АРХИТЕКТУРНЫЕ ОБМЕРЫ 2 страница

Отвес — самый простой, но и самый необходимый из всех инструментов, применяемых при обмерах, легко может быть сделан на месте работы: камень, привязанный к шнуру, является достаточно хорошим отвесом. Важно, чтобы шнурок отвеса был в одно и то же время и крепким, и тонким. Для этой цели — пригодны рыболовные лески, а при работе с тяжелыми отвесами — тонкая про­волока (лучше всего мягкая медная) (Рис. 8).

Для проведения горизонтальных линий можно также применять плотнич­ный ватерпас с отвесом, устанавливая его на рейке, по которой проводится линия (Рис. 9).

Горизонтальные линии на стене здания можно провести, имея под руками только такой инструмент как отвес. При помощи него на стене проводят верти­кальную линию, а затем перпендикулярную к ней горизонтальную. Для про­верки перпендикулярности линий на них откладываются катеты так называе­мого «египетского» треугольника, кратные трем и четырем, и измеряется полу­ченная гипотенуза, которая долж­на быть равной пяти единицам. На рис. 10 показано проведение нуле­вой линии на стене здания с помо­щью отвеса и «египетского» треу­гольника.

Первый из этих упрощенных способов нанесения горизонтальной линии наиболее пригоден для больших, гладких и нерасчлененных стен; второй способ дает лучшие результаты в том случае, если здание прорезано рядом сквозных проемов, через которые можно видеть горизонт.

Весьма удобно проводить на зданиях горизонтальные линии при помощи нивелира или теодолита или даже пантометра, но следует указать, что во многих случаях вместо этих сложных и дорогостоящих инструментов можно применять обыкновенный уровень со зрительной трубой или диоптрами, прикрепленными к его оправе. Для этого можно взять зрительную трубу простейшего устройства с маленьким круглым отверстием вместо окуляра и объективом из простого стекла с нацарапанными на нем двумя пересекающимися под прямым углом ли­ниями. Такая труба достаточно удобна для тех сравнительно небольших рассто­яний, с которыми приходится иметь дело при архитектурных обмерах, и легко может быть сделана своими средствами. Важно только, чтобы оптическая ось трубы, установленной на оправу уровня, была строго параллельна тому ее краю, который принимается за горизонтальный. При работе с этим прибором особое внимание нужно обращать на то, чтобы поверхность, на которую он установлен для работы, была бы действительно горизонтальной, и воздушный пузырек уровня при вращении последнего вокруг вертикальной оси оставался бы непод­вижным. Даже незначительные отклонения уровня от горизонтали, не влияю­щие на точность работы при употреблении его с рейкой, в этом случае могут быть причиной крупных ошибок.

Проводить нулевые линии на стенах следует чем-либо, оставляющим за­метные, но легко стирающиеся следы. Удобны для этой цели мел, цветные мел­ки и карандаши, а при шероховатых поверхностях — уголь. Нередко, в особен­ности при работе внутри зданий, имеющих богатую внутреннюю архитектур­ную обработку, приходится вместо проведения нулевых линий отмечать на уг­лах помещений, проемов, пилястр и пр. ряд «нулевых точек». Лишь там, где это необходимо по ходу работы, можно провести линию или, если архитектурная обработка поверхности не позволяет это сделать, натянуть шнурок между дву­мя точками.

При сильном ветре, сносящем в сторону даже тяжелые отвесы, можно вместо них вертикально устанавливать прямую, хорошо выверенную рейку, правиль­ность положения которой проверяется уровнем с воздушным пузырьком. Нако­нец, в ряде случаев можно применять оптический отвес, т.е. вертикально уста­новленную зрительную трубу.

При измерениях больших высот применяется шест, к концу которого при­крепляется конец рулетки. Наконечник такого шеста лучше всего делать в виде плоского двухгранного клина, но следует иметь и наконечник с поперечной планкой или с держателем для мела, угля или карандаша.

Очень удобны для высотных обмеров шесты, составляемые из отдельных частей, вставляемых одна в другую наподобие составных удилищ, которые так­же находят применение при обмерах.

Особенно большие, недоступные для непосредственного измерения высоты можно измерять при помощи угломерного инструмента с вертикальным кру­гом — теодолита, пантометра, астролябии или даже эклиметра, дающего углы на­-

Используя опыт осуществления обмерных работ классическими методами, были разработаны новые инструменты и технологии, позволяющие проводить более точные обмеры на высоком уровне в гораздо более короткие сроки.

