Лазерный мир

Дроздова В.А., Кашин Н.С. // Тенденции развития науки и образования. 2025. № 118-5. С. 148-150.

Лазерное сканирование быстро становится распространенным и полезным инструментом в области гражданского строительства. В проектах реконструкции быстрый сбор данных, миллионы точек измерения и высокая точность выделили лазерные сканеры среди традиционных методов сбора данных. Использование лазерного сканирования и облаков точек в проектах реконструкции множество преимуществ: сокращение количества ошибок на этапе проектирования и на строительной площадке, более реалистичная визуализация существующих зданий, экономия времени и средств. Полезность лазерного сканирования и облаков точек особенно очевидна при реконструкции старых сложных зданий, не имеющих точных строительных чертежей, документов или измерений.

Проект реконструкции здания зачастую содержит больше технических и экономических рисков, чем проект строительства нового здания. Точные исходные данные и понимание особенностей и операций строительства играют важную роль в проекте реконструкции. Неправильные измерения и исходные данные могут повлечь за собой значительные дополнительные расходы, снизить качество конечного строительства, привести к ошибкам в проектировании и изготовлении, увеличить сроки реализации проекта и стать причиной несчастных случаев на строительной площадке. Любые решения, принятые на ранней стадии проектирования, оказывают большое влияние общую эффективность проектирования, а также на сроки и стоимость проекта

Ошибки, допущенные на этапе проектирования, увеличивают затраты, удлиняют время проекта и снижают качество всего проекта

Неопределенные условия существующих зданий в проектах реконструкции создают ограничения на этапе проектирования, и проектировщик может не успеть выполнить задание на проектирование до начала работ на объекте.

Таким образом, правильная информация об условиях, измерениях и конструкциях существующего здания имеет большое значение для успеха проекта реконструкции.

Основная часть. Судя по результатам исследования опыта организаций и работников, существует множество проектов реконструкции, в которых использовалось лазерное сканирование. Преимущества, риски и оптимальное время работы лазерного сканирования варьируются в разных проектах. Как правило, лазерным сканером измеряется все здание, но лазерное сканирование можно использовать и в проектах  реконструкции, когда ремонтируются только некоторые помещения или части здания.

Компании использовали лазерное сканирование в проектах реконструкции от трех до двенадцати лет. В основном лазерное сканирование проводится на этапе подготовки проекта. Если реализация проекта представляется весьма вероятной, лазерное сканирование проводится уже на этапе составления технико-экономического обоснования. Однако чаще всего лазерное сканирование проводится на этапе планирования проекта или после принятия инвестиционного решения. В некоторых проектах реконструкции лазерное сканирование повторяется после этапа демонтажа отдельных конструкций здания, а затем сканируются скрытые конструкции. Данные, полученные в ходе строительства от скрытых конструкций, таких как балки или  оборудование для обслуживания зданий, являются очень ценными для  проектировщиков и могут облегчить поиск оптимального решения. Однако, как правило, после этапа сноса  здания, по словам экспертов, нет времени на лазерное сканирование, поскольку этот этап является коротким. Тем не менее, лазерное сканирование после этапа сноса считается важным для проектных работ. Иногда лазерное сканирование  проводится и на этапе строительства, чтобы получить некоторые дополнения к исходным данным.

В основном данные лазерного сканирования используются в проектных работах путем обработки данных лазерного сканирования в 2D-изображения или инвентарную модель, и это был основной метод сбора данных в тех проектах, где он применялся. Иногда данные лазерного сканирования используются при выполнении штучных работ, обследовании объемов и визуализации существующего здания. Некоторые  проектировщики используют метод, который позволяет получить сплошное изображение каждого лазерного скана в 3D, и его использование облегчает процесс проектирования, особенно если существующее здание и проектировщик находятся на большом расстоянии друг от друга. Данные лазерного сканирования также используются на строительной площадке для наблюдения и измерения деталей здания с помощью, например, программного обеспечения, такая технология позволяет получить панорамное изображение облака точек.

Лазерное сканирование использовалось во многих проектах реконструкции школ и офисов, где проводились небольшие работы по ремонту и модификации помещений. Все помещения здания, а зачастую и фасад, были просканированы лазером для получения исходных данных для инвентаризационной модели или 2D-изображений. Обычно требовалось только одно измерение лазерного сканирования в каждом помещении. Иногда, если работа хорошо спланирована, каждая операция лазерного сканирования может быть быстро завершена. Сложности в работе с лазерным сканированием возникают во время измерений и при планировании графика лазерного сканирования. Особенно если здание эксплуатируется, проведение измерений затруднено из-за наличия в здании пользователей. Операция лазерного сканирования безвредна для людей, но перемещение людей в поле зрения лазерного сканера во время измерений закрывает измеряемые области. График лазерного сканирования должен быть хорошо спланирован с пользователями, чтобы лазерное сканирование проводилось без инцидентов и систематически.

В проекте реконструкции фасада измерения выполняются с помощью лазерного  сканирования только на фасаде. Операция лазерного сканирования фасадов выполняется быстро, а точность измерений и деталей высока. Сложность лазерного сканирования фасадов заключается в получении данных с карнизов и крыши. Часто в этих местах используются другие методы измерения, например, фотограмметрия.

Проект реконструкции, включающий в себя снос большого количества  конструкций и систем, может быть измерен лазерным сканером в несколько этапов. Во- первых, лазерное сканирование проводится начале проекта на этапе анализа осуществимости или планирования проекта, чтобы можно было приступить к проектированию. Еще одно лазерное сканирование проводится после сноса, чтобы обнаружить скрытые конструкции и завершить проектирование. На этапе строительства, перед тем как закрыть трубы, каналы и несущие конструкции, третье лазерное сканирование. Данные, полученные в ходе третьего сканирования, используются при обслуживании здания и в дальнейших проектах по его реконструкции.

В принципе, лазерное сканирование можно проводить в любых местах, куда проникает сканер. Хотя сбор данных в узких или тесных помещениях, или каналах  представляется сложной задачей. Однако лазерный сканер можно успешно использовать для сбора данных в подвесных потолках, выдвигая сканер из отверстия в подвесном потолке и сканируя внутреннюю часть подвесного потолка.

Заключение. Применение лазерного сканирования при реконструкции поврежденных зданий открывает совершенно новые возможности для и без того мощного интегрированного рабочего процесса BIM. Возможность получения подробной информации об элементах в объемном виде позволяет более точно использовать данные. Будь то захват 3D-информации для координации и сборки или использование количественной информации для оценки и планирования, лазерное сканирование, безусловно, необходимо для повышения точности проектной информации. Снижение стоимости оборудования и расширение возможностей программного обеспечения сделали сканирование конкурентным преимуществом для подрядчиков, готовых инвестировать время и усилия в этот полностью интегрированный рабочий процесс BIM. Однако в настоящее время недостаточное и ограниченное понимание лазерного сканирования участниками проекта вызывает проблемы в проектах реконструкции, и общее  использование лазерного сканирования часто остается неполным.

Полное содержание на https://elibrary.ru/item.asp?id=80473276