قياس المبنى باستخدام المسح بالليزر لإنشاء نموذج BIM، شارع بيتروفسكي بوليفارد ١٧، موسكو

يقع منزل تجارة النبيذ “Camill Depre”، وهو مبنى يعود لعام ١٨٩٩ صممه المهندس المعماري R. Kleim، في وسط موسكو على شارع بيتروفسكي بوليفارد (Petrovsky Boulevard). لم يُستخدم المبنى المكون من طابقين خلال العشرين عاماً الماضية. كان يوجد في الطابق الأرضي متجر لبيع النبيذ، وفي القبو متجر لتعبئة النبيذ وأقبية تخزينه. أُجريت أعمال إعادة إعمار المبنى من أجل تحويله إلى شقق بأسلوب “لوفت” (Loft apartment). وكان قياس المبنى باستخدام المسح بالليزر مطلوباً لإنشاء نموذج نمذجة معلومات البناء “كما بُني” (As-Built BIM model) دقيق ومحدث بسرعة.

نفذت شركة Trimetari Consulting LLC أعمال المسح بالليزر باستخدام ماسحين ضوئيين: Leica P20 و FARO Focus3D. يعمل كلا الجهازين بسرعات تصل إلى ١ مليون قياس في الثانية. يتميز جهاز Leica P20 بمدى أطول، لذا استُخدم هذا الماسح لقياس الواجهات والأسطح، بينما عملت كلتا الأداتين بالتوازي في الأجزاء الداخلية.

على مدار ثلاثة أيام من الأعمال الميدانية، تم مسح مساحة تبلغ حوالي ٧,٠٠٠ متر مربع (طابقان يحتويان على العديد من الغرف الصغيرة، وقبو، وسطح). استُخدمت الكاميرا المدمجة في الماسح الضوئي في عمليات المسح “الخارجية”، مما أتاح تلوين كل نقطة من سحاب النقاط (Point Cloud) باللون المناسب للكائن. ونظراً لعدم الحاجة إلى ذلك، لم تُستخدم الكاميرا في الأجزاء الداخلية، بل لُوّنت النقاط بناءً على شدة الإشارة المنعكسة (Intensity).

كان القياس بالطريقة التقليدية (باستخدام شريط القياس أو محطة الرصد الشاملة Total Station) لمثل هذا الكائن سيستغرق وقتاً أطول بكثير. والأهم من ذلك، أن القياس اليدوي كان سيحتوي حتماً على الكثير من الأخطاء. وبفضل الدرجة العالية من الأتمتة، يتيح المسح بالليزر تقليل تأثير العامل البشري على جودة القياس المعماري.

يحتوي سحاب النقاط الذي تم الحصول عليه نتيجة المسح بالليزر على معلومات مفصلة حول هندسة الكائن: سمك جميع الطوابق والجدران، وأبعاد الفتحات، ومناسيب الارتفاع، وانحرافات الأقواس. بالإضافة إلى ذلك، تم تكوين صور بانورامية كروية (Spherical panoramas) للكائن من سحاب النقاط باستخدام برنامج Leica TruView. تتيح هذه الصور البانورامية عرض المبنى من أي نقطة مسح، بالإضافة إلى إجراء القياسات وإضافة ملاحظات توضيحية (Annotations). وهذا يبسط التفاعل مع العميل والعمل الجماعي ضمن المشروع.

تم تصدير سحاب النقاط الذي تم الحصول عليه باستخدام Leica Cyclone إلى Autodesk ReCap لمزيد من المعالجة. يحتوي ReCap على إعدادات لإدارة سحاب النقاط (نقاط التجزئة، التمييز، تعديل شدة عرض الألوان، إلخ) ويتيح لك تحقيق مستوى التفاصيل المطلوب لإنشاء نموذج BIM.

بناءً على سحاب النقاط في Autodesk Revit، تم إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد “كما بُني” (As-Built 3D-model) لحالة المبنى في عام ٢٠١٥. ولإنشاء النموذج، خضع سحاب النقاط الأولي للتجزئة وأخذ العينات (Segmented and sampled). ولتبسيط العمل، استُخدم المكون الإضافي Leica CloudWorx for Revit، والذي يسرع نمذجة الكائنات باستخدام أدوات التعرف على التصميم، والعمل مع الشظايا عند إنشاء الرسومات ثنائية وثلاثية الأبعاد، إلخ. وبفضل هذا المكون الإضافي، تم توفير الوقت اللازم لإنشاء العديد من الكائنات. كما تم بناء الهياكل في Revit باستخدام سحاب النقاط فقط، دون المكون الإضافي CloudWorx. وتُعد هذه طريقة أكثر استهلاكاً للوقت، ولكنها في نفس الوقت طريقة بسيطة ومضمونة للنمذجة باستخدام سحاب النقاط.

تتمثل إحدى الميزات الفريدة للعمل مع المسح بالليزر في الاستغناء التام عن الزيارات الإضافية للموقع والقياسات الإضافية. تم إجراء جميع القياسات المفقودة باستخدام الصور البانورامية الكروية في Leica TruView أو سحاب النقاط في Revit. وتجدر الإشارة إلى سهولة العمل للمهندسين، لأن المشروع أخذ في الاعتبار شبكات الاتصالات العابرة (Transit communications) الموجودة بالفعل والتي تمر عبر قبو المبنى. أتيحت للمهندسين الفرصة لفحص شبكات الاتصالات بالتفصيل باستخدام الصور البانورامية الكروية في Leica TruView، دون الحاجة إلى الذهاب إلى الموقع لكل استفسار، مما قلل بشكل كبير من الوقت المستغرق.

بالنسبة لأعمال إعادة الإعمار في Autodesk Revit، توجد أداة مفيدة جداً تسمى “المراحل” (Phasing). تتيح هذه الأداة تحديد المراحل الرئيسية للعمل في المشروع وإرفاق عمليات بناء وهدم الكائنات بها. وبالتالي، يتم تشكيل نموذج BIM متكامل لجميع أنواع الأعمال، مع وثائق ومواصفات دقيقة، في ملف واحد. تحصل جميع الكائنات الموجودة على مرحلة بناء “موجودة” (Existing)، وعند الضرورة، يتم تحديد الهدم في الخصائص. يتم إنشاء جميع الكائنات المنشأة حديثاً في مرحلة “التصميم الجديد” (New design). وهذا يتيح ليس فقط إصدار الوثائق في مراحل مختلفة، ولكن أيضاً الحصول على جداول الكميات (Specifications) وعرض ثلاثي الأبعاد (3D-views) مع أي إعدادات لعرض العناصر.

أظهر هذا المشروع مرة أخرى أن تقنيات القياس الحديثة لا يمكنها تسريع عملية إعادة الإعمار فحسب، بل أيضاً تجنب عدد كبير من الأخطاء. تُعد تقنية المسح بالليزر أداة قياس قوية ودقيقة للغاية، وهي الأكثر فعالية في المشاريع المعقدة لإعادة الإعمار والتحديث. وبفضل نموذج BIM، المبني وفقاً لبيانات المسح بالليزر، من الممكن إجراء أعمال إعادة الإعمار والتحديث بدقة تصل إلى الملليمتر. كما أن استخدام أحدث المنتجات البرمجية وأساليب العمل يتيح زيادة الإنتاجية في النمذجة.