Публикации

Лазерное сканирование и построение 3D моделей объектов исторического наследия на примере Кругового депо Ленинградского вокзала в Москве

Статья готовится к публикации.
Автор: А.В. Фролов (под редакцией Родиона Харланова)

Создание исполнительной документации для проектов реставрации объектов исторического наследия

Любой проект реставрации памятника архитектуры или объекта историко-культурного наследия всегда выполняется на основе подробной исходной документации, содержащей все необходимые чертежи, планы и схемы. Хорошо, когда она существует, доступна и актуальна. Но в подавляющем большинстве случаев документация полностью утрачена или настолько устарела, что не может быть использована для проектирования. В таких случаях, которые на практике происходят фактически всегда, на предпроектной стадии производится исполнительная съемка, чаще с привлечением компаний, специализирующихся на выполнении изыскательских работ, и проектировщикам выдается полный комплект исполнительной документации, созданной по результатам проведенных обмеров.

Круговое депо Николаевского вокзала в Москве (акварель архитектора Р.А. Желязевича, 1850-е годы)

 

Построение актуальных трехмерных моделей по результатам исполнительной съемки остается редкостью

Как правило, большинство (до 90%) проектов по выполнению исполнительной съемки объектов историко-культурного наследия и памятников архитектуры предполагает в результате получение обычной и привычной для основной массы проектировщиков документации в виде стандартных плоских чертежей, таких как обмерные чертежи фасадов здания, поэтажные планы интерьеров, разрезы или сечения и, что значительно реже, развертки стен. Лишь совсем небольшая часть проектов завершается созданием 3D-модели, которая передается Заказчику. Впрочем, здесь также необходимо заметить, что в настоящее время ни нормативная база, ни СНиПы, ни ГОСТы не только не рассматривают, но и вовсе не упоминают трехмерное моделирование в качестве инструмента проектировщика, а трехмерную модель в качестве источника исходных данных. Поэтому Заказчик, ставящий задачу создать 3D модель здания, как правило, впоследствии использует полученную модель не как инструмент для проектирования, а скорее для визуализации, презентаций, или же в процессе принятия коллективных решений. Тем не менее, модель остается нормальным рабочим инструментом и вполне может применяться проектировщиками для получения обычных плоских чертежей путем построения сечений и разрезов средствами AutoCAD или иных программных продуктов.

Обстановка во внутреннем дворе Кругового депо перед 3D лазерным сканированием (август 2012 года)

 

3D модель является идеальным инструментом для получения неограниченного числа плоских чертежей

В подавляющем большинстве случаев проектировщик не знает и не может предугадать ни точное количество, ни даже виды исполнительных чертежей, требующихся после проведения исполнительной съемки. Поэтому обычно подобные обследовательские работы заканчиваются передачей проектировщикам стандартного комплекта обмерных чертежей. Необходимость в получении дополнительных чертежей часто возникает неожиданно и обусловлена технологическим процессом, будучи сопряженной с решением различных формальных, финансовых и организационных проблем; в этом случае проектировщики снова вынуждены обращаться к изыскателям. В таких ситуациях трехмерная модель является идеальным инструментом, который позволяет получать неограниченное количество плоских обмерных чертежей там, где это необходимо и в том виде, в каком требуется, не привлекая при этом снова к работе изыскателей. Разумеется, все это справедливо при наличии достаточного опыта и квалификации в трехмерном проектировании у исполнителей проектировщика.

Фрагмент 3D модели наружного фасада Кругового депо, созданной по данным лазерного сканирования

 

3D лазерное сканирование и трехмерное моделирование Кругового депо Ленинградского вокзала

Одним из примеров построения трехмерной модели памятника архитектуры может служить проект компании «НГКИ» по лазерному сканированию и моделированию здания Кругового локомотивного депо Николаевской железной дороги, расположенного на территории архитектурного ансамбля Ленинградского (Николаевского) вокзала в Москве. Здание Кругового депо было построено в 1846–1851 годах по проекту архитектора К.А. Тона и является объектом культурного наследия, относящимся к ансамблю Ленинградского вокзала. Круглое паровозное депо имеет уникальную архитектуру и выстроено в формах эклектики с преобладанием черт позднего классицизма в соответствии с распространенной в те времена в Америке круглой схемой. По проекту К.А. Тона в депо были предусмотрены отдельные секции (стойла) для стоянки 22 локомотивов, во внутреннем дворе был установлен рельсовый поворотный паровозный круг для отправки паровозов в соответствующие стойла, а венчал его круглый металлический купол. Выразительное и яркое паровозное здание было градостроительной доминантой не только станционного ансамбля, но и всей окружающей его местности. Во времена советской власти этот один из известнейших и красивейших памятников архитектуры эпохи промышленной революции середины XIX века находился в полузаброшенном состоянии, пока на всей его территории не разместился небольшой завод «Макет», относившийся к Министерству путей сообщения и выпускавший плакаты и стенды для нужд железнодорожников. В начале 90-х годов завод закрылся, а здание постигла печальная судьба десятков и сотен тысяч подобных строений: оно было отдано в аренду многочисленным офисам, магазинам, складам и мелким лавкам. Таким образом обстояли дела вплоть до 2011 года, пока РЖД не решило провести масштабную реконструкцию здания депо с приспособлением под текущие нужды Октябрьской железной дороги.

