Pomiar równości i poziomu posadzki za pomocą skanowania laserowego 3D

Równość i poziom posadzki mogą mieć bezpośredni wpływ na montaż urządzeń, systemów regałowych, automatyki magazynowej, linii produkcyjnych, nowych warstw podłogowych oraz innych elementów wymagających dokładnej znajomości geometrii powierzchni.

Tradycyjne pomiary posadzek najczęściej opierają się na odczytach wykonywanych w wybranych punktach lub wzdłuż określonych linii. W wielu zastosowaniach jest to wystarczające, jednak uzyskane informacje dotyczą tylko miejsc, w których faktycznie wykonano pomiar.

Skanowanie laserowe 3D pozwala podejść do tego zadania inaczej. Gęsty zbiór danych przestrzennych z dostępnej powierzchni posadzki tworzy chmurę punktów, na podstawie której można analizować rzędne wysokościowe, spadki, lokalne nierówności oraz odchylenia na dużych powierzchniach.

W przypadku istniejących budynków, hal przemysłowych, magazynów i obiektów w trakcie realizacji metoda ta jest szczególnie przydatna wszędzie tam, gdzie potrzebna jest szczegółowa informacja o rzeczywistej geometrii posadzki.

Czym różni się równość posadzki od jej poziomu?

Choć oba pojęcia często występują razem, opisują różne cechy powierzchni.

Równość posadzki odnosi się przede wszystkim do lokalnych zmian powierzchni. Posadzka może mieć niewielkie wypukłości, zagłębienia, pofalowania lub inne krótkoodcinkowe nierówności, nawet jeśli jej ogólny poziom pozostaje stosunkowo stały.

Poziom posadzki opisuje natomiast zmiany wysokości na większym obszarze. Powierzchnia może być lokalnie równa, a jednocześnie wykazywać spadek lub różnicę rzędnych pomiędzy poszczególnymi częściami pomieszczenia.

Rozróżnienie to jest istotne, ponieważ zakres potrzebnej analizy zależy od celu projektu.

Przy montażu maszyn kluczowe mogą być lokalne nierówności, natomiast podczas modernizacji całego obiektu większe znaczenie może mieć rozkład wysokości posadzki w poszczególnych strefach.

Dlaczego geometria posadzki ma znaczenie?

Niewielkie odchylenia powierzchni w jednym obiekcie mogą nie mieć większego znaczenia, podczas gdy w innym mogą wpływać na montaż wyposażenia, pracę instalacji lub przebieg dalszych robót.

Dokładne dane o geometrii posadzki są istotne m.in. przy:

• montażu urządzeń przemysłowych;
• projektowaniu fundamentów pod maszyny;
• montażu regałów magazynowych;
• wdrażaniu automatycznych systemów składowania i transportu;
• instalacji przenośników i linii produkcyjnych;
• wykonywaniu podłóg podniesionych;
• przebudowie wnętrz;
• układaniu nowych warstw podłogowych;
• projektowaniu odwodnienia;
• ocenie konstrukcji;
• koordynacji z drzwiami, rampami i sąsiednimi strefami.

W istniejących budynkach rzeczywisty stan posadzki może również znacznie odbiegać od dokumentacji projektowej.

Osiadanie konstrukcji, wcześniejsze przebudowy, tolerancje wykonawcze, zużycie, naprawy czy przemieszczenia elementów konstrukcyjnych mogą wpływać na geometrię mierzoną obecnie.

Dlatego szczegółowy pomiar równości i poziomu posadzki może dostarczyć istotnych danych przed montażem nowych urządzeń, wykonaniem warstw wykończeniowych lub zaprojektowaniem nowych instalacji w istniejącym obiekcie.

Jak skanowanie laserowe 3D mierzy powierzchnię posadzki?

Naziemny skaner laserowy rejestruje współrzędne przestrzenne powierzchni widocznych z każdego stanowiska pomiarowego.

Podczas pomiaru urządzenie ustawia się w kilku miejscach tak, aby możliwie dokładnie zarejestrować dostępną powierzchnię posadzki i ograniczyć obszary niewidoczne dla skanera.

