Skanowanie laserowe rewolucjonizuje architekturę i branżę budowlaną

Wszechstronność dostępnych możliwości analizy sprawia, że skanowanie laserowe 3D jest bardzo interesującą metodą, nadającą się do szczegółowej inwentaryzacji także skomplikowanych struktur budynków. Koszty usług skanowania spadły obecnie dzięki nowoczesnym rozwiązaniom sprzętowym i programowym do takiego poziomu, że stały się konkurencją dla obmiaru ręcznego.

Na etapie pomiarów i planowania budynków, przebudowy, pomieszczeń wewnętrznych i terenów zewnętrznych wymagane są niezwykle szczegółowe i niezawodne dane pomiarowe. Ponieważ dokładność i wolny od błędów obmiar są podstawą każdego solidnego planowania i inwentaryzacji, branży architektonicznej nie wystarcza już tylko sama obróbka obrazów 2D.

O tym, jak uniknąć błędów w planowaniu i zwiększyć opłacalność projektów za pomocą całkowicie zautomatyzowanego skanera laserowego Focus3D firmy FARO, można się przekonać na przykładzie następującego raportu z zastosowania.

Biuro architektoniczne laser scanning architecture otrzymało zlecenie porównania dostępnych planów budynku ze stanem rzeczywistym. Pomiar przeznaczonego do modernizacji budynku administracyjnego w stanie surowym został wykonany z zastosowaniem skanera laserowego FARO Focus3D. Architekt inż. dypl. Johannes Rechenbach uzyskał 30 oddzielnych skanów w zaledwie 5 godzin. W trakcie tej operacji zostało zarejestrowanych 2800 mkw. powierzchni elewacji oraz 1500 mkw. powierzchni pięter w 3D. 

Ponieważ obecnie biura architektoniczne pracują jeszcze przeważnie w trybie 2D, przy czym często wymagana jest niezawierająca zniekształceń prezentacja 2D, która będzie mogła stanowić podstawę planowania budynków lub pomieszczeń wewnętrznych i terenów zewnętrznych, z trójwymiarowych danych skanów można uzyskać dowolne odwzorowania 2D, takie jak rzuty poziome, przekroje i widoki. Następnie odwzorowania te można zaimportować z zachowaniem skali do programów CAD. Dzięki temu stan planowania można w bardzo wygodny sposób porównać z istniejącym budynkiem: ewentualne błędy planowania mogą zostać w porę wykryte i usunięte jeszcze przed rozpoczęciem budowy. W ten sposób można uniknąć problemów z tytułu odpowiedzialności cywilnej, a zwiększone wymagania pod względem dokładności i opłacalności zaczynają się kalkulować. W omawianym przykładzie dotyczącym inwentaryzacji budynku biurowego można wyraźnie stwierdzić różnice przez zastosowanie metody skanowania laserowego. W porównaniu do planu opracowanego w programie CAD w obszarze podpór środkowych i prawej ściany zewnętrznej wyraźnie widoczne są odchylenia.

Jeżeli odchylenia te zostaną wykryte dopiero w czasie budowy, może się to wiązać z wysokimi dodatkowymi kosztami i wadami funkcjonalnymi w projekcie. Dzięki skanerowi laserowemu FARO można już na wczesnych etapach zapewnić wymagane bezpieczeństwo planowania przez obmiar 3D. Różnice między stanem rzeczywistym a planowaniem wyniosły w przypadku tego obiektu ok. 30 mkw. na wszystkie piętra. W ten sposób można odpowiednio wcześnie wykryć możliwą utratę powierzchni przeznaczonych pod wynajem i przekazać informację na ten temat. Również podczas obmiaru elewacji należy skorzystać z wyników skanowania wykonanego przy użyciu skanera Focus3D.

Jednak po przeprowadzeniu analizy i bezpośredniego porównania z poszczególnymi ręcznymi pomiarami w przykładowych punktach okazało się, że przy ręcznym obmiarze nie dało się zachować wymaganej dokładności wynoszącej maks. 5 mm na otwór okienny. Stwierdzono odchylenia o rozrzucie od 0 mm do 15 mm. Dzięki dodatkowemu pomiarowi tachymetrycznemu można by było natomiast zoptymalizować wynik. Byłoby to jednak związane ze znacznym nakładem czasu.

Po nałożeniu danych skanowania na wykonany ręcznie plan elewacji można wykonać kontrolę wzrokową rastrów osi, wysokości nadproży i punktów szczegółowych na wczesnych etapach planowania. Jest to także praktyczny sposób na uniknięcie błędów w planowaniu i zapewnienie bezproblemowego przebiegu budowy. W przypadku tego obiektu pomiary skanera Focus3D wykazały, że stalowe podpory konstrukcji dachowej, które zostały przedstawione na rysunku na czerwono, nie są ustawione centralnie nad masywnymi podporami pięter. Dzięki tej wiedzy można było ustawić oblicówkę podpór na poddaszu mimoosiowo w taki sposób, aby uzyskać pożądany jednolity obraz elewacji. W porównaniu z innymi metodami pomiarowymi, unikalną cechą skanowania laserowego 3D przy użyciu skanera Focus3D jest całościowa rejestracja rzeczywistego stanu budowy i możliwość wszechstronnej analizy danych. Przy użyciu skanów można wygenerować widoki aksonometryczne lub perspektywiczne z dowolnych punktów widzenia. Można tworzyć animacje wideo z ciągle zmieniającymi się ścieżkami ruchu kamery. Zawartość skanów 3D udostępnia w ten sposób zbiór danych, które można wykorzystać jako podstawę jednej z licznych innowacyjnych opcji prezentacji wizualnej.

W ramach zabezpieczania dowodów, skany 3D wykonane skanerem FARO Focus3D służą na przykład do potwierdzania i prezentowania równości elementów konstrukcji. Obszary przedstawione na rysunku na czerwono znajdują się 2,5 cm przed powierzchnią referencyjną, obszary zaznaczone na niebiesko – 2,5 cm za tą powierzchnią. Także po latach można w ten sposób precyzyjnie i zgodnie z prawem udokumentować stan budynku. Przy użyciu oprogramowania SCENE można tworzyć 360-stopniowe panoramy w jakości fotograficznej do wizualnej i geometrycznej analizy obiektu. Gęstość danych jest przy tym tak duża, że nad planami można opracowywać także z dala od lokalizacji, w której znajduje się budynek. W celu wykonania dodatkowych pomiarów nie trzeba więc dodatkowo odwiedzać budynku. W ten sposób oszczędza się czas i koszty. Firmy biorące udział w przetargu mogą oglądać przez Internet panoramy o wysokiej rozdzielczości i przedstawiać dzięki temu dokładnie oszacowane oferty. Pomaga to także obniżyć koszty budowy. Panoramy można w razie potrzeby opublikować na stronie domowej architekta lub inwestora.