Конечно, архитекторы и проектировщики давно пользуются продвинутым софтом вместо чертежных досок, но это лишь одна сторона медали. Сегодня в их руках оказался еще один мощный инструмент — системы 3D-сканирования, которые с точностью до миллиметра оцифровывают окружающее пространство.
Что такое 3D-сканирование и как это работает
Говоря простыми словами, это современная технология сбора пространственных данных. Процедура проводится с помощью лазерного 3D-сканера, который совершает до 1 млн измерений с точностью до 0,2-0,5 мм. Прибор анализирует, как свет определенной частоты отражается от окружающего пространства и фиксирует это. Поскольку скорость света известна, для измерения расстояния используется время, которое луч проводит в пути. Технология называется лидар, ее можно найти в современных беспилотных автомобилях и даже в системе идентификации Face ID от Apple.
Строительные сканеры гораздо точнее и производительнее излучателей в смартфонах. Их стоимость начинается от $50 000 — $60 000. При ручном использовании, оператор прибора переставляет его с места на место, чтобы получить наиболее полный набор данных. Длительность процесса зависит от площади объекта и может измеряться как днями, так и неделями. После завершения полевых работ, итоговое "облако точек" сводят вместе при помощи ПО (Autodesk, Bentley, AVEVA, Intergraph, Faro Scene) и создают реалистичную 3D-модель объекта.
Подписывайтесь на Telegram-канал delo.uaПочему это важно
Эта информация имеет исключительную ценность для проектировщиков и архитекторов. К примеру, если речь идет о модернизации или реконструкции объектов, 3D-сканирование позволяет свести к минимуму количество ошибок и просчетов. В то время как чертежи могут показывать идеальную картинку, такой метод оценивает все реалистично.
При строительстве нового здания, 3D-сканер закрепляется на дрон для оценки топографических условий. Полученные данные затем накладывают на ортофотоплан (высокоточную фотосъемку) и получают цифровую модель рельефа. Итоговый результат дает максимально точное представление о месте проведения стройки и позволяет сэкономить сотни человеко-часов на полевых работах. А также эффективно распределить ресурсы и грамотно составить смету. Чем больше застройщик будет знать заранее, тем меньше задержек случится. Неудивительно, что оценивание и экспертиза — одна из самых активно затребованных сфер строительства и спрос на данных специалистов в 2020 году поднимется на 25%.
Но в отличие от людей, сканер не ошибается, а полученная модель куда более удобна в работе. Темп работ здесь тоже совсем другой. К примеру, если речь идет о картографировании, то беспилотник со сканером может облететь площадь от 40 до 120 Га за 25 минут. Также для лидар-технологии не требуется хорошее освещение.
Создать "цифрового двойника" здания важно не только с точки зрения расчетов и оценивания. В сегодняшней строительной индустрии эта информация полезна всем. К примеру, страховая компания может принять в расчет модель для изучения и оценки рисков. Запросить модель могут и службы спасения, надзорные органы. По мнению Кевина Доулинга, основателя 3D-стартапа Kaarta, в будущем даже пожарные в первую очередь будут знакомиться именно с "цифровым двойником" здания, чтобы избежать неоправданного риска.
Как технологии помогают сохранять архитектуру
В апреле 2019 года мир с тревогой наблюдал за телеэфирами из Парижа — там горел собор Парижской Богоматери. Здание, возраст которого превышает 800 лет, едва не рухнуло. У Нотр-Дама-де-Пари обвалился шпиль, древние перекрытия могли не выдержать огня и нагрузки.
К счастью, опорные конструкции выдержали и сейчас собор закрыт на реставрацию. Его восстановят в полном соответствии с прежним обликом, хотя на это и уйдет сотни миллионов евро. Но полагаться специалисты будут не на древние чертежи или фотографии, а на детальную 3D-модель. Ее создал специалист по истории архитектуры Энрю Теллон в 2010 году. В течение 5 дней Теллон с коллегами собирал данные о здании с помощью сканеров: накопилось более 50 точек измерения и огромное "облако точек". Следом по нему создали детализированный 3D-план собора.
Такие данные — лучшее подспорье для реставраторов, объясняет Реймонд Пепи, глава американской Ассоциации сохранения архитектуры: "Иметь в наличии сканы — невероятно важно. На них здание запечатлено во всех недостатках и неточностях. Когда создаешь чертеж, невольно искажаешь все в правильную сторону. Это помогает сориентироваться, но это ведь не реальность".
Строительное дело — одно из самых древних. Но как бы не менялись подручные средства и материалы, в основе всегда точность и надежность. Когда-то правильность замеров обеспечивали линейки и рулетки. Сегодня в руках у специалистов — миллионы лазерных лучей и 3D-модели. Такой инструментарий нельзя игнорировать.