Typowy proces skanowania laserowego 3D można przedstawić następująco:

Pomiar obiektu → Skanowanie laserowe 3D → Rejestracja skanów → Chmura punktów → Analiza powierzchni posadzki → Materiały wynikowe

Poszczególne skany są następnie łączone w jednym układzie współrzędnych. Powstała chmura punktów zawiera dużą liczbę punktów pomiarowych odwzorowujących geometrię posadzki oraz otaczających ją elementów budynku.

Zamiast pojedynczych rzędnych uzyskujemy gęste pokrycie pomiarowe dostępnej powierzchni.

Na tej podstawie można analizować zmiany wysokości posadzki w całym badanym obszarze.

Co można zmierzyć na podstawie chmury punktów?

Po rejestracji skanów i kontroli jakości danych chmura punktów może posłużyć do różnych analiz geometrii posadzki.

W zależności od wymagań projektu można określić m.in.:

• rzędne wysokościowe posadzki;
• różnice wysokości;
• lokalne miejsca podwyższone i obniżone;
• spadki powierzchni;
• lokalne nierówności;
• przejścia pomiędzy pomieszczeniami lub strefami;
• wzajemne poziomy poszczególnych kondygnacji;
• odchylenia względem przyjętej płaszczyzny odniesienia;
• relacje pomiędzy posadzką a elementami konstrukcyjnymi budynku.

Dla projektu można zdefiniować płaszczyznę lub poziom odniesienia, a następnie porównać z nim zmierzoną powierzchnię.

Pozwala to określić, które fragmenty posadzki znajdują się powyżej lub poniżej przyjętego poziomu oraz zobaczyć, jak odchylenia rozkładają się na całej badanej powierzchni.

Mapa wysokości posadzki

Jednym z najbardziej czytelnych wyników analizy danych ze skanowania jest mapa wysokości posadzki.

Zamiast analizować setki lub tysiące pojedynczych wartości, można przedstawić geometrię powierzchni w formie graficznej.

Przykładowy proces wygląda następująco:

Chmura punktów → Płaszczyzna odniesienia → Obliczenie wysokości → Mapa odchyleń

Mapa pokazuje zmiany wysokości na całym obszarze i pozwala szybko wskazać miejsca wymagające dokładniejszej analizy.

W zależności od potrzeb projektu wyniki mogą zostać przedstawione jako:

• punkty wysokościowe;
• warstwice;
• kolorystyczne mapy odchyleń;
• przekroje i profile;
• rysunki CAD;
• raporty pomiarowe;
• chmury punktów.

Takie przedstawienie danych jest szczególnie przydatne przy dużych powierzchniach, gdzie pojedyncze pomiary punktowe nie zawsze pokazują pełny charakter zmian wysokości.

Wykrywanie miejsc podwyższonych i obniżonych

Skanowanie laserowe pozwala zlokalizować miejscowe podwyższenia i obniżenia powierzchni posadzki.

Po umieszczeniu chmury punktów w wymaganym układzie współrzędnych punkty reprezentujące posadzkę można porównać z przyjętą rzędną lub płaszczyzną odniesienia.

Obszary znajdujące się powyżej wartości referencyjnej można oznaczyć jako strefy podwyższone, a znajdujące się poniżej — jako strefy obniżone.

Taka analiza odchyłek może być przydatna przy planowaniu:

• wykonywania warstw wyrównujących;
• szlifowania powierzchni;
• montażu urządzeń;
• ustawienia i poziomowania maszyn;
• podłóg podniesionych;
• wymiany posadzki;
• prac modernizacyjnych.

Ponieważ dane obejmują dużą część widocznej powierzchni, analiza może ujawnić również układ odchyleń, którego trudno byłoby rozpoznać na podstawie niewielkiej liczby ręcznych pomiarów.

Skanowanie laserowe 3D a tradycyjne pomiary posadzki

Tradycyjne narzędzia pomiarowe nadal są właściwym rozwiązaniem w wielu przypadkach. Dobór metody powinien zależeć od wymaganej dokładności, wielkości powierzchni, oczekiwanej gęstości danych oraz sposobu wykorzystania wyników.

Jeżeli jednak projekt wymaga szczegółowej dokumentacji przestrzennej dużego obszaru, skanowanie laserowe oferuje kilka praktycznych różnic.

