belépés / regisztráció
2020. december 4. péntek
Aktuális lapszám

3D szkennelés, tervezés és kivitelezés

Világunkban egyre nagyobb szerepet kapnak a látványos, háromdimenziós térrel foglalkozó innovatív technológiák. A 3D szkennelés új technológia, amelynek alkalmazásával tökéletes felmérés és precíz tervezés valósítható meg, és amelynek köszönhetően költséghatékonyan érhető el magasabb minőségű kivitelezés. Az innováció alapja egy 3D lézerszkenner, amely több millió pontból álló pontfelhőt, ezen felül több száz képet készít. Az eljárás a háromdimenziós tér milliméter pontos felméréséből, a valós pontfelhőben való tervezésből és a pontos terv alapján a lehető legjobb előkészítésből áll.

 

A technológia kifejlesztésének két fő oka volt. Az egyik, közvetlen kiváltó ok a felmérésből adódó problémák, hiányosságok és nehézségek orvoslása. Alapötletként a felmérés technológiáját szükséges korszerűsíteni, hiszen a precíz tervezés elengedhetetlen kelléke a jó alaprajz. Zöldmezős beruházások esetében ez viszonylag könnyen elérhető, ám ebben az esetben is sok szakma még több rajzát és azok különböző verzióit kell egységesítenünk. Meglévő épületek átalakításánál viszont általában nem rendelkezünk a valós állapotokat pontosan szemléltető aktuális tervdokumentációval, ez esetben pedig fel kell mérni a beruházás helyszínét.

A jelenlegi felmérési technikák pontatlanok, hiányosak és magas élőmunka igényűek.

  • Ha egy meglevő vezetéket kell áttervezni, ahhoz fel kell mérni az adott csőrendszert. Ezt viszonylag kevés hibával meg lehet valósítani, ha könnyen hozzáférhető helyen, vagy nem magasan van. De néhány méret sokszor mégis kimarad a felmérésből. Ha vissza kell menni a helyszínre újra lemérni a hiányzó méreteket, az az útiköltség, munkadíj kétszeri kifizetését eredményezi. Ezen felül sok az elírásból, pontatlan mérésből adódó hiba.
  • Ha nem egy konkrét vezetéket kell felmérnünk, hanem azt a helyiséget, amelyben tervezni fogunk, az gyakorlati szempontból lehetetlen. Nagyon kevés információt tudunk feltüntetni egy ilyen felmérés során, miközben nagy az előzőekben ismertetett felmérési hibafaktor.

A technológia kifejlesztésének másik, közvetett oka az iparosítás igénye. A világunk a költségek csökkentése érdekében egyre gyorsabban tart az ipari előállítás irányába. Az épületgépészeti kivitelezés során elsőre nehéz az iparosodottságra gondolnunk, hiszen a szisztéma hasonló, mint 50 évvel ezelőtt. De ha belegondolunk, hogy az 1960-as években például a radiátorokat 5 és 10 bordás kivitelben gyártották, és amennyiben 8 volt beletervezve az adott helyiségbe, a helyszínen levágták a 2 felesleges bordát, és behegesztették végtárcsákkal. Manapság elképzelhetetlen, hogy a radiátorokat a helyszínen alakítsák át. Az épületgépészeten belül vett iparosodás az előregyártásról szól. Az előregyártás lényege a rendszerek lehető legjobb előkészítése, a hegesztési, szerelési folyamatok előre, gyárban történő elvégzése. Ez az eljárás egy újabb lépcsőfok az iparosodás irányába.

Felmérés

A cél a lehető legpontosabb háromdimenziós felmérés elkészítése. A ma létező legjobb technológia erre a lézerszkenner, amely tökéletes pontossággal képezi le a teret minden apró részletével együtt.

A lézerszkenner hatótávolsága 300 méter. Szkennelési tartománya 360°x270°, ami tulajdonképpen azt jelenti, hogy nem „lát” be a saját lába alá, de több mérőállásból ez a hátrány kiküszöbölhető. Az eszköz lézernyalábokat bocsát ki és a visszaverődés, geometria és anyagi tulajdonság függvényében a térben elhelyezi az adott pontot. Az anyagi tulajdonságtól függően a lézerfény különböző intenzitással verődik vissza. Az intenzitásparaméter alapján a felmért pontokhoz színeket lehet rendelni. Az intenzitáskép segít elkülöníteni a pontfelhőben a különböző anyagokat. A felbontást úgy határozhatjuk meg, hogy ha a szkennertől gondolatban kifeszítünk 100 méterre egy térhálót, és minden csomópontba egy pontot illesztünk, akkor a csomópontok milyen messze vannak egymástól. Ezt a paramétert egyénileg állíthatjuk be annak alapján, hogy mennyire pontos felmérést szeretnénk, tehát 100 méteren milyen sűrűn legyenek egymástól a pontok. Amennyiben egy olyan teret szeretnénk felmérni, ahol nagyok a távolságok, abban az esetben magas felbontást kell alkalmaznunk, ami a felmérésben akár 400 millió pontot eredményezhet. Az 1. ábrán egy sportcsarnok 60 millió pontból álló pontfelhője látható. Ha egy kisebb teret, például egy hőközpontot szeretnénk felmérni, akkor elegendő az alacsonyabb felbontás, ami körülbelül 15 millió pontot jelent. A 2. ábrán egy közepes felbontású szkennelés eredménye látható egy hőközpontról. Az eszköz ezen felül 260 fényképet készít, amelyből egy 360°x270°-os panorámaképet illeszt össze. A program rá tudja feszíteni a panorámaképet a pontfelhőre, minden egyes ponthoz RGB színkoordinátát rendelve. Az így kapott színes pontfelhőbe (3. és 4. ábra) kell a tervezőnek a rendszerét beleterveznie.

