С точностью до миллиметра. Лазерное сканирование в геодезии
Лазерное сканирование, несмотря на необходимость использования сравнительно дорогостоящего оборудования, все активнее применяется в геодезии, проектировании и строительстве сооружений.
Технологии проведения инженерных изысканий не стоят на месте. Специалисты рынка считают, что в настоящее время одним из самых быстрых и точных методов получения характеристик о сооружении и месте, где оно будет или уже расположено, является лазерное сканирование. Применять в России эту технологию в единичных случаях начали 10–15 лет назад. Сейчас лазерное сканирование уже распространено, хотя чаще всего специалисты используют более традиционные приборы.
Практично и выгодно
Руководитель направления капитального строительства IТ-компании КРОК Анна Фейнберг отмечает, что принцип технологии лазерного сканирования заключается в измерении расстояния от сканера до поверхности объекта и формировании на основе этого облаков точек с пространственными координатами. «Современные модели лазерных сканеров позволяют вести съемку со скоростью более миллиона точек в секунду и высокой точностью. В результате получается цифровая копия объекта, что позволяет использовать полученные данные для создания обмерных чертежей. Также это позволяет создать цифровую модель здания. Технология лазерного сканирования довольно популярна, поэтому, например, в Москве, проблем с тем, чтобы найти необходимое оборудование, не возникнет. При этом не все компании обладают компетенциями, позволяющими построить на основе облаков точек BIM-модель здания и затем вести в едином информационном пространстве работы, связанные с модернизацией и эксплуатацией здания», – добавляет она.
Именно возможность создания трехмерной цифровой визуализации, с последующим использованием в связке с BIM-технологиями, считает основным преимуществом лазерного сканирования генеральный директор компании «КБК Проект» Василий Костин. «Лазерное сканирование – это прежде всего сокращение сроков работ при увеличении точности. Что особенно важно при реализации новых проектов с точной географической привязкой. При этом в сравнении с традиционными методами экономическая выгода от использования технологии составляет 40–80%», – отмечает он.
Полевое лазерное сканирование, применяемое в геодезии, проектировании и строительстве, можно подразделить на три подвида: наземное, мобильное, воздушное. Выбор производят специалисты, в зависимости от особенностей работ.
Заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов» Сергей Лазарев отмечает, что наиболее широкое распространение получило наземное лазерное сканирование, в связи с универсальностью и простотой метода, разнообразием и более низкой ценой оборудования. Оно наиболее активно используются в строительстве (строительный контроль, авторский надзор), ведении маркшейдерских работ (подсчет объемов, регулярные замеры и съемки), осуществлении реконструкции геометрически сложных объектов наследия.
«Ручные сканеры получили широкое распространение при исследовании протяженных объектов, а также небольших закрытых помещений, складов. Воздушное лазерное сканирование имеет самую высокую стоимость оборудования при существенных рисках поломок. Поэтому большого распространения оно пока не получило. Но исследовательско-конструкторские центры активно ведут работы по удешевлению такого оборудования, и в дальнейшем оно может практически полностью вытеснить аэрофотогеодезию с рынка», – прогнозирует Сергей Лазарев.
Широкий выбор
В настоящее время производителями отраслевых систем лазерного сканирования являются только зарубежные компании. На рынке представлены такие бренды, как Leica, Trimble, Topcon, Z+F, Riegl, Faro и др. В силу изначальной сравнительно высокой стоимости этой техники многим геодезическим и проектным организациям, особенно небольшим, она оказалась не по карману. Но в последние три-четыре года предыдущие линейки приборов подешевели и стали доступнее. Кроме того, на рынке практикуется аренда или покупка бывшего в употреблении лазерного оборудования.
Ценовые сегменты очень разные и зависят от предъявляемых к технике требований, рассказывает Сергей Лазарев. К примеру, наземный лазерный сканер Leica BLK360 имеет низкие точностные характеристики, невысокую дальность и соответственную низкую цену, порядка 2 млн рублей. Наиболее точный и «дальнобойный» (до 1 км) сканер Leica ScanStation P50 стоит уже около 15 млн. Необходимо также учитывать и цену программного обеспечения для обработки данных, она варьируется от 100 тыс. до 2 млн рублей. «На мой взгляд, наиболее технологичным оборудованием на рынке сегодня является наземный лазерный сканер Leica RTC360. Этой весной должна выйти на рынок новинка – Trimble X7, представленная в 2019 году на выставке InterGeo. Предположительно, она будет иметь более низкую стоимость при сравнимых характеристиках и сможет составить конкуренцию», – считает эксперт.