Геодезические и фотограмметрические методы в проведении архитектурных об­меров применялись давно и многие из них подробно описаны в специальной лите­ратуре. Применение новой аппаратуры, несмотря на ее высокую стоимость, было особенно эффективно на труднодоступных и сложных объектах; при необходимос­ти фиксации сооружений, находящихся в аварийном и руинированном состоянии; для быстрой фиксации в экстренных случаях и так далее. Однако применение слож­ной аппаратуры не означало полного отказа от классического метода обмеров вруч­ную, так как в ряде случаев его применение более целесообразно.

Ситуация принципиально изменилась с появлением лазерной безотража­тельной техники и современных компьютеров. Сравнительно недавно ведущие мировые производители геодезического оборудования стали выпускать лазер­-

ные безотражательные электронные тахеометры (Рис. 11). Встроенная элек­тронная память и микропроцессор позволяют свести процесс измерений и оп­ределения положения точки в пространстве к нажатию одной кнопки. Для дан­ной измерительной системы результаты угловых и линейных измерений с по­мощью программного обеспечения преобразуются в пространственные коорди­наты. Таким образом, стало возможным эффективно выполнять обмеры архи­тектурных объектов как в доступных, так и в недоступных местах с точностью 0,5—1 см.

Данный метод основан на высокоскоростном получении координат точек по поверхности измеряемого объекта с помощью лазера. У лучших моделей ско­рость получения координат может достигать тысячи в секунду, плотность точек до 1 мм между ними, точность определения координат до 3 мм. Дальность от объекта до измерительного прибора может быть несколько сотен метров. В ре­зультате измерений получается поле точек по поверхности объекта, расположен­ных в пространстве с очень большой плотностью и высокой точностью опреде­ления их координат. В компьютере по данному полю точек может быть натянута «сетка», которая изобразит поверхность объекта.

Поскольку применение технически сложной аппаратуры предполагает спе­циальное обучение пользователей, студентам целесообразно получить знание классических методов архитектурных обмеров.

ПРОВЕДЕНИЕ ОБМЕРНЫХ РАБОТ

Способы обмерных работ определяются после визуального осмотра объекта с учетом особенностей его архитектурной формы и доступности измеряемых эле­ментов. Использование простых измерительных инструментов предполагает при­менение основных классических методов обмеров: триангуляции и прямоуголь­ных, или картезианских, координат. Эти методы подробно описаны в специальной литературе, а их суть сводится к следующим положениям: триангуляция основы­вается на системе взаимосвязанных треугольников — простейших геометрических фигур, у которых каждая вершина может быть точно определена засечками про­меренных сторон из двух других вершин (Рис. 12 А, Б); метод прямоугольных картезианских (ортогональных) координат основан на фиксации каждой точки объекта относительно взаимно перпендикулярных осей. (Рис. 12 В) Такими «ося­ми» могут быть выверенные по отвесу (вертикальные) и по уровню (горизонталь­ные) прямые. (Рис. 13) Опыт показывает, что сочетая эти два метода, практически можно обмерять объекты любой по сложности конфигурации. Однако при обме­рах зданий больших размеров, поверхностей с неровными и сложными очертани­ями, а также территорий, эффективнее использовать геодезические приборы — даже самые простые — теодолиты и нивелиры. (Рис. 14)

Собственно обмерные работы включают в себя: выполнение подготовитель­ных черновых зарисовок, которые называются кроки[3]; снятие натуральных раз-

Рис.14. Геодезическая съемка

меров с нанесением их на кроки; камеральное выполнение обмерных чертежей и окончательное оформление выполненной работы.

Кроки представляют собой чертежи, выполненные «от руки», либо линейные рисунки. От тщательности и точности черновых зарисовок во многом зависит качество обмера. Кроки выполняются на плотной бумаге формата 30 х 40 см только с одной стороны. Карандашная линия должна быть четкой и не двоиться. Оптимально — выполнение ортогональных схем планов, разрезов, фасадов всего сооружения или его частей с возможно точной передачей пропорций и всех осо­бенностей изображаемого объекта. Следует отметить, что при необходимости для получения общего впечатления о сооружении можно произвести схемати­ческие обмеры здания в целом (общей ширины и длины сооружения) или его отдельных частей. Такие обмеры делаются на основе глазомерной съемки и не­скольких основных промеров здания. Схематические обмеры помогают более точно выполнить кроки и дают представление о состоянии здания (рис. 15).

