Геодезическая съемка фасадов

04.11.2012
Рубрика: Полезные статьи

Введение новых технологий и применение новых материалов в строительной отрасли диктуют свои требования и к процессу геодезического обеспечения строительства. Не стало исключением в данном случае и внедрение новых тенденций в наружных отделочных работах. Широкое использование различных витражей сложной конфигурации и большой площади, использование стеклянных панелей и применение технологии вентилируемых фасадов накладывает отпечаток на характер выполняемых геодезических работ и предъявляет особые требования к информативности и точности данных исполнительной документации. Повсеместно проводимая реконструкция и ремонт зданий постройки середины прошлого столетия предполагает значительные работы по утеплению и декоративному облагораживанию фасадов. В данной статье нашел отображение опыт, накопленный при производстве геодезических работ в период выполнения внешних отделочных работ реконструируемых и возводимых зданий. Строительно-монтажные работы подобного рода требуют значительных изысканий с точки зрения получения информации о геометрии отделываемого объекта. Необходимыми данными для данного вида работ являются трехмерные модели фасадной части возводимых сооружений, поэтажные подробные планы бортов перекрытий, поэтажные сечения и развертки фасадов. Современные технологии прикладной геодезии предполагают широкое применение наземных лазерных сканеров для решения подобных задач. Однако стоит отметить тот факт, что подавляющее большинство возводимых и реконструируемых зданий не требует столь тщательного подхода к производству исполнительных фасадных съемок.

Назначение фасадной геодезической съемки, как правило, зависит от конструкции фасадов возводимого или реконструируемого здания. Если речь идет о монтаже так называемых вентилируемых фасадов строящегося здания, то целью геодезической съемки является контроль планово-высотного положения элементов фасада (оконных и дверных проемов, балконов, карнизов, навесов, выступающих цоколей, различных декоративных элементов и пр.), выявление возможных отклонений от проекта и, в случае необходимости, внесение изменений в проект монтажа фасадов. В случае если речь идет о реконструкции существующих зданий посредством установки навесных фасадов, то, в данном случае, съемка фасадов необходима непосредственно для разработки проектно-сметной документации. Важным назначением фасадных съемок является и определение невертикальности и отклонений от проектных плоскостей стен возводимых и реконструируемых зданий. Особенно это актуально в случае высотного строительства. Выбор оборудования для производства данного вида работ очевиден – это электронный тахеометр, способный выполнять измерения в безотражательном режиме. Наиболее удобным является прибор с инфракрасным дальномером, совмещенным с системой фокусировки зрительной трубы. Такой системой, к примеру, обладает тахеометр Nikon серии NPL. Особенность данного прибора является возможность измерения расстояний именно на тот объект, на который сфокусирована зрительная труба, не опасаясь получения ошибочного результата из-за измерения на объекты, попадающие в поле зрения (листва, ветви деревьев, строительные леса и пр.). Существенным недостатком такого типа приборов является необходимость фокусировки зрительной трубы перед каждым измерением, что весьма затруднит работу при больших углах наклона трубы или измерениях вблизи здания. Также важным требованием, предъявляемым к используемому оборудованию, является наличие двухосевого компенсатора наклона. Существует несколько устоявшихся способов производства фасадных съемок, различающиеся между собой форматом окончательного представления полученных данных. Наиболее простым является способ независимой съемки отдельных фасадов здания. Данный метод не требует создания единого планового обоснования вокруг объекта изысканий. Этот вариант целесообразно применять при съемке небольших зданий и сооружений, достаточно простых по конфигурации и лишенных каких-либо архитектурных излишеств. Суть данного метода сводится к следующему: съемка характерных элементов каждой отдельно взятой фасадной части выполняется в свободной системе координат с обязательной привязкой к установленной строительной системе высот. Рекомендуется устанавливать прибор примерно посередине фасада и избегать измерений под острым углом к плоскости фасада: это может существенно снизить точность вследствие некорректной работы дальномера в безотражательном режиме.

Важно отметить ориентировку установленной системы координат, поскольку от этого во многом зависит объем трудовых затрат при обработке данных. Система координат должна быть ориентирована таким образом, чтобы ось «Х» была расположена горизонтально строго вдоль фасада сооружения, ось «Н» – вертикально вдоль фасада, а ось «Y» дополняла систему координат до левой. Такая ориентировка может быть достигнута, если перед производством съемки произвести обратную засечку по углам снимаемой фасадной части, присвоив оному из углов координаты (0, 0) а противоположному – (l, 0), где l – ширина фасадной части. При импорте полученных координат характерных точек фасада с электронного тахеометра в ПО Credo_DAT, Sokkia Link или им аналогичное следует абсциссам присвоить значение «восток», отметкам – значение «север», а ординатам – «высота». Таким образом, при импорте полученных данных в редактор векторных данных, мы получаем «положенный на бок» отснятый фасад здания. В случае графической обработки данных в Декартовой системе координат (устанавливается по умолчанию в САПР AutoCAD) абсциссы не меняют своего значения, ось аппликат заменяется осью ординат. Следовательно, теоретически, координаты по оси «Y» (до преобразования) показывают отклонение фасада от вертикали и его неплоскостность и, при желании, могут не отображаться. Результатом обработки результатов измерений являются развертки фасадов здания. При необходимости определения отклонения фасада от вертикальной или проектной плоскости рекомендуется перед выполнением ориентировки прибора разбить непосредственно на фасаде базис и выполнить обратную засечку относительно него, как это описывалось выше. При обработке результатов измерений все отклонения фасада от вертикали будут показаны именно относительно этого базиса, что облегчит дальнейшее производство монтажных работ и избавляет от необходимости производства дополнительных вычислений во время обработки.

