два этапа:

• полевые исследования на объекте - 3D сканирование, фото и видео фиксация;
• разработка чертежей, графических материалов, объемных 3D моделей, обработка данных сканирования, составление отчетной документации.

Полученная растровая 3D модель позволяет проектировщикам в дальнейшем получить все необходимые размерные данные по объекту без дополнительных полевых измерений.

По результатам лазерного сканирования разрабатывается графическая часть (чертежи) отчетной документации (трехмерные модели, развертки отдельных конструкций, детали конструктивных элементов, планы, разрезы, фасады).

Профессиональное лазерное 3D сканирование зданий обеспечивает получение точной трехмерной модели в масштабе один к одному.

3D лазерное сканирование зданий – применение

Пространственное лазерное сканирование позволяет получить все необходимые проектно-конструкторские данные по отдельному строительному объекту, группе зданий и сооружений, крупных территориях под застройку:

• объемную фиксацию здания в целом, его частей, отдельных конструкций, предоставляющую более полную детализацию, по сравнению с плоскостными чертежами;
• расчеты, анализ состояния отдельных конструктивных элементов;
• разработку кадастра недвижимости в режиме 3D визуализации;
• топографическая съемка инфраструктуры;
• объемное моделирование рельефа для сложных объектов, трехмерные топографические планы с информацией о составе грунтов;
• трехмерное моделирование фасадов;
• мониторинг насыпей, выемки грунта;
• построение планов и 3D моделей инженерных сетей и коммуникаций;
• эксплуатационный контроль деформаций зданий и сооружений;
• обмерные работы для строительных, реставрационных работ, реконструкции, перепланировки, плановому и капитальному ремонту.

Лазерное сканирование зданий позволяет построить информационную BIM модель с развернутой информацией по объекту – тип конструкций, материалы, принадлежность к объектам исторического наследия, год постройки, ремонта и реконструкции.

При необходимости целью лазерного сканирования может стать:

• выявление дефектов, нарушений строительных, ремонтных работ подряда;
• соответствие проектных нормативов, соблюдение государственных строительных требований и отраслевых регламентов;
• технадзор и контроль;
• разработка обмерных планов, 2D чертежей, трехмерных моделей отдельных помещений, зданий, сооружений, промышленных, торговых, производственных объектов;
• моделирование объектов промышленности с учетом отраслевой специфики;
• контроль геометрии резервуаров;
• авторский независимый контроль на всех этапах строительства.

Лазерное сканирование, обработка, результаты исследований выполняются в соответствии с требованиями ГОСТ 21.501-93, ГОСТ 26433.0-85, СП 13-102-2003, другими требованиями и нормативами, регламентируемыми муниципальными, региональными надзорными органами, отраслевыми требованиями.