По мнению ведущего специалиста ООО «Геодезические приборы» Григория Жукова, лазерный сканер GLS-2000 японской компании Topcon, благодаря своим характеристикам и стоимости, на сегодняшний день является одним из наиболее универсальных и распространенных решений для лазерного сканирования. «Помимо высокой скорости, точности, возможности работы при минусовых температурах, прибор обладает большой дальностью съемки – до 350 м. Это делает его универсальным при выполнении самых разных работ. Такая особенность позволяет легко применять этот сканер при съемке городских территорий и насыщенных объектами промышленных зон, а также для съемки фасадов зданий, архитектурных памятников и многого другого. Прибор автономен и не требует дополнительных средств управления и сохранения данных. Все установки сканирования выполняются через встроенную панель управления, а данные накапливаются на обычной карте памяти стандарта SD», – добавил он.
Мнение
Сергей Лазарев, заместитель генерального директора ООО «Гильдия Геодезистов»:
– Главной технологической задачей геодезиста является предоставление достоверной и максимально полной информации о положении объекта в пространстве и его геометрических характеристиках. Основным видом оборудования, позволяющим в максимально быстрые сроки собирать большой объем информации, являются именно лазерные сканирующие системы. Они позволяют получить облако точек, в котором можно отследить огромное количество параметров исследуемого объекта.
Григорий Жуков, ведущий специалист ООО «Геодезические приборы»:
– Внедрение технологии лазерного сканирования позволяет получить массу преимуществ по сравнению с традиционными методами съемки. Основными ее достоинствами являются высокая скорость выполнения измерений, детальность съемки, а также полнота и точность получаемых результатов. Можно с уверенностью сказать, что эта технология открывает новые возможности для работы и дает необходимую информацию для развития современного метода трехмерного проектирования объектов.
BIM получает законодательную основу
BIM в России переходит из разряда мифов и фантазий в реальность. В июне Росстандарт утвердил первые пять ГОСТов, которые вскоре станут обязательными к исполнению. А законотворцы ввели понятие BIM в федеральное законодательство.
Начало положено. Остается продумать схему работы BIM на рынке проектирования, строительства, реконструкции и сноса. Этому и была посвящена работа круглого стола в Российском союзе промышленников и предпринимателей.
BIM в законе
Теперь BIM в России существует официально. «Легализующий» термин Федеральный закон № 151-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон "Об участии в долевом строительстве… "» опубликован в «Российской газете» 1 июля. По сути, в документе нет деталей – закон лишь вводит понятие информационного моделирования, классификатора строительной информации и обозначает возможность работы в информационной модели на каждом этапе жизненного цикла объекта. Аналогичные нормы сейчас вносятся и в Градостроительный кодекс РФ.
«Как и обещали, мы двигаемся максимально консервативно, – подчеркнул в ходе круглого стола замглавы Минстроя РФ Дмитрий Волков. – Мы не пытаемся изменениями в Градкодекс создать некую систему регулирования. Минстрой понимает, что на рынке работают компании с разным уровнем «цифровой» зрелости. Никто не говорит, что мы сейчас запремся в глубоком бункере, выдадим свой BIM, а потом его всем навяжем. Идея открытого обсуждения как раз в том, чтобы выстроить работу так, чтобы никому не сломать бизнес: ни Правительству Москвы, ни «Росатому», ни «РЖД», ни другим российским компаниям».
Что есть BIM
Законодатели определили, что информационная модель – это совокупность взаимосвязанных сведений, документов и материалов об объекте капитального строительства, формируемых в электронном виде.
Определен и центр юридической и финансовой ответственности. В Градкодексе вскоре появится отдельная статья об информационном моделировании. «Ключевой важный момент: обеспечивает формирование и ведение информационной модели лицо, обеспечивающее или осуществляющее подготовку обоснования инвестиций, или лицо, ответственное за эксплуатацию объекта капитального строительства. Обращаю ваше внимание на то, что здесь нет ни слова о том, что это государственное учреждение», – подчеркнул директор Департамента IT BIM-Ассоциации Иван Штаер.