Второй метод производства фасадных съемок гораздо удобнее с точки зрения производства геодезических работ, нагляднее с точки зрения информативности, но более сложен в обработке результатов измерений. Принципиальное отличие второго способа заключается в необходимости создания планово-высотного обоснования вокруг объекта изысканий, а съемка всех плоскостей фасадов производится в единой системе координат и высот, обработка данных выполняется в трехмерном режиме, вследствие чего отпадает необходимость выполнять преобразование координат. Обоснование создается в свободной системе координат. В качестве исходной высотной отметки, как правило, используется либо значение отметки чистого пола здания, в случае нового строительства, либо отметка низшей точки рельефа, примыкающего к зданию, если речь идет о реконструкции существующего здания. После развития планово-высотного обоснования, с пунктов ПВО производится съемка интересующих элементов фасада. Причем съемке с каждого пункта подлежат все видимые элементы фасада, независимо от их принадлежности единой или различным плоскостям фасада. Обработка результатов подобной съемки заслуживает отдельного внимания. Основным средством обработки результатов съемки является САПР AutoCAD. После импорта в АutoCAD нами получено произвольно сориентированное облако точек, образующих грани фасадов, проемов и стен. На виде сверху необходимо сориентировать эти точки таким образом, чтобы одни из фасадов сооружения принадлежал к оси «ОХ». Это упростит процесс обработки. После разворота группы точек, обработку и обрисовку фасадов удобнее всего вести в изометрических видах, в режиме ортогональных построений (Ortho), что облегчит идентификацию различных точек. В результате обрисовки всех отснятых точек получается полноценная трехмерная модель фасадов здания, с нанесенными проемами и прочими необходимыми элементами. Результат обработки облака точек, показанного на рис. 2 приводится на рис. 3. Время необходимое на обработку съемки, объемом порядка 2500 точек (такой объем работ примерно соответствует зданию школы высотой 5 этажей 50-60 гг. постройки) 1 – 1,5 дня. При этом если фасад здания не отягощен декоративными элементами, такая трехмерная модель по точности и информативности практически не будет уступать модели полученной при помощи лазерного сканирования. Модель здания является весьма наглядным, подробным и информативным результатом съемки практически любого фасада, и в руках проектировщика послужит незаменимым инструментом при разработке проекта монтажа фасадов. Трехмерная модель не всегда может полноценно показать все геометрические параметры архитектурных элементов здания. Соответственно, в связи с этим встает необходимость преобразовать трехмерный чертеж в двухмерный. Возможности редакторов векторных данных позволяют легко производить подобные манипуляции. Процесс преобразования заключается в разделении на виде сверху трехмерной модели на отдельные составляющие ее фасадные части и развороте и выстраивании всех фасадных плоскостей в одну линию, параллельную оси «ОХ». Таким образом на виде сбоку будет получена развертка фасадов, на которой возможно отобразить все необходимые данные.

Аналогичным методом могут быть созданы модели внутренних интерьеров заданий, пространственных конструкций или отдельных элементов фасадов. В качестве примера приводятся трехмерные модели несущих конструкций каркасного одноэтажного сооружения и фрагмент фасада с выступающими декоративными элементами. Важно заметить, что точность и, самое главное, достоверность результатов фасадных съемок зависит не только непосредственно от точности геодезических работ, но и от правильности интерпретации результатов измерений, рациональности выбора точек фасада, подлежащих съемке. К примеру, в случае съемки оконных проемов желательно получить плановое положение всех четырех углов проема, но сделать это в каждом случае не представляется возможным. Нижние углы, как правило, закрыты водосливным карнизом, верхние углы могут быть идентифицированы нечетко из-за наплывов штукатурки или цементного раствора, трещин и пр. В данном случае съемка непосредственно по углам проема приведет к неудовлетворительному результату при приемлемой точности измерений вследствие невозможности четкого визуального определения углов проема. Практика показывает, что ошибки, вызванные неправильным визуальным определением точки, подлежащей съемки в разы превосходят расчетную точность работ, приведенную выше. Рекомендуется руководствоваться принципом производства измерений на наиболее четкие, хорошо визуально идентифицируемые точки элементов фасада. Так, измерения любых проемов фасада лучше выполнять по граням, нежели по углам. Следует, как отмечалось выше, избегать измерений под острым углом по отношению к плоскости фасада, стараться производить дублирование пикетов с различных пунктов ПВО. Особенно ответственные элементы фасада желательно дополнительно измерять в натуре и по этим измерениям контролировать результаты съемки.



Разработка сайта «RGBsite.ru»