Архитектурные обмеры. Общие сведения

В течение длительного времени своего существования любые исторические сооружения претерпевают различные изменения. Архитектор, приступая к работе на историческом объекте, должен знать его историю: особенности первоначального возведения, обстоятельства и причины дальнейших перестроек и ремонтов. Особенно важно провести исследования, предваряющие любые преобразования, в случае если перед архитектором памятник старины. Изучение исторического объекта разносторонне: в него входят историко-библиографические, инженерные, натурные, археологические и другие изыскания. Все виды исследований тесно связаны и взаимно дополняют друг друга.

В комплексе исследования исторического объекта архитектурные обмеры являются главным инструментом фиксации архитектурных реалий и познания художественных достоинств памятника архитектуры, закономерностей построения любой архитектурной формы. Анализ материалов обмерной фиксации дает исчерпывающее представление не только о виде памятника. Масштабные ортогональные чертежи планов, фасадов, разрезов и деталей здания служат основой для разработки проектов реставрации, реконструкции и других преобразований.

Архитектурные обмеры — один из наиболее трудоемких видов фиксации исторических объектов. В зависимости от целей, ставящихся каждый раз перед обмерной фиксацией, она может производиться с разной степенью точности. Условно обмеры можно разделить на схематические, упрощенные и подробные. Это подразделение нельзя четко разграничивать, т.к. при одной и той же цели обмеров особенности архитектуры обмеряемого объекта диктуют подробность, тщательность и точность снятия размеров. Например, постройки классицизма XVIII—начала XIX веков могут быть обмерены достаточно точно и с помощью упрощенных методов: правильность их линий и повторяемость деталей делает ненужным снятие однотипных размеров. Но для памятников древнерусской архитектуры такая степень точности недостаточна. Их планы не так регулярны, как планы позднейших построек, стены и столбы не совсем вертикальны и прямы, арки и своды бывают неправильной формы, все детали кажутся нарисованными от руки. При обмерах таких сооружений нужны большая подробность и точность. Упрощение работы здесь неприемлемо.

Наиболее простой схематический обмер служит для определения основных размеров и планировочной структуры объекта. Он обычно выполняется для получения наиболее общего представления о сооружении и для предварительного определения объемов предстоящей работы.

Для использования обмеров в проектно-технической документации по текущему ремонту памятников архитектуры и для реконструкции зданий простой геометрической формы применяются упрощенные архитектурные обмеры. При таких обмерах все линии и углы здания, кажущиеся прямыми, принимаются за таковые, все поверхности, кажущиеся плоскими, принимаются за плоскости и т.д. При таком обмере, дающем представление о композиции сооружения, характере его декора, стилистических особенностях, не принимаются во внимание возможные строительные погрешности и деформации. В зависимости от предусмотренного масштаба чертежей степень подробности обмера может быть различной. Подобный обмер может применяться при публикациях в учебных изданиях, при паспортизации зданий, в учебной практике.

При исследовании памятников архитектуры, когда требуется исчерпывающая документальная фиксация, применяются так называемые «археологические» обмеры, учитывающие все отклонения от идеальной геометрической схемы, чем бы они не были вызваны. Поэтому каждая точка такого объекта фиксируется тем или иным способом таким образом, чтобы можно было определить ее местоположение в пространстве и нанести на нужную проекцию в чертеже. Архитектурно-археологический обмер фиксирует на чертеже не только особенности архитектурной формы, но и многое другое: характер строительного материала и методы производства работ, оптические отклонения, математические закономерности и т.д.

И, конечно, нельзя переоценить значение подробных точных обмеров для восстановления утраченных и руинированных памятников архитектуры. Назовем только один пример: Спасо-Преображенская церковь XII века под Новгородом больше известная как Спасо-Нередицкая.

К началу XX века это древнее сооружение сильно обветшало и грозило обрушением. Императорская археологическая Комиссия, в обязанности которой входило наблюдение за древними архитектурными памятниками и их поддержание, приняла решение об исследовании здания и проведении ремонтных работ. Для этой цели Комиссия командировала в Новгород академиков архитектуры В.В. Суслова и П.П. Покрышкина. В 1906 году, составляя подробный отчет о проделанных работах, академик П.П. Покрышкин пишет: «Результатом работ В.В. Суслова летом 1898 года над исследованием тогдашнего состояния церкви явились многочисленные чертежи, исполненные в карандаше чертежником его, на которых видны все повреждения церкви как в фундаментах, так и в стенах и сводах [...] В 1903 и 1904 годах под моим личным наблюдением произведены были ремонтные, а также и реставрационные работы [...]. Ремонт сопровождался точными обмерами, которые производил я сам с чертежником Л.И. Кирилловым и при помощи весьма смышленых и расторопных местных крестьян Василия Гаврова и Алексея Жаринова. Обмеры эти привели к интересным результатам [...]. Без точных обмеров я не пришел бы к выводу, что по архитектурным линиям церковь Спасо-Нередицкая принадлежит художнику, пришедшему в Новгород с Юга».*

Позже, спустя полстолетия, по археологическим обмерам В.В. Суслова и обмерным чертежам П.П. Покрышкина, которые оказались единственным достоверным свидетельством древней архитектуры Спасо-Нередицкой церкви, она была полностью восстановлена после разрушений Великой Отечественной войны. (Рис. 1)

Рис. 1. Церковь Спаса Нередицы. 1198 г.

Таким образом, нужно сказать, что архитектурные обмеры, поднимая целый исторический пласт культуры и во многом предопределяя сохранение архитектурного облика древних сооружений, являются не только средством фиксации формы и изображения памятников, но и средством их изучения и исследования.