Tradycyjny pomiar posadzki	Skanowanie laserowe 3D
Pomiary wykonywane są w wybranych punktach	Gęste dane pomiarowe obejmują dostępną powierzchnię posadzki
Dodatkowe pomiary mogą wymagać ponownej wizyty na obiekcie	Wiele dodatkowych pomiarów można wykonać później na zarejestrowanych danych
Wyniki mają zwykle postać pojedynczych rzędnych lub profili	Dane można analizować jako przestrzenny zapis całej dostępnej powierzchni
Pomiar dużych powierzchni może wymagać znacznego nakładu pracy w terenie	Duże powierzchnie można dokumentować w sposób systematyczny
Rejestrowana jest ograniczona ilość geometrii otoczenia	Razem z posadzką można zarejestrować ściany, słupy i inne elementy budynku

Nie oznacza to, że skanowanie laserowe musi zastępować klasyczne metody geodezyjne lub pomiarowe.

W wielu projektach skanowanie 3D i tradycyjne narzędzia pomiarowe mogą się wzajemnie uzupełniać — zależnie od wymaganych materiałów wynikowych oraz obowiązujących standardów.

Pomiar równości posadzek betonowych

Posadzki betonowe należą do najczęstszych przypadków, w których potrzebna jest szczegółowa analiza powierzchni.

Magazyny, hale produkcyjne, centra logistyczne, parkingi i obiekty komercyjne często mają rozległe płyty betonowe, a różnice wysokości mogą wpływać na późniejsze roboty lub sposób użytkowania obiektu.

Pomiar równości posadzki betonowej z wykorzystaniem skanowania laserowego pozwala uzyskać gęsty zbiór informacji o widocznej powierzchni płyty.

Na tej podstawie można wskazać m.in.:

• lokalne nierówności powierzchni;
• zmiany rzędnych wysokościowych;
• przejścia pomiędzy poszczególnymi polami betonowania;
• miejsca podwyższone i obniżone;
• spadki;
• różnice pomiędzy sąsiednimi strefami.

W istniejących obiektach tę samą metodę można wykorzystać do dokumentacji posadzki przed modernizacją albo instalacją nowego wyposażenia.

Należy jednak odróżnić ogólną analizę geometrii powierzchni na podstawie skanowania laserowego od badań zgodności wykonywanych według konkretnej normy lub specyfikacji. Jeżeli projekt wymaga formalnej weryfikacji określonego standardu równości posadzki, metoda pomiaru oraz kryteria odbioru powinny zostać ustalone zgodnie z jego wymaganiami.

Przygotowanie chmury punktów do analizy posadzki

Surowe dane ze skanowania wymagają odpowiedniego przetworzenia przed wykonaniem szczegółowych analiz.

Poszczególne skany należy najpierw połączyć w spójny układ współrzędnych. Następnie dane są sprawdzane pod kątem kompletności oraz elementów, które nie są potrzebne do analizy powierzchni.

W zależności od warunków na obiekcie surowa chmura punktów może zawierać punkty reprezentujące:

• ludzi;
• materiały tymczasowo składowane na posadzce;
• urządzenia;
• palety;
• przewody;
• odpady budowlane;
• odbicia;
• szumy pomiarowe.

Odpowiednie czyszczenie chmury punktów przygotowuje dane do dalszej analizy.

W przypadku pomiaru posadzki szczególnie ważne jest oddzielenie właściwej powierzchni od obiektów, które się na niej znajdują. Skaner nie może zarejestrować fragmentu podłogi fizycznie zasłoniętego przez maszynę, składowane materiały czy inne przeszkody.

Jak dokładne są pomiary posadzki wykonane skanerem laserowym?

Dokładność możliwa do uzyskania podczas pomiaru posadzki zależy nie tylko od parametrów samego skanera.

Znaczenie mają m.in.:

• model i parametry skanera;
• odległość urządzenia od mierzonej powierzchni;
• geometria pomiaru;
• liczba i rozmieszczenie stanowisk skanera;
• jakość rejestracji skanów;
• warunki panujące na obiekcie;
• właściwości powierzchni;
• wymagany sposób osadzenia danych w układzie współrzędnych;
• metodyka przetwarzania danych.

Z tego powodu wymaganą dokładność warto określić jeszcze przed zaplanowaniem pomiarów.

Inne wymagania będzie miała ogólna mapa wysokości posadzki, a inne pomiar wykonywany przed precyzyjnym montażem maszyny lub szczegółową kontrolą wykonawczą.

