Лазеры в строительстве
Прогресс в сфере механики и электроники приводит экономику на достаточно высокие уровни развития, которое касается всех ее областей и отделений.
Применение лазера
Строительство, как сфера наиболее актуальная, не стало исключением для технической новизны. Если еще двадцать или тридцать лет тому назад строитель не мог себе представить, что в двадцать первом веке он сможет осуществлять свою деятельность в технологии быстрого монтажа или же использовать лазерные инструменты. Именно на основании последних на наших глазах постоянно вырастают новые здания, поскольку лазерные системы намного ускоряют строительные работы.
Итак, лазерное строительное оборудование — это специально разработанные инструменты, в которых предусмотрен лазерный луч, которым регулируют направления и плоскости.
На данный момент строители уже используют несколько видов таких инструментов, которые, в свою очередь, делятся на подвиды.
Для того, чтобы указать направление действия такого инструмента, в нем используется лазерный луч (это тип проекционных лазерных инструментов).
То оборудование, действие которого основывается на вращающемуся лазерному лучу, который предусматривает плоскость, называется ротационным. Это подвид лазерных построителей плоскости. Другом подвидом таких установок являются секторные лазерные инструменты, в которых плоскость определяется через развертку лазерного луча, который проходит через систему преломляющихся призм.
Кросслайнеры
Существуют, также, специальные секторные лазеры, которые одновременно работают с заданием нескольких взаимоперпендикулярных плоскостей. Это — кросслайнеры.
Обращаясь к использованию лазерных инструментов в строительстве, специалисты подбирают данное оборудование по нескольким параметрам. Во-первых, их интересуют плоскости, которые могут задавать эти механизмы. Во-вторых, внимание обращают на радиус действия лазерных лучей. В-третьих, смотрят на диапазон действия компрессора того или иного лазерного инструмента. В-четвертых, рассматривают уровень точности для задания плоскостей или направлений.
Применение лазерных технологий в современном строительстве
В современном мире требования к надёжности, технологичности а также долговечности различных строительных объектов постоянно растут и вместе с этими требованиями возникает необходимость повышения общего уровня строительных работ с технической точки зрения. При любом строительстве огромную важность имеют инженерно-геодезические измерения и построения, для осуществления которых следует соблюдать высокую точность. Именно от того, насколько точно были проведены геодезические работы, зависит качество и надёжность последующих строительных и монтажных работ, а также ремонтных работ.
Технический уровень строительства постоянно возрастает и вместе с ним становятся всё более и более совершенными всевозможные строительные приборы и устройства. Наиболее современными и эффективными являются лазерные приборы. В настоящее время производят множество компактных лазерных приборов, которые, несмотря на свою сравнительно невысокую стоимость, позволяют с высокой точностью обозначить плоскость горизонта, либо плоскость с заданным углом наклона на расстоянии до шестисот метров при помощи лазерного луча.
Новый класс современных высокоточных приборов включает в себя разнообразные лазерные нивелиры а также электронные рулетки, которые отличаются между собой как по техническим характеристикам, так и с точки зрения стоимости.
Основным предназначением лазерных нивелиров является определение наклонной либо горизонтальной плоскости при помощи специального лазерного луча, который вращается со скоростью около шестисот оборотов в минуту. Лазерные нивелиры, которые выпускаются в настоящее время, можно разделить на два основных класса. Первый класс лазерных нивелиров предназначен для выполнения внутренних работ, а второй – соответственно, для выполнения наружных строительных и отделочных работ. Эти лазерные приборы отличаются друг от друга набором функциональных возможностей, мощностью лазерных излучателей а также своей точностью.
Сфера применения лазерных нивелиров очень широка – установка стен и перегородок, установка бетонных блоков, прокладка дренажных и канализационных систем, бурение скважин, устройство дорожных покрытий, вертикальная планировка а также контроль отметок фундамента зданий.
В приборах, предназначенных для проведения наружных работ, как правило, применяется лазер с более высокой мощностью. Лазерные нивелиры, предназначенные для внутренних строительных и отделочных работ, предусматривают возможность задания как горизонтальных, так и вертикальных плоскостей. Некоторые модели оснащены специальной призмой, которая расщепляет основной луч на два перпендикулярных друг другу луча – это значительно облегчает вертикальное проецирование, а также разбивку перпендикуляров.
ПРИМЕНЕНИЕ ЛАЗЕРНОГО СКАНИРОВАНИЯ ПРИ ИНФОРМАЦИОННОМ МОДЕЛИРОВАНИИ ЗДАНИЙ
Наземное лазерное сканирование
Лазерное сканирование на сегодняшний момент делится на наземное (НЛС), мобильное (МЛС или мобильное картографирование) и воздушное (ВЛС). Предметом настоящей статьи является наземное лазерное сканирование , которое считается самым быстрым и высокопроизводительным средством получения точной и наиболее полной информации о пространственном объекте сложной формы: зданиях, промышленных сооружениях и площадках, памятниках архитектуры, смонтированном технологическом оборудовании. Суть технологии сканирования заключается в определении пространственных координат объекта при помощи лазерного сканера. Процесс реализуется посредством измерения углов и расстояний до всех определяемых точек с помощью измерений лазерным лучом до отражающих поверхностей с нескольких точек сканирования с перестановкой прибора. Измерения производятся с очень высокой скоростью – наиболее современные приборы производят измерения со скоростью от одного миллиона точек в секунду.
Управление работой лазерного сканера осуществляется с помощью ноутбука или планшета с набором программ, или с помощью сенсорной панели управления, встроенной в сканер. Полученные координаты точек из сканера создают так называемое облако точек.
Сканер имеет определенную область обзора. Чаще всего они имеют встроенную цифровую фото-видеокамеру. С помощью камеры можно выделять необходимую область сканирования, либо проводить визуальный контроль качества и полноты собранных данных. Также фотокамера используется для раскрашивания облака точек в естественные цвета.
Наземное лазерное сканирование значительно отличается от других методов сбора пространственной информации. Среди отличий выделим несколько основных:
Благодаря своей универсальности и высокой степени автоматизации процессов измерений лазерный сканер является инструментом оперативного решения самого широкого круга прикладных инженерных задач.
BIM – информационное моделирование зданий
Наиболее актуальной технологией, в которой применяется лазерное сканирование, является BIM – информационное моделирование зданий.
Технология информационного моделирования является самым передовым решением в строительной отрасли при возведении, эксплуатации и реконструкции зданий и сооружений, предполагающий комплексную обработку в трёхмерном представлении всей архитектурно-проектной, конструкторской, технологической, экономической и иной информации о здании, когда здание и все, что имеет к нему отношение, рассматривается как единый объект. Внедрение данной технологии значительно повышает качество проектирования и упрощает работу на всех этапах жизненного цикла объекта.
Лазерное сканирование применяется в BIM при изысканиях на первых этапах проекта, контроле процесса строительства, оценке результата строительства и актуализации BIM модели по фактическим данным.
Рассмотрим подробнее этапы проверки и актуализации BIM-модели по данным наземного лазерного сканирования.
Вторым этапом является наложение полученного облака точек на цифровую модель здания для последующего визуального анализа и инспектирования отклонений данных съемки от проекта. Наложение, визуальный анализ и инспектирование можно выполнить в программе Trimble RealWorks