С точностью до миллиметра. Лазерное сканирование становится неотъемлемой частью BIM-проектов
Цифровизацию строительной отрасли почти невозможно представить без использования точных и быстрых данных инженерно-геодезических изысканий, максимальной детализации окружающего пространства и объектов. Получить подобные сведения помогает трехмерное лазерное сканирование.
В рамках данной технологии можно проводить измерения с миллиметровой точностью и скоростью до 1 млн точек в секунду, и сразу же обрабатывать их специализированными программами. Выделяют три вида лазерного сканирования. Первый и наиболее распространенный – наземный. Съемка проводится статичным прибором. Мобильное лазерное сканирование производится в движении. Оно зарекомендовало себя при работе на линейных сооружениях: автодорогах, железнодорожных путях и т.д. Третий вид лазерного сканирования - воздушное. Осуществляется оно с борта летательного аппарата и применяется в случае необходимости съемки больших площадей, вне зависимости от сложности рельефа и природных условий местности.
BIM ускоряет
Коммерческий директор компании КубартаТМ Роман Старостенко отмечает, что в подавляющем большинстве случаев заказчики применяют лазерное сканирование в строительстве. В особенности оно целесообразно, когда объект сканирования уже существует в какой-то стадии и с ним нужно произвести определенные манипуляции. Кроме того, сканирование используется и в однокомнатных квартирах при создании дизайн - проекта, и на промышленных предприятиях при реконструкции или техническом перевооружении, и при реставрации объектов культурного наследия. «С помощью данной технологии мы оперативно выполняем обмерные работы и фиксируем текущее положение сетей и конструкций. Трехмерное сканирование дает огромное количество информации, ранее недоступной при обычном обмере, а общая стоимость остается такой же, как и была раньше, при традиционных обмерах», - рассказывает он.
По словам генерального директора ООО «СЭС» Максима Филиповича, основные заказчики — это проектные и строительные организации, которые решают задачи по актуализации исполнительной документации для последующей реконструкции объектов и контроля качества строительства зданий и сооружений. Важнейшим фактором, влияющим на стоимость и сроки производства работ методом лазерного сканирования, является подробное техническое задание. Расширение спроса на данную технологию, отмечает эксперт, напрямую связано с техническим обеспечением и подготовкой персонала заказчика для работы с облаками точек и 3d моделями. В области строительства, архитектуры и промышленности приоритет у наземного лазерного сканирования, благодаря точности и плотности данных. Преимущества воздушного и мобильного сканирования состоят в их скорости, например, при съёмке рельефов местности.
«Лазерное сканирование используется уже не первое десятилетие, однако в последнее время, с внедрением BIM, оно стало использоваться намного чаще, т.к. получаемые результаты наилучшим образом «вписываются» в эту идеологию. Поэтому и применение лазерного сканирования становится оправданным везде, где начинает внедряться информационное моделирование. Сама технология позволяет значительно сократить время производства работ и повысить качество конечных результатов», - отмечает ведущий специалист ООО «Геодезические приборы» Григорий Жуков.
Между тем, по мнению генерального директора ЗАО «ЛенТИСИЗ» Николая Олейника, основным критерием целесообразности по-прежнему является готовность потребителя к работе с лазерными технологиями. Далеко не все проектные организации имеют необходимые навыки и инфраструктуру для работы с данными сканирования. В настоящее время основным потребителем 3D-продукта являются компании, уверенно работающие в современных BIM, ГИС-системах, а также комплексах 3D – моделирования.
«Также важным фактором является экономическая составляющая. Несмотря на очевидные преимущества воздушного и мобильного лазерного сканирования, высокая стоимость оборудования и жесткие требования к квалификации специалистов сужают выбор метода 3D-сканирования чаще всего до самого доступного – наземного. Перечень задач, которые способно решить 3D-сканирование растет, одновременно растет и число специалистов, использующих трехмерные модели, формируя спрос на выполнение работ с применением лазерных технологий»,- добавляет он.
Сделать выбор
Специалисты отмечают, что очень важно правильно подобрать оборудование для лазерного сканирования. При этом, каким бы суперсовременным оно ни было, основной составляющей успеха остается квалификация инженеров, проводящих полевые работы и камеральную обработку данных. Есть и другие важные нюансы, которые влияют на качество съемки, и в целом на профессиональную репутацию производящей ее организации.
По словам Романа Старостенко, многим компаниям сложно запастись оборудованием на все случаи жизни, поэтому при выборе исполнителя на лазерное сканирование есть смысл больше ориентироваться на отзывы и рекомендации клиентов и коллег, на портфолио потенциального исполнителя, чем на заявленный или представленный приборный парк. «Парк оборудования для лазерного сканирования требует стандартного технического обслуживания, как и любые измерительные приборы. Все сканеры должны проходить ежегодные поверки и иметь соответствующие сертификаты. Сложность заключается в другом. При достаточно высокой стоимости оборудования, пока его практически невозможно застраховать, а риск повредить его очень высок. Поэтому бережное и ответственное отношение сотрудников к приборам сканирования – это приоритет сканирующей организации», - подчеркивает эксперт.