Metoda pomiaru powinna więc zawsze odpowiadać technicznemu celowi projektu.

Kontrola równości posadzki a normy i wymagania projektowe

Kontrola równości i poziomu posadzki może również oznaczać formalne badanie wykonywane według określonej normy, specyfikacji technicznej lub wymagań konkretnego projektu.

W przypadku niektórych posadzek betonowych stosuje się określone kryteria liczbowe dotyczące równości, poziomu lub dopuszczalnych tolerancji.

Gęsta chmura punktów dostarcza bardzo dużej ilości informacji o geometrii posadzki, ale samo wykonanie skanowania nie oznacza automatycznie przeprowadzenia certyfikowanego badania według konkretnego standardu.

Przed rozpoczęciem pomiarów należy więc ustalić:

• jaka norma lub specyfikacja ma zastosowanie;
• jakie wielkości należy zmierzyć;
• w jaki sposób mają być obliczane wyniki;
• jakie tolerancje obowiązują;
• czy wymagana jest konkretna procedura badawcza;
• jaka dokumentacja końcowa jest wymagana.

Rozróżnienie to ma szczególne znaczenie, gdy wyniki pomiarów są wykorzystywane przy odbiorze robót, kontroli zgodności, kontroli jakości lub w ramach wymagań kontraktowych.

Pomiary równości posadzek w istniejących budynkach

W istniejących budynkach cel pomiaru jest często inny niż w przypadku nowo wykonanej posadzki betonowej.

Nie zawsze chodzi o sprawdzenie świeżo wykonanej płyty względem tolerancji wykonawczych. Często najważniejsze jest poznanie rzeczywistej geometrii powierzchni przed rozpoczęciem nowego projektu.

Dotyczy to m.in.:

• montażu urządzeń produkcyjnych;
• modernizacji magazynów;
• przenoszenia maszyn;
• wdrażania systemów automatyki;
• przebudowy wnętrz;
• wykonywania nowych warstw podłogowych;
• koordynacji ramp i ciągów komunikacyjnych;
• oceny istniejących spadków odwodnienia.

W takich sytuacjach skanowanie laserowe 3D pozwala zarejestrować nie tylko posadzkę, ale również jej relację względem ścian, słupów, otworów, urządzeń i elementów konstrukcyjnych.

Szerszy kontekst przestrzenny jest szczególnie przydatny podczas projektowania i koordynacji nowych rozwiązań w istniejącym obiekcie.

Wykorzystanie danych z pomiaru posadzki w CAD

Po przetworzeniu danych wyniki pomiaru można przekształcić w dokumentację wygodną do wykorzystania przez projektantów, inżynierów i wykonawców.

W zależności od projektu proces Point Cloud to CAD może prowadzić do przygotowania:

• rzutów posadzki;
• planów wysokościowych;
• rysunków warstwicowych;
• przekrojów;
• profili;
• siatek odniesienia;
• rysunków odchyleń.

Dokumentacja CAD ułatwia przekazywanie informacji o rzeczywistym stanie powierzchni, szczególnie gdy pełna chmura punktów zawiera znacznie więcej danych, niż jest potrzebne do konkretnego zadania.

Przykładowo wykonawca przygotowujący zakres wyrównania posadzki może potrzebować przede wszystkim rysunku wskazującego strefy podwyższone i obniżone, a nie całego trójwymiarowego zbioru danych.

Wykorzystanie danych z pomiaru posadzki w BIM

Geometria posadzki może również zostać wykorzystana w procesach BIM.

Chmura punktów stanowi wiarygodne odniesienie podczas modelowania istniejących poziomów oraz koordynowania nowych elementów projektu z rzeczywistym stanem obiektu.

Dane te mogą być przydatne przy projektowaniu:

• nowych urządzeń;
• ścian działowych;
• ramp;
• podłóg podniesionych;
• instalacji MEP;
• zmian konstrukcyjnych;
• prac modernizacyjnych.

Nie oznacza to jednak, że każda lokalna nierówność powierzchni powinna zostać odwzorowana jako geometria modelu BIM.

Zakres modelowania powinien wynikać z przeznaczenia modelu. W wielu projektach szczegółowe dane o nierównościach mogą pozostać w chmurze punktów lub mapie odchyleń, natomiast model BIM powinien zawierać tylko geometrię potrzebną do projektowania i koordynacji.

