Реконструкция здания Вагенера. Как геодезия и лазерное сканирование помогли отреставрировать историческое здание 1880 г.
Обстоятельства
Выпадающие кирпичи и неровные полы, больше похожие на пандусы — вот лишь пара из множества причин того, почему дом 161 по ул. Ист-Бей требовал ремонта. Серьезного ремонта.
Последним арендатором, ответственным за благоустройство, была национальная пивоварня. Она поспешно закрылись, чтобы не тратить миллионы на восстановление здания, которое было построено знаменитым архитектором Ф. В. Вагенером в центре Чарльстона, штат Южная Каролина.
Когда Марк Ивс, руководитель проектов в компании Brown - Glaws Contractors, впервые побывал на объекте, он удивился тому, что это здание еще стоит, так как вскрылось еще больше проблем, связанных с ошибками проектирования.
Трехэтажное здание Вагенера построено из кирпича и дерева 140 лет назад и занимает легендарное место в истории Чарльстона.
С помощью технологии лазерного сканирования компания Brown - Glaws Contractors отремонтирует здание Вагенера 1880 года постройки. В нем разместится культурный центр. Фото Liollio Architecture
Изначально, здание было продуктовым магазином — в нем продавались сельскохозяйственные товары, предназначенные для экспорта с расположенной рядом пристани.
Здание продолжало служить интересам сельского хозяйства до середины 1930-х годов. По словам Кристиана Хьюза, специалиста по сохранению исторического наследия в компании Brown - Glaws, здание Вагенера имело открытые планы этажей площадью 6 340 м², но в 1980 г. была проведена реконструкция, и здание разделили на две части. Одна половина была переделана под ресторан, а вторая — под жилую площадь. Однако, проектировщики совершили существенные просчеты.
Тем не менее, историческое прошлое здания Вагенера и его расположение в центре города позволили сделать значительный шаг вперед в реставрации. За дело взялась компания Heights Equities. В начале 2018 руководство Heights Equities предложило компании Brown - Glaws Contractors, определить целесообразность комплексного преобразования.
Конечная цель — превратить здание в главный культурный центр в округе, в котором можно проводить любые мероприятия — от пышных свадеб до технически сложных корпоративных презентаций. При этом необходимо отдать дань уважения удивительной истории здания.
Сложная задача
Один из первых шагов: определить проектировку здания. Марк Ивс и местная строительная фирма Liollio Architects имели некоторую проектно - сметную документацию, в частности, с попытки реконструкции в 1996 г. Но могли ли он и проектная команда доверять этой информации?
Достаточно ли она точная, чтобы сразу принимать решения на миллионы долларов? «Это, вероятно, самый сложный проект, который мы осуществили на сегодняшний день, даже если смотреть по деталям и логистике», — считает Марк Ивс. Просто «на всякий случай» Марк поручил провести комплексную геодезическую съемку здания.
Вскоре после начала съемки ему позвонил начальник группы и сообщил о серьезном несоответствии между чертежами и состоянием сооружения.
«Оказалось, что здание было примерно на 30 см длиннее и на столько же шире относительно чертежей. В существующих условиях, конечно, приходится приспосабливаться, но не настолько», — говорит Марк.
Чтобы «перестраховаться», Марк пригласил Дастина Мэннинга, владельца и руководителя компании Luxpoint из штата Северная Каролина, который занимается работами по лазерному сканированию. Марк решил, что лазерное сканирование исходного состояния сооружения будет отличным дополнением к геодезической съемке.
Решение
«Если сравнить этот проект с другими, то он был довольно простым», — вспоминает Дастин.
«Лазерные сканеры FARO® и программное обеспечение As-Built™ сыграли важную роль в создании модели здания, — гордо заявляет Марк, — Такое взаимодействие было в новинку для всех нас, и, в конечном итоге, у нас все получилось. Лазерное сканирование и геодезические работы дают гораздо более точный результат, чем измерение в полевых условиях с помощью рулетки».
Облако точек, созданное Дастином Мэннингом, оказалось особенно полезным спустя несколько месяцев, когда его запросил производитель лестниц. Для него была создана 3D модель в программе Revit.
Результаты
Работы завершились осенью 2020 г. Даже процесс получения разрешений от различных местных, региональных и национальных организаций по защите исторического наследия прошел на удивление успешно, особенно учитывая статус здания.
«По большей части, планировка здания открытая, и сканировать его было легко. Работа заняла около шести часов».
Дастин Мэннинг использовал лазерный сканер FARO® для получения облака точек — это миллионы точно измеренных точек данных, которые генерируются лазером. Затем из облака точек была сформирована 2D - модель, которая, по словам Дастина, оказалась просто подарком для сборщиков металлоконструкций. «Мы смогли увидеть даже разницу между высотой пола и расположением колонн», — рассказывает он.
Важную роль в процессе моделирования сыграла программа FARO As-Built.
«Программа As-Built имеет простой функционал и все необходимые инструменты для управления облаком точек, которые позволяют учесть особенности строения здания, например, колонны и балки, — объясняет Дастин, — Я не представляю, как бы мы реализовали этот проект без As-Built».
Дастин рассказывает, что для начала моделирования в FARO As-Built нужно выполнить несколько предварительных шагов, включая регистрацию данных с помощью ПО FARO SCENE.
«Регистрация — это процесс, который объединяет кусочки 3D-головоломки в единое целое», — добавляет он.
Идея совместить работу геодезистов и специалистов по лазерному сканированию, таких, как Дастин Мэннинг, возникла уже давно. По мнению Дастина, который много раз работал вместе с геодезистами, командный дух всегда продуктивен.
«Мы хорошо срабатываемся, потому что, например, геодезист может точно сказать размеры здания, а я могу сказать, как оно устроено внутри. Так мы помогаем друг другу, создавая общую картину, благодаря которой владелец здания может принимать более обоснованные и точные решения. Можно сказать, мы создаем макромодель здания.» Но Марку нравятся и «микродетали», которые позволяет получить такой подход. Они особенно полезны в работе с другими специалистами, например, каменщиками, которые строят новую шахту лифта. «У нас был плавный переход между геодезическими работами и сканированием. Мы можем взять данные у Дастина и попросить геодезистов добавить их в свои собственные показания», — объяснил Марк.
По сути, геодезисты выступают как эксперты по вопросам измерения. Например, они могут поставить маркеры на внутренних углах шахты лифта, чтобы убедиться, что она идет вертикально, без скручиваний или поворотов.
Из этого проекта Марк извлек один большой урок, который особенно порадовал Дастина Мэннинга — не стоит пренебрегать лазерным сканированием. «В следующем проекте такого масштаба позвать Дастина будет пунктом №1 в нашем списке задач. Если бы мы сразу не использовали лазерное сканирование, то это стоило бы недели времени, потраченного на исправление несоответствий в чертежах, которые нам предоставили, — считает Марк, — Этот проект был одним из самых значимых для нас. Если повезет, здание простоит еще 140 лет».