Чуть позже выйдет постановление Правительства РФ, которое определит, для каких объектов и на каких этапах жизненного цикла информационное моделирование будет обязательным.
Речь может идти о конкретном земельном участке (уже застроенном или только подлежащем застройке), или необходимость BIM-моделирования будет обязательна для объектов, стоимость которых выше определенной суммы, как это делают за рубежом.
Программный вопрос
В связи с этим вопрос о лицензиях на программное обеспечение звучит остро. «Закон вводит обязательное применение BIM-модели на определенных этапах, которые будут установлены (пока не установлены; в определенных случаях, возможно, будут стоимостные ограничения), требует применения на этапе экспертизы и стройнадзора. Нужно будет передавать BIM-модель между этапами жизненного цикла, когда появляются разные владельцы. Мы же не должны их обязывать сесть на одно программное обеспечение и всю жизнь работать на нем?» – указывает вице-президент BIM-Ассоциации Сергей Пугачёв, добавляя, что принцип передачи в открытом формате должен стать основополагающим, чтобы никто не попал в ловушку и зависимость от производителей программного обеспечения.
Действительно, сегодня на рынке несколько сотен разработчиков ПО для BIM-моделирования. И получается, что органы экспертизы, строительного контроля и надзора должны купить около 200 лицензий на все программы, потому что прислать проект могут в любом формате. Это же касается всех, кто примет спроектированную BIM-модель в будущем.
«Открытые форматы – это, конечно, основа. Но для большинства случаев нет альтернативы, – подчеркнул Дмитрий Волков. – Мы сознательно пошли по пути, где нет ни одного запрета. Можно всё. И мы будем идти по этому пути до той поры, пока не упремся в развилки, которые будем очень долго обсуждать. Потому что легко сделать выбор, который только кажется правильным. А потом окажется, что ложе прокрустово – не влезли, давайте будем переделывать быстренько Градкодекс! И в этом смысле очень хорошие вопросы задаете, давайте их обсуждать».
Принцип открытых форматов подразумевает, что участники рынка должны передавать модель в таком формате, применение которого позволяет использовать информационную модель в любом имеющемся программном обеспечении без необходимости закупать лицензии на новое ПО. На сегодняшний день единственный в мире открытый, непроприетарный (не зависимый от конкретного производителя) и стандартизированный формат представления информационной модели при передаче между информационными средами, системами и между этапами жизненного цикла установлен стандартом IFC (Industry Foundation Classes – Отраслевые базовые классы), разработанном компанией buildingSMART Int. и принятом в качестве международного стандарта ISO 16739-1:2018. Этот стандарт был принят Росстандартом в июне 2019 года в качестве национального стандарта РФ ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018 (Приказ Росстандарта № 278-ст от 05.06.2019) с датой введения в действие 1 сентября 2019 года.
Ориентир на отечественного производителя
Параллельно российские IT-разработчики по заказу Минстроя сейчас работают над программами, в которых можно полностью сформировать BIM-модель для социального объекта или объекта гражданского строительства. «Я уверен, что этот подвиг мы вместе с отечественными разработчиками программного обеспечения в ближайшее время совершим, – заявил Дмитрий Волков. – Дальше будем думать, какие тонкие инструменты применить, чтобы не сломать конкурентную историю о свободный формат и одновременно – поддержать наших отечественных производителей». При этом поддержка должна коснуться не только отечественных программистов, но и отечественных производителей стройматериалов. Как сказал Дмитрий Медведев, Минстрой не допустит, чтобы проектировщики могли заложить в BIM-модель только материалы зарубежных производителей.
BIM в нацстандартах
В июне Росстандарт утвердил 5 стандартов в области информационного моделирования, еще 2 стандарта сейчас находятся на стадии утверждения. «Стандарты, конечно, не Градкодекс. Они имеют статус рекомендательных документов добровольного применения. Но мы с вами понимаем, что как только дело дойдет до экспертизы, на практике это будет не так – фактически они начнут приобретать обязательную основу, – отметил Дмитрий Волков, добавив, что именно детальные обсуждения с профессиональным сообществом позволят избежать в будущем ситуаций, когда нормы начнут противоречить друг другу. – И здесь нужно поискать какую-то логику – с тем, чтобы не запутаться в собственном стандартотворчестве».
Стандарты, разрабатываемые ПТК 705, направлены, в первую очередь, на внедрение концепции ОpenBIM и представление цифровой модели в открытом, не зависимом от производителей ПО формате.