Kiedy warto wykonać skanowanie posadzki?

Optymalny moment wykonania pomiaru zależy przede wszystkim od tego, do czego mają zostać wykorzystane dane.

Skanowanie laserowe może być przydatne:

• przed montażem urządzeń;
• przed wdrożeniem automatyki magazynowej;
• przed modernizacją obiektu;
• przed wymianą posadzki;
• po wykonaniu konstrukcji betonowej;
• przed montażem maszyn wymagających precyzyjnego ustawienia;
• przed zaplanowaniem prac wyrównujących;
• podczas inwentaryzacji istniejącego obiektu;
• przed istotną zmianą układu funkcjonalnego.

Jeżeli jest to możliwe, przed skanowaniem warto usunąć z powierzchni zbędne materiały i wyposażenie.

Im większa część posadzki jest widoczna dla skanera, tym mniej pozostaje obszarów zasłoniętych przez tymczasowe obiekty.

Korzyści ze skanowania laserowego 3D przy pomiarach równości i poziomu posadzki

W projektach wymagających szczegółowej informacji o powierzchni skanowanie laserowe daje kilka praktycznych korzyści.

Gęste dane o powierzchni

Duża liczba punktów pomiarowych pozwala analizować dostępną powierzchnię znacznie szerzej niż w przypadku pojedynczych pomiarów punktowych.

Mapowanie wysokości posadzki

Zmierzone rzędne można przekształcić w mapy, które ułatwiają identyfikację miejsc podwyższonych, obniżonych oraz obszarów ze spadkiem.

Dokumentacja dużych powierzchni

Magazyny, hale przemysłowe i inne rozległe przestrzenie mogą być dokumentowane w sposób systematyczny.

Możliwość ponownego wykorzystania danych

Po zakończeniu prac terenowych z chmury punktów można często pozyskać dodatkowe pomiary, przekroje i profile bez konieczności ponownego pomiaru obiektu.

Geometria posadzki w kontekście całego obiektu

Podczas jednego pomiaru można zarejestrować posadzkę wraz ze ścianami, słupami, urządzeniami, otworami i innymi elementami otoczenia.

Różne formaty danych wynikowych

Te same dane źródłowe mogą posłużyć do przygotowania chmury punktów, rysunków CAD, map wysokościowych, profili, modeli BIM oraz innych materiałów wymaganych w projekcie.

Pomiary posadzek i skanowanie laserowe 3D w ScanM2

ScanM2 wykonuje skanowanie laserowe 3D i przetwarzanie chmur punktów dla istniejących budynków, obiektów przemysłowych, magazynów, inwestycji budowlanych oraz innych obiektów wymagających dokładnej dokumentacji przestrzennej.

W zależności od wymagań projektu dane z pomiaru posadzki mogą zostać wykorzystane do określenia rzędnych, spadków, odchyleń powierzchni oraz relacji pomiędzy posadzką a otaczającymi elementami budynku.

Materiały wynikowe mogą obejmować zarejestrowane chmury punktów, dane wysokościowe, dokumentację CAD, przekroje, profile, mapy odchyleń oraz modele BIM.

Zakres skanowania i sposób opracowania danych dobieramy do wielkości powierzchni, warunków na obiekcie, wymaganej dokładności oraz późniejszego zastosowania wyników.

Podsumowanie

Równość i poziom posadzki mogą mieć znaczenie zarówno przy montażu maszyn i automatyzacji magazynów, jak i podczas modernizacji, przebudowy czy wykonywania nowych warstw podłogowych.

Skanowanie laserowe 3D umożliwia pozyskanie gęstych danych przestrzennych z dostępnej powierzchni i analizę zmian wysokości na całym badanym obszarze.

Na podstawie chmury punktów można lokalizować miejsca podwyższone i obniżone, analizować spadki i różnice wysokości, tworzyć mapy odchyleń oraz przygotowywać dokumentację CAD lub BIM.

W przypadku dużych lub geometrycznie złożonych przestrzeni istotną zaletą jest nie tylko liczba wykonanych pomiarów. Powstaje cyfrowy zapis rzeczywistej geometrii posadzki i jej otoczenia, który można ponownie wykorzystać podczas projektowania, koordynacji, realizacji prac oraz późniejszych analiz.

FAQ