В процессе дальнейшей работы на кроки наносятся все получаемые размеры. Нанесение на кроки основных размеров здания и его частей обычно производит­ся по результатам схематических обмеров на черновых зарисовках, правильно передающих пропорции изображаемого. Особое внимание нужно обращать на простановку размеров. Размерные и выносные линии, а также соответствующие

Рис. 15. Кроки

Обмерные чертежи основных проекций здания, т.е. планов, фасадов и разре­зов, обычно выполняются в масштабе 1:50. Этим определяется необходимая точ­ность обмера — до 0,5 см, что дает в масштабе чертежа 0,1 мм — предельно мел­кую, ощутимую на глаз величину. Для деталей здания, если они вычерчиваются в крупном масштабе, обмер производится с точностью до 1 мм.

Обмер обычно начинают с отбивки нулевой линии по всему периметру, по всем этажам или ярусам здания отдельно. Все эти нулевые линии должны быть надежно связаны между собой системой отвесов, которые рекомендуется привя­зывать к выверенным точкам. Для того чтобы произведенные обмерщрставались полноценными, независимо от давности их проведения, и в любой момент могли быть использованы для реставрации и реконструкции здания, следует увязывать нулевые линии с абсолютными отметками от единых государственных реперов[4], указывающих положение данной местности относительно уровня моря. Отбива­ется нулевая линия при помощи водяного уровня, а при больших размерах зда­ния — нивелиром. Отбивка нулевой линии позволяет получить как бы горизон­тальный срез здания, его план, который может быть обмерен сравнительно про­стыми средствами. (Рис. 16)

ОБМЕРЫ ПЛАНОВ

Обмеры планов наименее трудоемки в исполнении, так как для них, как пра­вило, не нужны подмости и лестницы. Но и здесь есть свои трудности, в особен­ности при точных обмерах планов неправильных или сложных по конфигура­ции. При простых обмерах, когда линии и углы, кажущиеся прямыми, принима­ются за таковые, важно лишь обмерить длинные прямые линии с рядом проме­жуточных точек на них (например, стена с проемами), причем измерять следует от нулевого деления рулетки до конца — «нарастающим итогом», а не по частям, так как в первом случае неточность инструмента может быть причиной лишь одной ошибки в конечном отсчете, а во втором эта ошибка может быть суммой таких же ошибок, допущенных при каждом отдельном измерении. (Рис. 17)

Там, где требуется большая точность обмеров, производят проверку углов путем измерения диагоналей помещений или их частей. Наконец, при точных обмерах горизонтальные линии, на уровне которых обмеряются планы, отбива­ются по уровню, причем, если делается только один план, находящиеся выше или ниже его уровня проемы и прочие детали фиксируются на нем же. При об­мерах углы детали следует спроектировать на «нулевую» горизонтальную ли­нию и отметить их крестиками (пересечениями горизонтальной линии с отвеса­ми, опускаемыми из углов проемов). Повторяющиеся детали планов (проемы, пилястры и пр.) обмеряются все в отдельности и производится проверка углов и прямизны линий. (Рис. 18, 19, 20)

Проверка прямизны линий осуществляется двумя способами. Во-первых, можно натянуть шнур или тесьму рулетки вдоль проверяемой стены и в не-

Тесьму рулетки следует натягивать возможно ближе к стене, так как в этом случае можно ставить меру, которой измеряется расстояние от стены до тесьмы, перпендикулярно последней, на глаз. Если же рельеф стены заставляет держать тесьму на большом расстоянии от нее, то нужно проверять перпендикулярность меры и тесьмы с помощью угольника.

Другой способ проверки прямизны линий вытекает из всей триангуляцион­ной системы обмеров планов, когда, помимо обмеров вдоль стен, все точки свя­зывают между собой промерами, разбивающими весь план на треугольники.

В простейшем случае сначала измеряют расстояние между двумя точками (А и Б) внутри помещения, принимают эту величину за основу (базис) всего обме­ра и измеряют расстояния от обоих его концов до любой из точек плана. Таким образом, положение любой из точек плана может быть получено на чертеже при помощи засечек из обоих концов базиса радиусами, равными расстояниям от точки до каждого из этих концов. (Рис. 22)

Чем больше таких точек берется на контуре плана, тем точнее бывают обме­ры, но в то же время нужно следить за тем, чтобы линии, соединяющие каждую из точек с концами базисов, не пересекались между собой под очень острыми или очень тупыми углами, так как в этих случаях трудно уловить на чертеже ту точку, в которой пересекаются определяющие ее засечки.

Лучше всего, когда эти линии образуют прямой или близкий к прямому угол, но допустимы и углы в пределах от 30 до 150°.

Работа несколько упрощается, если от первого базиса условной прямой АБ удается обмерить обе противолежащие стены (ВГ и ДЕ). В том случае, если одна из стен близка к базису, нужно базис разбить на небольшие части (1—2; 2—3; 3—4 и т.д.) и от концов каж­дой из них измерить засечками положение каждой характерной точки стены. (Рис. 24).