В ходе выступлений участников заседания в целом были поддержаны, в том числе представителями Минстроя России и РАН, предложения по применению открытых непроприетарных стандартов (концепция ОpenBIM) при внедрении технологии информационного моделирования.
Минстрой и BIM-Ассоциация ждут предложений
Пока законотворцы ждут обратной связи со стороны экспертного сообщества. «Я искренне хочу, чтобы при помощи экспертного сообщества, экспертизы и РСПП мы сделали карту, где всем было бы понятно, какие стандарты должны быть, сколько их должно быть, почему их сделали такими и на каких принципах они основаны. И постараться в эти стандарты на первом этапе не писать лишнего, то есть не пытаться стандартами создать пространство в тех местах, где мы еще не знаем, каким оно сформируется на практике», – говорит Дмитрий Волков.
Участники круглого стола с этим согласились. Сегодня в России реализуется несколько пилотных проектов, на которых отрабатывается информационное моделирование. Анализ этого опыта позволит понять, требуются ли на рынке дополнительные посредники, которые будут отвечать за передачу и сохранность BIM-модели. Также на обсуждении остаются вопросы авторского права BIM-модели объекта. Все предложения и замечания просят отправлять в Минстрой или BIM-Ассоциацию.
«Все принятые законы, все принятые стандарты – это результат вашей работы. Мы как ассоциация ведем себя как статистики – мы аккумулируем мнения профессионалов», – обратила внимание присутствующих президент BIM-Ассоциации Александра Никульцева.
Кстати
Правительство Москвы уже разработало собственные регламенты информационного моделирования. Минстрой не исключает, что именно на столичные наработки будут опираться при создании федеральных регламентов и подзаконных актов в области применения информационного моделирования.
В качестве формата представления информационной модели документом Правительства Москвы установлен формат IFC не ниже версии 4. Данное требование соответствует положениям ГОСТ Р 10.0.02-2019/ИСО 16739-1:2018.
Всё под контролем
По мнению экспертов, строительный контроль, при условии его надлежащего проведения, позволяет обеспечить максимально возможное соответствие возведенного объекта изначальному проекту.
Одной из форм обязательной оценки соответствия зданий и сооружений действующим стандартам является контроль строительных работ. Проводить его могут самостоятельно как застройщик или технический заказчик, так и привлеченные для этой работы специализированные организации.
По словам начальника управления строительного контроля Группы ЦДС Григория Савенко, будет ли застройщик работать со сторонней организацией, предоставляющей услуги строительного контроля, или создаст такую структуру у себя в штате – зависит от стратегии каждой конкретной компании. По его словам, есть девелоперы, у которых в штате только управленческий коллектив, а все остальные потребности в кадрах закрываются при помощи аутсорсинга. Однако это малораспространенная схема на рынке – и, как правило, применяется в небольших компаниях. Крупные же застройщики создают подразделения контроля в структуре своей компании.
Сама система строительного контроля разделена на несколько этапов или видов. Первый из них, как рассказывает главный инженер ООО «Испытания. Диагностика. Контроль» Владимир Гуревич, – это входной контроль проектной документации, в том числе проекта организации строительства (ПОС) и проекта производства работ (ППР). Далее следует входной контроль применяемых материалов и изделий. После него идет геодезический контроль. В частности, в рамках его проводится проверка соответствия положения элементов, частей зданий, сооружений и инженерных сетей проектным требованиям в процессе их монтажа и временного закрепления. Затем – непосредственно сам операционный контроль проводимых строительно-монтажных работ. Приемочный контроль – это итоговая проверка и оценка качества выполненных работ, а также отдельных конструкций и правильности оформления исполнительной документации. Кроме того, может быть задействован инспекционный контроль, предполагающий выборочную дополнительную проверку качества работ и материалов, а также контроль нормативной базы технологических карт, инструкций по качеству и ТБ.
По словам заместителя генерального директора ООО «Бюро инвентаризации объектов недвижимости» («БИОН») Сергея Шевченко, в ходе разноплановых исследований экспертами устанавливается реальная картина качества строительства, соответствия строительно-монтажных работ проектной документации, исполнения сроков строительства. Наиболее же распространенные нарушения выявляются в технологии строительства, из-за несоответствия его ГОСТ. Также в ряде случаев используются материалы, качество которых не отвечает проектным требованиям. Кроме того, достаточно часто выявляются нарушения ведения и представления исполнительной документации.