К выбору оборудования действительно стоит подходить с особой тщательностью, констатирует Григорий Жуков, т.к. технические характеристики представленных на рынке приборов часто указываются кратко. Как и при выборе электронного тахеометра, стоит обращать внимание не только на линейную точность дальномера, но и на погрешность угломерного блока, что не редко явно не указывается производителями сканирующих систем. Время и скорость сканирования также стоит подробно рассмотреть в различных режимах, а не руководствоваться цифрами, взятыми из спецификации к прибору.
«Если говорить про стационарное сканирование, то в своей работе, несмотря на присутствие в нашем парке приборов нескольких производителей, мы продолжаем наиболее активно использовать уже хорошо зарекомендовавший себя сканер Topcon GLS-2000. Он до сих пор по совокупности своих параметров превосходит аналоги, технические характеристики которых «на бумаге» могут казаться предпочтительнее. Также в этом году у нас появился уникальный прибор – робосканер GTL-1000. Это роботизированный тахеометр с интегрированным компактным высокоскоростным сканером, благодаря которому мы смогли в разы сократить время производства работ по сканированию, например, на строительной площадке», - сообщил Григорий Жуков.
Внимательно стоит подходить и к процессу передачи данных лазерного сканирования, отмечает Максим Филипович. «В нашей организации для этих целей используются популярные программные комплексы: Leica Cyclone, Autodesk ReCap, Autodesk Revit. По требованию заказчика выполняется конвертация 3D данных в необходимый цифровой формат. На данный момент критических и неразрешимых проблем искажения данных нет. Важным критерием для заказчика является скорость и точность пространственных данных, поэтому предпочтение стоит отдавать ведущим производителям оборудования для 3d сканирования, таким как Leica Geosystems, Trimble, Riegl. Оборудование подлежит обязательной ежегодной поверке и калибровке с получением соответствующего сертификата», - добавляет он.
По словам Николая Олейника, на данный момент нет единого мнения о приоритетных программных продуктах для внедрения цифровых технологий. Каждая организация выстраивает алгоритм обработки пространственных данных с учетом своих дополнительных нужд и требований. Несмотря на то, что лазерные технологии стали активно использоваться более десяти лет назад, проблема передачи данных специалистам смежных областей все еще актуальна. Эффективные варианты обмена и обработки данных предлагают и сами производители оборудования. «В ЗАО «ЛенТИСИЗ» комплекс обработки и обмена информацией реализован на базе ПО Leica Geosystems. Данная система позволяет эффективно и без потерь работать с большими объемами (до нескольких сотен Гб) информации. Неоспоримыми преимуществами этого продукта являются функциональность, оптимизированные форматы Leica и серверное ПО, позволяющие оперативно подключать к работе над проектом не только своих специалистов, но представителей заказчика», - подчеркнул гендиректор компании «ЛенТИСИЗ».
МАТЕРИАЛЫ ПО ТЕМЕ:
Перспективы применения лазерного сканирования
В особых условиях. Проблемы геодезические изыскания на застроенных территориях
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.
От первого лица. Проблема неграмотного использования материалов и оборудования
Производители строительных материалов, специализированных приборов и оборудования стараются более плотно работать с подрядными организациями, чтобы повысить качество проводимых ими работ.
По мнению экспертов, более чем в двух третях случаев выявленного некачественного строительства виноват человеческий фактор. Представители организаций, непосредственно работающих на стройке, зачастую действуют не в соответствии с установленными требованиями. В частности, они технологически неправильно используют стройматериалы, с ошибками монтируют оборудование и приборы. Все это чревато серьезными ЧП, в том числе трагедиями. Причем иногда низкое качество проведенных строительных или монтажных работ объясняется не только халатностью, но и слабыми знаниями сотрудников подрядных организаций о том, как их необходимо проводить.
Представители производственного сектора отмечают, что качественная продукция не является абсолютной гарантией долговечности и надежности построенного объекта. Грамотное применение материалов – это всегда клиентский опыт. Одни четко соблюдают инструкции и обладают достаточными профессиональными навыками, другие могут упустить важные нюансы, что становится причиной преждевременных ремонтов.
Мера ответственности
Руководитель Службы качества корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ Дмитрий Майоров рассказывает, что случаи неправильного применения стройматериалов компании возникают, к сожалению, регулярно. «Иногда сложно поверить, что это правда, пока не увидишь своими глазами. Например, в нашем ассортименте есть кровельный битумно-рулонный материал, на нижнюю сторону которого нанесены каналы, покрытые песчаной посыпкой, и полосы с битумным вяжущим. Таким образом, за счет наличия специальных вентканалов мы решили проблему вздутий. Однажды подрядчики на одном из объектов уложили материал нижней стороной, которая частично покрыта песком, наружу. Монтировать на такое покрытие второй слой гидроизоляции крайне сложно, поскольку песок будет препятствовать равномерному разогреву материала», – поясняет он.