A műszer hátránya, hogy ugyanazt látja, mint az ember az adott pontból. Ahhoz, hogy a kitakarások mögé belássunk, több irányból kell szkennelést végeznünk. A mérőállásokat előre elhelyezett, és a szkennelés előtt definiált jeltárcsák segítségével kapcsoljuk össze. A pontfelhők összefűzését a program végzi a háromszögelés elve alapján. E szerint két mérőállás között három fix pontnak kell lennie (előre definiált jeltárcsák), amelyek segítségével a két pontfelhő egymáshoz képest határozottá tehető a térben.

Egy 4 emeletes társasház hőközpontjának felméréséhez körülbelül 4 mérőállás szükséges közepes felbontással ahhoz, hogy minden tökéletesen, milliméter pontossággal látszódjon. Közepes felbontású szkennelés 7 percig tart és a további 260 db fénykép elkészítése 8 percet vesz igénybe. Egy pontfelhő elkészítése tehát kb. 20 perc.

Tervezés

A felmérés tökéletesítésének köszönhetően a tervezési folyamatok precizitása is növelhető.

A kapott felmérést beimportáljuk egy tervezőprogramba, ahol megjelenik a színes, valósághű, tökéletes pontosságú leképezés a beruházás helyiségeiről. A szkennelt tartományban a program segítségével minden méretet egyszerűen és gyorsan meg tudunk mérni. A csőrendszereket vissza tudjuk modellezni, és így tökéletes felmérési dokumentációt lehet készíteni róla. Meg tudjuk vizsgálni a kiviteli tervtől való eltéréseket, amelynek technológiai tervezés során igen nagy jelentőséget tulajdoníthatunk.

A tervező 3D–s valós környezetben tud tervezni, ami nagyban segíti a helyszín megismerésében, a rendszerek átlátásában. A kész, megtervezett nyomvonalat a pontfelhőben ütközésvizsgálattal lehet ellenőrizni, amely megmutatja, hol és hány pont van fedésben a tervezett rendszerrel. Mivel háromdimenziós térben tervezünk, így a tervezésnek a rajzolás része egyszerűsödik és interaktívabbá válik. A milliméteres pontosságú felmérés segítségével a tervező hasonló pontossággal tud tervezni.

Kivitelezés

A precíz tervezésnek köszönhetően mindent elő lehet készíteni a szereléshez, a csőtartóktól kezdve a kompletten összeszerelt osztó-gyűjtőkig.

Bizonyos munkálatok a precizitás és a költségek csökkentése érdekében üzemi szinten elvégezhetők. A pontfelhőben tervezett és ütközésvizsgálattal ellenőrzött tervekből gyártmányrajzokat lehet készíteni. Ezek lehetnek például a sportcsarnok 38,5°-os tetőszerkezetéhez hozzátervezett csőtartók, amelyeket helyszíni munka esetén időigényes lenne leméregetni és elkészíteni, vagy drága, a méretekhez illeszkedni képes speciális, állítható tartószerkezet lenne szükséges. Ezeket a tartókat szögvasból üzemi szinten igen költséghatékonyan és pontosan el lehet készíteni. Az előkészítő üzemben a tervek alapján a csőtartókon felül előkészíthetjük a csőszakaszokat, illetve a szerelési munkálatok nagy részét is elvégezhetjük.

Az eljárás előnyei

  • A munkaerő átcsoportosítása a beruházás helyszínéről az előregyártó üzembe.
  • Az üzemi előállítás precízebb.
  • Az üzemi megmunkálás költségcsökkentő hatásán felül a felmérési költségek és az utazási költségek (üzemanyag, szerviz, parkolás) is csökkenek.
  • A jól előkészített, megtervezett munkálatokat rövidebb idő alatt el lehet végezni, továbbá üzemi szinten több műszakban lehet dolgozni. Ezáltal csökken a kivitelezési idő.
  • Az előkészítésnek, előregyártásnak, előszerelésnek köszönhetően töredékére csökken a helyszíni munkavégzés ideje.

***

1. ábra. Sportcsarnok, intenzitáskép pontfelhő
2. ábra. Hőközpont, intenzitáskép pontfelhő
3. ábra. Hőközpont, fényképpel színezett pontfelhő
4. ábra. Sportcsarnok, fényképpel színezett pontfelhő 

Cserkuthy András
B.Sc. hallgató
Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem

Eseménynaptár

Hirdetés
Kiadja a Média az épületgépészetért Kft.
Szerkesztőség és kiadóhivatal:
H-1112 Budapest, Oltvány u. 43. I/2.
Telefon: +36 (1) 614 5688
E-mail: kiado@magyarinstallateur.hu

 
Előfizetésben terjeszti a Magyar Posta Zrt. Hírlap Igazg.
Előfizetés és reklamáció: +36 (1) 767-8262
E-mail: hirlapelofizetes@posta.hu
 
 
elfelejtettem a jelszavam