В планах, ограниченных кривыми лини­ями, где промеры вдоль стен невозможны и положение всех точек в плане фиксируется обмерами по засечкам, для контроля следу­ет делать промеры между отдельными точ­ками.

Возможен и иной — полярный — способ обмеров плана по точкам, когда расстояния

Полярный способ дает возможность объединить в одно целое обмеры засеч­ками с обмерами вдоль стен, но во избе­жание ошибок необходимо делать и контрольные измерения между точка­ми, более или менее удаленными одна от другой (1—5).

Геодезические приборы нового по­коления позволяют достигать высокой точности, достаточной для архитектур­ных обмеров.

Следует отметить один случай, ког­да угломерный инструмент может ока­заться необходимым, — обмер плана верхнего этажа здания с частично раз­рушенным перекрытием под ним. Здесь применение угломерного инструмента и съемка недоступных частей плана спо­собом засечек могут до известной степе­ни решить задачу. (Рис. 27)

При не очень больших расстояниях от недоступных до базиса обмера точек можно использовать лазерную рулетку.

Значительно сложнее проводить об­меры планов помещений, имеющих внутренние столбы, или в зданиях, со­стоящих из ряда связанных между собой помещений. В первом случае начинают с того, что измеряют расстояния (прямые и диагональные) между столбами и по­лученную фигуру принимают за то, что в геодезии называется базисной сеткой. От каждой ее стороны, как от базиса, обме­ряются противолежащие части стен; от последних, также принимаемых в этом случае за базисы, обмеряются внешние углы столбов, которые в свою очередь помогают обмерить части стен, недо­ступные для обмеров от углов базисной сетки. Большая или меньшая сложность плана влияет лишь на трудоемкость ра­боты, сам же принцип обмеров остается неизменным: каждая пара точек, поло­жение которых удается зафиксировать от какого-либо базиса, рассматривается как новый базис, служащий для обмеров от него других точек, недоступных от первого базиса. (Рис. 29)

При обмерах плана нескольких помещений, связанных в одно целое, работа может вестись по-разному, в зависимости от особенностей плана.

При наличии центрального помещения и связанных с ним широкими про­емами боковых помещений следует сначала обмерить центральное, а затем, при­няв ширину проемов в его стенах за базис, обмерить от каждого базиса прилежа­щее к нему боковое помещение. В большинстве случаев приходится предвари­тельно обмерять планы самих проемов, измеряя их стороны и диагонали, а затем

уже от их внешних ширин обмерять примыкающие к ним боковые помещения. (Рис. 30)

При наличии ряда помещений, связанных между собой небольшими проема­ми, ход работы определяется размещением последних. При анфиладном разме­щении помещений с проемами, расположенными на одной оси, следует провести через них во всю длину анфилады прямую линию, которую можно назвать, как в геодезии, магистралью. Отдельные части этой магистрали в пределах каждого помещения принимаются за базисы (АБ, ВГ, ДЕ), от которых и производится обмер. (Рис. 31)

Если соседние помещения отделены одно от другого глухими стенами без проемов, тогда независимые друг от друга обмеры каждого из них связывают с общей для них линией или геометрической фигурой, находящейся вне здания. И здесь ход работы также определяется расположением проемов.

Если проемы в соседних помещениях выходят на один и тот же фасад, то обмеры этих помещений можно связать в одно целое при помощи причалки, ус­тановленной перед ними. Причалка — бечевка или проволока, натягиваемая го­ризонтально (при большой длине — с промежуточными опорами) на одном уровне с нулевой линией, на высоте которой обмеряется план. Перед каждом из поме­щений на причалке берутся две (1,2) точки, и от них измеряются расстояния до двух других точек (а, б) внутри, положение которых фиксируется внутренним обмером. (Рис 33)

Измерения, связывающие между собой эти точки, должны образовывать не­изменяемые фигуры, т.е. треугольники. Этого можно достичь, измеряя засечка­ми через проемы расстояния от каждой из внешних точек (3, 4) до двух внутрен­них (в, г).

Точки на причалках (1, 2, 3, 4) нужно отмечать цветными фиксаторами.

Если проемы в соседних помещениях выходят на смежные, сходящиеся под углом, или на противоположные фасады, то внутренние обмеры каждого из этих помещений следует связать указанным выше способом с двумя точками на при­чалке, находящейся против каждого фасада, и точно измерить углы между при­чалками (А, В). (Рис. 34)