Вперед, к «цифре»
В настоящее время в рамках строительного контроля активно задействуются новые технологии. Если раньше, как отмечает Григорий Савенко, специалисты в этой области работали с простыми рулетками и уровнями, то сейчас используется современное оборудование: тепловизоры, дальномеры и т. д.
По словам Владимира Гуревича, специалисты в своей работе сейчас активно применяют технологичные методы неразрушающего контроля. Они позволяют своевременно обнаружить повреждения и предпринять меры по дополнительному усилению или реконструкции строений.
Директор направления «Сопровождение строительных проектов» ГК SRG Елена Самсонова отмечает, что в мировой практике существует масса наработок, связанных с цифровизацией процесса строительства и, как следствие, строительного контроля. «Например, в Великобритании невозможно заключить государственный контракт без обеспечения цифрового контроля проведения работ c технологией BIM второго уровня. Широким распространением в России пока не пользуется BIM даже первого уровня. Среди причин, по которым современные технологии при проведении строительного контроля в России не применяются, можно отметить необходимость вести бумажный документооборот. В соответствии с действующим законодательством, основная часть строительных документов должна быть оформлена именно на бумажном носителе. Многие руководители пока еще весьма консервативно настроены относительно IT-методов, не доверяют сохранности передаваемых в электронном виде данных и с учетом этого чаще всего не хотят, чтобы касающаяся строительства информация покидала стены офиса», – говорит она.
Денежный вопрос
Эксперты отмечают, что стоимость работ в этой сфере рассчитывается в соответствии с Постановлением Правительства РФ № 468 от 21.06.2010 «О порядке проведения строительного контроля при осуществлении строительства, реконструкции и капитального ремонта объектов капитального строительства».
По словам генерального директора ГК «Высота» Ирины Харченко, в коммерческом секторе стоимость таких работ в процентном отношении к цене проектирования и строительно-монтажных работ составляет 2,5–7%. Сейчас, добавляет она, наблюдается тренд сокращения количества компаний, предоставляющих услуги строительного контроля. В первую очередь с рынка уходят небольшие игроки. «В целом же во время выбора подрядчика для проведения строительного контроля лучше всего ориентироваться на рекомендации специалистов государственного строительного надзора, на количество и качество построенных и введенных в срок в эксплуатацию при содействии данной компании объектов, а также на число профильных сотрудников в штате и их подтвержденную квалификацию», – отмечает эксперт.
Основатель компании Modulbau Демид Костерев уверен, что задача строительного контроля – не выявление нарушений, а их предотвращение в начале тех или иных работ. «Основной инструмент сотрудника – его опыт, а далее – уже наличие измерительного оборудования и умение с ним работать. Хороший специалист не следит за подрядчиками, приезжая только по вызову на промежуточные проверки, а участвует в процессе производства работ совместно с прорабом или мастером на участке. Расчет стоимости работ такого специалиста зависит от календаря строительства, который создается в результате подсчета объема предстоящих работ. Однако многие подрядчики срывают сроки, и эксперт находится на объекте до завершения всех работ дольше, чем предполагалось. При этом гонорар остается прежним в связи с жесткими рамками стандартного договора. Поэтому профессиональный специалист всегда помогает подрядчикам выдерживать сроки или нагонять их без потери качества строительного производства», – объясняет г-н Костерев.
Мнение
Владимир Гуревич, главный инженер ООО «Испытания. Диагностика. Контроль»:
– Участвуя в различных конкурсах на проведение строительного контроля, мы неоднократно сталкивались со случаями, когда на конкурс заявлялись и даже выигрывали компании, деятельность которых даже не связана со строительством, например, мебельная фабрика или компания-однодневка, созданная за месяц до конкурса. Конечно, на стадии рассмотрения документов заказчик вправе отклонить сомнительную организацию, но это занимает время, требует проведения дополнительных конкурсных процедур, из-за этого страдает работа. Очень хорошим выходом является установление таких требований со стороны заказчика, чтобы участник конкурса на выполнение строительного контроля имел сертификат, подтверждающий его деловую репутацию в этой области, располагал аккредитованной лабораторией, имел опыт выполнения аналогичных работ и мог подтвердить его документально.