Главный фасад, два разреза и общий план Кругового паровозного депо в Москве (середина XIX века)

 

Мотивы выбора трехмерного моделирования Кругового депо по данным лазерного сканирования

Проектная организация, выбранная руководством РЖД в качестве подрядчика по разработке проекта реконструкции, обратилась в компанию «НГКИ» с просьбой провести лазерное сканирование и построить точную трехмерную модель внешних фасадов Кругового депо и фасада внутреннего двора объекта. Съемка интерьеров и внутренних помещений не требовалась. Свое желание получить именно точную трехмерную модель, а не комплект плоских исполнительных чертежей, проектировщики мотивировали следующим:
— требовалась наглядная визуализация текущего состояния здания;
— требовалось получить инструмент для последующего выбора тех или иных проектных решений;
— необходимо было получить исходную модель для создания исполнительных чертежей.

 

Требования к созданию трехмерной модели Кругового депо Ленинградского вокзала

После выяснения всех технологических задач, а также согласования необходимых технических условий и параметров, стороны пришли к единому мнению, что съемке подлежат только фасады (внешние и внутренние) и кровля. Конечная модель должна была быть разложена на несколько слоев (фасады, коммуникации, кровля, строительные конструкции, лестницы и прочее), перечень которых был предварительно согласован с Заказчиком.

Лазерное сканирование на крыше Кругового депо Ленинградского вокзала выполняет Z+F Imager 5006

 

Полевой и камеральный этапы работ при лазерном сканировании и моделировании Кругового депо

Примерные объемы работ, выполненных нашими специалистами при съемке Кругового депо Ленинградского вокзала по технологии трехмерного лазерного сканирования, следующие: общая площадь отсканированного внешнего фасада составила 2500 кв. м, площадь фасада внутреннего двора — 600 кв. м. Загруженность декором и элементами низкая, практически отсутствовала. Собственно лазерное сканирование заняло четыре дня работы двух специалистов. Один из дней целиком был затрачен на съемку кровли. Немало хлопот доставила густая растительность с северо-восточной стороны внешнего фасада, закрывавшая обзор, что привело к увеличению количества сканов. Съемка производилась фазовым лазерным сканером Z+F Imager 5006, что и позволило выполнить данную работу в такие сжатые сроки. Всего по результатам выполненных обмерных работ было получено более 200 сканов, которые затем были сшиты в единое облако точек. Суммарно на сшивку полученных сканов было затрачено пять дней. Затем начался процесс послойного моделирования здания. Работа была разделена между двумя исполнителями и продолжалась в течение трех недель. Еще несколько дней ушло на стыковку и сведение готовой 3D модели и передачу ее Заказчику. Модель была передана в формате .dxf и впоследствии использовалась специалистами проектировщика в дальнейшей работе над проектом.

Общий вид твердотельной трехмерной модели Кругового депо, построенной по данным сканирования

© 2001 – 2017. Инженерная компания «НГКИ».
Официальное интернет-представительство.
Контактная информация:
тел.: 
+7 (495) 60-20-100
эл. почта: 
Официальные представительства
компании «НГКИ» в социальных сетях:
«НГКИ» в Твиттере
«НГКИ» Вконтакте
«НГКИ» в Facebook

Трехмерное лазерное сканирование и обмерные работы, топографо-геодезические работы, инженерные изыскания

Внедрение технологии построения 3D-моделей и подготовки исполнительной документации зданий, сооружений и оборудования по результатам трехмерного лазерного сканирования в практику проектирования, строительства, реконструкции и управления объектами гражданского и промышленного строительства.
Наш официальный канал на YouTube
Каталог Строительных Фирм
Разработка и контент
сайта: Trio-R Alliance.
При использовании любых материалов с ресурса ссылка на сайт www.ngce.ru обязательна!
Срочная вакансия
Приглашаем на работу молодых специалистов или студентов-дипломников со знанием основ геодезии, желающих освоить самые передовые технологии 3D лазерного сканирования и моделирования.
Позвоните нам сами или оставьте свой номер телефона в поле ниже, и мы свяжемся с вами: