القياس المعماري لمركز الفنون لتصميم واجهة مهواة (Rainscreen)
في مارس ٢٠١٨، نفذت شركة Trimetari Consulting LLC أعمال قياس لمبنى قصر إبداع الأطفال والشباب الذي يحمل اسم إل. إن. ماكلاكوفا (L.N. Maklakova) في مدينة كيريشي (Kirishi)، روسيا، باستخدام تقنية المسح بالليزر الأرضي (Terrestrial Laser Scanning). بُني القصر في الحقبة السوفيتية عام ١٩٨٤، واجتاز تسعينيات القرن الماضي، ودخل القرن الحادي والعشرين، لكنه لم يخضع عملياً لأي تحديث طوال هذه الفترة. ولهذا السبب، أصبحت مهمة ترميم أكبر مركز تعليمي في كيريشي إحدى الأولويات القصوى لإدارة المدينة.
لتنفيذ عملية التجديد الشامل للمبنى في عام ٢٠١٧، تم إعداد وثائق التصميم والتقدير واجتازت مرحلة الخبرة الفنية. سيتم استبدال أنظمة إمداد الطاقة، والتدفئة، والتهوية، والصرف الصحي بالكامل في المبنى، مع تحديث الأجزاء الداخلية. ومن المخطط استبدال النوافذ والأبواب، وتركيب النوافذ الزجاجية الملونة (Stained-glass windows)، واستبدال المعدات الميكانيكية للمسرح، وبناء أنظمة المسرح والتكنولوجيا، واستبدال الأثاث والمعدات. أثناء أعمال الإصلاح، سيتم تحديث أنظمة الأمان في المبنى (نظام مكافحة الحرائق، وأنظمة الأمان والإنذار، إلخ)، بالإضافة إلى شبكات الهاتف والحواسيب المحلية. ومن بين الأمور الأخرى، من الضروري تركيب واجهة مهواة (Ventilated facade / Rainscreen).
تتميز الواجهة المهواة بعدد من المزايا التي لا يمكن إنكارها، مثل العزل الحراري والصوتي العالي، وتقليل تكاليف التدفئة، والمتانة، ومقاومة العوامل الجوية، والخيارات الواسعة لمواد التكسية. ومع ذلك، يُعد أحد العيوب الرئيسية للواجهة المهواة هو صعوبة التركيب على الجدران غير المستوية بما فيه الكفاية. غالباً ما يؤدي عدم استواء الجدران إلى الحاجة إلى استخدام عناصر غير قياسية عند تركيب الواجهة المهواة. ويساعد التصميم الكفء للواجهة المهواة في التخلص من التأثير السلبي لعدم استواء الجدران، مع مراعاة كل من الموقع الفعلي لفتحات الإضاءة الطبيعية، والشرفات، والعناصر الأخرى للواجهة، بالإضافة إلى عدم الاستواء، بما في ذلك الانحراف عن المستوى الرأسي. ولتنفيذ مثل هذا المشروع، يحتاج المرء إلى قياس دقيق ومفصل للمبنى (الواجهة والسقف). فكلما زادت تفاصيل ودقة القياس المعماري، قلت الأخطاء في التصميم وقلت المشكلات التي قد تنشأ في مرحلة تركيب الواجهة. سيساعد المشروع الجيد في توفير المال، وفي حال استخدام مواد تكسية باهظة الثمن، فإن التقطيع الصحيح لمادة التكسية سيسمح بتقليل النفقات وسيعوض تكلفة قياس المبنى.
يمكن محاولة إجراء قياس عالي التفاصيل والدقة للواجهة باستخدام الطرق الجيوديسية التقليدية، على سبيل المثال، محطة الرصد الشاملة (Total station)، وشريط القياس، والخيط الرأسي (Plumb bob)، لكن أخطاء الأجهزة والعامل البشري يمكن أن تلغي جميع مزايا هذا النهج. لذلك، يُوصى بإجراء قياس المبنى باستخدام المسح بالليزر. ونتيجة للمسح ثلاثي الأبعاد (3D scanning)، يتم الحصول على سحاب نقاط (Point cloud) – وهو مصفوفة بيانات ثلاثية الأبعاد تثبت هندسة الواجهة بدقة تصل إلى الملليمتر. عند التصميم، يمكن استخدام سحاب النقاط (في منتجات Autodesk، على سبيل المثال، يوجد دعم مباشر لسحاب النقاط بتنسيق RCP)، أو نموذج ثلاثي الأبعاد فعلي مبني على سحاب النقاط.
في حالة قصر إبداع الأطفال، اختار العميل العمل مع النموذج ثلاثي الأبعاد. في هذه الحالة، يسير التصميم بشكل أسرع، وتنخفض متطلبات أجهزة الكمبيوتر المستخدمة، وتصبح عملية التصميم نفسها أبسط وأكثر وضوحاً. ولإنشاء النموذج ثلاثي الأبعاد الفعلي، تم إجراء مسح بالليزر باستخدام جهاز Leica ScanStation P40. من ٦٠ محطة (نقطة وقوف للماسح)، تم إجراء حوالي ١ مليار قياس خلال بضع ساعات من الأعمال الميدانية. بلغ متوسط الخطأ التربيعي للتسوية المتبادلة ٠.٠٠٣ متر. وكان سحاب النقاط الكامل جاهزاً في اليوم التالي. وفي وقت لاحق، خلال بضعة أيام، تم إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد لواجهات المبنى بتنسيق Autodesk DWG بناءً على سحاب النقاط. ووفقاً لشروط المرجع (Terms of reference)، تم تقسيم النموذج إلى عدة طبقات، حيث تم تنفيذ أطراف بلاطات الأرضيات، وأقسام الواجهة المصنوعة من الخرسانة، بشكل منفصل عن أعمال البناء بالطوب. وكانت للحدود مظهر مُصمم بوضوح، وثبت النموذج جميع عدم استواء الجدران.
سيؤدي تصميم واجهة مهواة بناءً على المسح بالليزر إلى تقليل التكاليف بشكل كبير خلال مرحلة التركيب، وستدوم الواجهة المعلقة لفترة طويلة، وستتمتع بالخصائص المعلنة، وسيكون لها مظهر ممتاز بأسطح ملساء. ومن المخطط الانتهاء من أعمال الإصلاح في قصر الإبداع بحلول أغسطس ٢٠١٩، حيث سيعود الطلاب والمعلمون بسعادة إلى المبنى المجدد.