Особенности геодезических методов мониторинга памятников архитектуры

Республика Узбекистан славится своей богатой историей и прекрасными историческими памятниками архитектуры, которые завораживают своей красотой и неповторимыми архитектурными решениями. Исторические памятники являются национальным достоянием и мировым культурным наследием человечества.

Исторические памятники играют огромную роль в развитии культуры, в сфере туризма и в целом являются частью всей истории человечества, поэтому сохранить их первозданный вид, донести до будущего поколения является одной из важнейших задач, поставленных перед реставраторами.

В настоящее время имеются много Указов, Постоновлений,и Государственных правовых законов по сохранности, реставрации реконструкции объектов культурного наследия. Из них мы можем выделить постановление Кабинета Министров Республики Узбекистан «О мерах по дальнейшему совершенствованию охраны и использованию объектов культурного наследия» [1], Закон Республики Узбекистан « Об охране и использовании объектов культурного наследия» [2], Постановление Законодательной Палаты Олий Мажлиса Республики Узбекистан «О внесении изменений и дополнений в некоторые законодательные акты Республики Узбекистан в связи с усилением охраны объектов материального культурного наследия» [3] и другие.

В соответствии с Указом Президента Республики Узбекистан от 6 апреля 2021 года № УП-6199 «О мерах по дальнейшему совершенствованию системы государственного управления в сферах туризма, спорта и культурного наследия» были открыты новых факультетов и учебных направлений по сохранению объектов культурного наследия в архитектурностроительных ВУЗах страны [3].

Для определения всей значимости исторических памятников сначала определимся с основными понятиями:

ансамбли- четко локализуемые на исторически сложившейся территории группы изолированных или объединенных памятников архитектуры;

достопримечательности -совместные творения человека и природы, а также территории, представляющие собой историческую, археологическую, градостроительную, эстетическую, этнологическую или антропологическую ценность;

памятники -отдельные постройки, здания и сооружения со связанными с ними произведениями живописи, скульптуры, декоративно-прикладного искусства и с исторически сложившимися территориями указанных построек, зданий и сооружений;

объекты культурного наследия -объекты материального и нематериального культурного наследия;

объекты материального культурного наследия - представляющие собой историческую, научную, художественную или иную культурную ценность ансамбли, достопримечательности и памятники;

объекты нематериального культурного наследия - представляющие собой историческую, научную, художественную или иную культурную ценность обычаи, народное творчество (искусство слова, танца, музыки, представления), а также связанные с ними и народными художественными промыслами и прикладным искусством знания, навыки, инструменты, артефакты, культурные пространства [4].

Методы обследования можно разделить на следующие группы :

• 1)    По характеру воздействия на объект:

• а)    неразрушающие (механические, физические, геодезические);

• б)    разрушающие (физико-механические, физико-химические).

• 2)    По месту проведения обследования:

• а)    натурные (выполняются непосредственно на объекте, механические, физические, геодезические);

• б)    лабораторные

• 3)    По применяемым средствам:

• а)    визуальный визуальный осмотр с использованием простейших измерительных приборов);

• б)    инструментальный (применение специальных приборов).

• 4)    По характеру измеряемых параметров:

• а)    прямые;

• б)    косвенные

Визуальный метод является самым распространенным и простым. При помощи этого метода, можно, определить качественные характеристики и геометрические параметры памятников архитектуры обнаружить дефекты и повреждения, при помощи простейших оборудований. В процессе визуального обследования   используются такие приборы как лупы, микроскопы, линейки, зеркала, бинокли, мерные ленты, отвесы и уровни, гибкие и жесткие эндоскопы. В результате визуального инженерно технического обследования получают контрольные обмеры, фиксируют повреждения и дефекты, фотографируются места дефектов строительных конструкций и составляются различные схемы [5].

Инструментальный метод инженерно-технического обследования проводится при необходимости получения более точных данных о строительных конструкциях и элементах объекта культурного наследия Существуют разные методы инструментального обследования :

• -    геодезические методы могут определить общие деформации и отклонения здания от проектных норм;

• -    механические методы включают в себя косвенные способы, которые используют зависимости между прочностью строительного материала с его другими свойствами. Механические методы:  местные разрушения,

пластические деформации, упругий отскок, ударный импульс [5].

В геодезическом методе обследования здания используют такие приборы как нивелиры, тахеометры, теодолиты, дальномеры. Данный метод является достаточно удобным и точным что позволяет за не большой период времени определить деформацию задания. Измерения проводятся квартально в целях определения деформации объекта.

Вертикальные перемещения оснований фундаментов измеряют одним из следующих методов или их комбинированием:

• •    метод геометрического нивелирования;

• •    метод тригонометрического нивелирования;

• •    метод гидростатического нивелирования ;

• •    метод фотограмметрии ;

• •    метод лазерного 3D сканера;

Геометрический метод применяют наиболее широко, так как он обладает рядом достоинств, а именно: высокая точность и быстрота измерений, простое и недорогое стандартное оборудование, возможность выполнять измерения в сложных и стесненных условиях [6].

Способом геометрического нивелирования можно определять разности высот точек, расположенных на расстоянии 5 – 10 м, с ошибкой 0,05 – 0,1 мм, а на несколько сотен метров – с ошибкой до 0,5 мм .

Рисунок 1.

Геометрический метод мониторинга технического состояния здания

В определении деформации   памятников архитектуры   метод тригонометричекого нивелирования  применяется не очень    часто.

Тригонометрическое нивелирование применяют при измерениях вертикальных перемещений фундаментов в условиях резких перепадов высот (больших насыпей, глубоких котлованов, косогоров и т. п.).

Гидронивелирование обеспечивает такую же точность, как и геометрическое нивелирование, но применительно к наблюдениям за осадками позволяет создавать стационарные автоматизированные системы с дистанционным съемом информации.

Измерение деформаций методом фотограмметрии (измерительной фото графии) заключается в определении разности координат точек сооружения, найденных по фотоснимкам нулевого цикла и фотоснимкам последующих циклов.

В этом методе наблюдений сооружение маркируют и затем фотографируют через определенный промежуток времени, сохраняя каждый раз местоположение и ориентирование фотокамеры неизменны [8].

Лазерное сканирование представляет собой технологию, которая за короткое время (дни или даже часы, в зависимости от размеров объекта и сложности его конструкции) позволяет полностью построить 3D модель нужного объекта . В основе данной технологии лежит способность лазерного луча отражаться от наземных объектов или поверхности земли . Такая модель состоит из множества точек, каждая из которых обладает своей семантикой в трехмерном пространстве. Существует несколько видов лазерного сканирования: мобильное лазерное сканирование, воздушное и наземное. В обследовании технического состояния памятников архитектуры применяются наземные лазерные сканеры. При сканировании произойдет автоматическая регистрация координат точек объекта, которая, обеспечит высокую точность измерений. По облаку точек, полученному в результате лазерного сканирования объекта можно решать такие задачи, как: проведения обмерных работ на объектах архитектурного наследия; получение 3D модели объекта; получение обмерных чертежи фасада

(поэтажных планов, продольных разрезов, планов крыши, развёртки стен, чертежей декора) в масштабах от 1:50 до 1:200 с отображением фактических размеров, высотных отметок различных элементов здания или сооружения с указанием отклонений от проектных значений.

Каждый из выше перечисленных методов является достаточно удобным. Нос современном мире технологий самым удобным , дающий возможность экономии средств и времени это метод 3D лазерного сканирования.