В этом смысле помощь производителей на стадии строительства одинаково полезна и для заказчиков, и для подрядчиков, добавляет эксперт. Первые получают дополнительную уверенность, что результат окажется качественным, а вторые – экономят затраты, делая с первого раза работу в соответствии с технологией, а также повышают уровень знаний и мастерства.
Согласна с такой оценкой ситуации и генеральный директор АО «Фирма Изотерм» Виктория Нестерова. По ее словам, компания также неоднократно сталкивалась с тем, что при монтажных работах приборы отопления неправильно устанавливали, царапали, били, загрязняли строительными растворами и мусором так, что они переставали работать или начинали шуметь. «Когда компании производят монтаж приборов отопления, даже не открывая паспорта на продукцию и не интересуясь, как устанавливать конвектор и какие необходимы условия для его правильной эксплуатации, – трудностей не избежать. Примеров масса. И проблема здесь одна: строители очень легко и без привлечения к ответственности за негативные последствия отходят от первоначального проекта, который разрабатывали специалисты. Желание экономить на здоровье людей – очень частая история нашего строительного рынка», – отмечает эксперт.
По мнению Виктории Нестеровой, эта ситуация – не вопрос контроля производителей, это ответственность самих строителей перед своими покупателями. Чтобы избежать проблем при эксплуатации, достаточно грамотного технического контроля самой строительной компанией. При этом «Изотерм» в паспортах на продукцию, технических каталогах, на сайте и всеми иными способами доносит до монтажников правила установки своих приборов. «Кроме того, мы очень оперативно откликаемся на все вопросы наших заказчиков по монтажу и вообще по любому техническому вопросу. Наш 30-летний опыт работы позволяет нам решить самые сложные проблемы, которые возникают как в процессе стройки, так и в процессе эксплуатации приборов отопления», – подчеркивает она.
По мнению коммерческого директора ООО «ЛСР.Стеновые» Алексея Онищенко, на строительной площадке важны технический контроль со стороны заказчика и авторский надзор от архитекторов и проектных бюро. Производитель, в свою очередь, должен обеспечить грамотную консультацию клиенту при выборе материала и разработке проекта, рекомендуя к применению те технические решения, который оптимальны в каждом конкретном случае. Не менее важна поддержка производителей при подготовке специализированных регламентов для строителей, а также обучение их применению продукции.
«Зачастую нарушения строительных правил и требований проектной документации приводят к значительным затратам на исправление ошибок. Тем не менее, порой нестандартный подход в проектных решениях использования того или иного материала приводит к улучшению технических характеристик и эстетичному виду объекта. Один из таких примеров – применение в строительстве ограждений тротуарного клинкера. В нашей компании есть подразделение по работе с проектными организациями, которое взаимодействует с ведущими архитектурными мастерскими и проектными бюро. Мы всегда делимся с партнерами накопленным опытом, а также совместно вырабатываем новые решения», – отмечает Алексей Онищенко.
Поддержать и обучить
Представители производственного сектора помогают строителям не только «точечно», но и системно. Они проводят различные семинары, тренинги, вебинары как на своих, так и внешних площадках. В большинстве случаев такие занятия бесплатны. Они проводятся не только для представителей подрядчиков, но и для служб заказчика, торговых партнеров, специалистов служб надзора, муниципальных организаций. В ряде производственных компаний образовательное направление деятельности выделено в отдельную структуру, имеет свой штат специалистов, большие учебные площадки регионального и федерального уровня.
Некоторые такие центры сами производители именуют академиями. В частности, они есть у фирм ТЕХНОНИКОЛЬ, Сен-Гобен, UPONOR (системы водоснабжения), Fischer (крепежные системы) и др. Главная цель, отмечают участники рынка, – от первого лица эффективно донести до партнеров огромный объем знаний, связанных с применением тех или иных материалов или оборудования.
Дмитрий Майоров также напоминает, что в 2013 году в корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ появилась Служба качества. «Наши инженеры работают во всех регионах России и помогают подрядчикам справляться с монтажом материалов – обучают, подсказывают, проводят обследования, мастер-классы. Ежегодно мы обследуем около 2 тыс. объектов. Помимо работы на объектах в начале строительного сезона, во всех регионах Служба качества проводит очные встречи с подрядчиками. На них мы получаем обратную связь, замечания и пожелания по материалам и сервисным услугам. Многие предложения затем внедряются», – говорит он.
Мнение
Дмитрий Майоров, руководитель Службы качества корпорации ТЕХНОНИКОЛЬ:
– Практика показывает, что качество стройматериалов – это не гарантия того, что объект, построенный с их применением, долго не потребует ремонта, будет надежным и долговечным. С одним и тем же материалом различные специалисты могут работать совершенно по-разному. Накладывает отпечаток уровень профессионализма, знаний, в конце концов, пресловутый человеческий фактор. С этой точки зрения, со стороны производителя скорее нужна поддержка, а не контроль. Наша задача, как производителя, помочь подрядчикам, вовремя донести информацию о новых решениях, при необходимости обучить, указать на ошибки и объяснить, как делать правильно.