Учитывая комплексный и познавательный характер архитектурных обмеров, оптимальным для учебной практики студентов архитектурных специальностей является объект, достаточно сложный по пространственной структуре. Такой объект потребует от учащихся серьезного отношения не только к тщательной фиксации архитектурных реалий, но и аналитических усилий по дешифровке особенностей построения формы, умения отразить результаты исследований в графическом виде.

* Покрышкин П.П. Отчет о капитальном ремонте Спасо-Нередицкой церкви в 1903, 1904 г.г. — С.-Пб., 1906.-С. 6, 10, 11,35.

ВИДЫ ФИКСАЦИИ

Как было сказано выше, главным видом фиксации особенностей архитектуры сооружения являются тщательные обмеры. Но достаточность исследования здания зависит не только от архитектурных обмеров, их обычно дополняют другими видами фиксации постройки. Как правило, полная фиксация состоит из архитектурных обмеров; изображения здания в целом, его частей и фрагментов в рисунках и акварелях; снятия прорисей и эстампажей с отдельных элементов и деталей; художественного и подробного документального фотографирования. (Рис. 2)

а
б
в
г
Рис. 2. Виды фиксации: а - кроки, б - рисунок, в - фотография, г - обмерный чертеж

Рисунок может зафиксировать как общий облик сооружения, так и особенности соотношения его частей, характеризующие общую объемно-пространственную композицию в том случае, если нельзя использовать более точные способы фиксации. Не менее важна роль рисунка, показывающего влияние природного и градостроительного окружения на архитектурный облик здания. Рисунок предпочтительно выполнить тонкой и твердой, не двоящейся и не расплывающейся линией. Свет и тени, давая более отчетливое представление об объеме и внутреннем пространстве здания и его пластике, не должны искажать его форму и скрывать детали.

Акварель и другие виды живописи применяются в качестве дополнения к рисунку или обмеру с тем, чтобы зафиксировать цвет, цветовые соотношения отдельных частей объекта и колористику его отделки. Здесь важна правдивая передача локального цвета. Цветовые эффекты, создаваемые изменяющимся освещением, должны учитываться, а цветовые (колерные) выкраски сравниваться при разном освещении. Документальные акварели делаются преимущественно для ортогональных изображений, особенно для интерьеров. При этом не ограничиваются расцветкой нужных частей чертежа или рисунка, но составляют колерную подборку цвета, сличая ее с изображаемой окраской и подлинником. Колерная выкраска в зависимости от фактуры оригинала делается акварелью, темперой или маслом.

Для фиксации росписей, фресок, мозаик и т.п. используется способ снятия с них калек — «прорисей», т.е. контурных изображений, на которые затем наносятся соответствующие оригиналу цвета. На прорисях обозначается положение данного фрагмента на общих обмерах, а на общем листе обозначается его расположение. При снятии прорисей важно не повредить штукатурку и красочный слой, для чего рисунок наносят кистью. Подобным образом делаются и эстампажи. (Рис. 3)

Рис. 3. «Прорись» надписи на надгробии 17 века.

Значительное место в работе по обмерной фиксации сооружений, особенно памятников архитектуры, занимают различные методы фотографирования. Следует заметить, что фотофиксация дает в работах по обмерам зданий и в дальнейшей камеральной обработке материала возможность более глубокого анализа объекта и помогает в дешифровке кроки. Фотофиксация может быть документальной и художественной.

Документальная фотосъемка направлена на фиксацию состояния архитектурного объекта во время проведения его обследования и обмера. Она позволяет получить документальное изображение объекта в минимальный срок и с большой точностью и полнотой. (Рис. 4)

Рис. 4. Документальная фотосьемка.

Начинать съемку лучше с общих видов сооружения. Они дают более полное представление о сооружении и показывают его в контексте городского или природного ландшафта. При фотографировании ансамблей и комплексов фиксируются все объекты, входящие в их состав. При документальной фиксации недопустимо фотографирование в сильном ракурсе, искажающем сооружение. Необходимо также избегать резких контрастов света и тени, так как при рассеянном свете лучше видны детали. Затем снимают фасады, фрагменты и интерьеры. Далее последовательно фиксируют все неповторяющиеся архитектурные детали и элементы декоративного убранства здания, произведения монументальной живописи и скульптуры, связанные с ним.

Изображение деталей и фрагментов, а если возможно, и целых фасадов желательно давать максимально приближенным к ортогональной проекции. Для четкого выражения масштабности снимаемого следует применять рейку с делением на дециметры и сантиметры в зависимости от размера элемента или детали. Использование двух реек с делениями, соединенных под прямым углом, делает возможным более точное воспроизведение детали при камеральной обработке кроки. Следует отметить, что цветная фотография монументальной живописи, цветных архитектурных орнаментов и других элементов колористики здания не исключает фиксацию цвета акварелью или темперой. При фотографировании здания не следует ограничиваться съемкой только внешних и внутренних видов здания и его деталей. Надо фиксировать все старые части здания и остатки его декоративной обработки, которые сохранились на чердаках, в подвалах и т.д., а также те места, где заметны переделки, искажения и разрушения.

Художественная фотосъемка показывает достоинства архитектурного объекта как произведения искусства, выявляет художественные особенности его архитектурного облика и образные характеристики. При этом съемка может производиться с самых разных точек при использовании эффектов освещения в любое время суток. (Рис. 5)

Рис. 5. Художественная фотосъемка.

Все точки документальной и художественной съемки наносятся на план местности и нумеруются. Фотографии компонуются на отдельные листы ватмана размером 30 х 40 см. Правила оформления листов — общие с кроки и чертежами. Каждый негатив вкладывается в отдельный конверт с номером негатива, наименованием объекта, именем автора съемки. Все негативы вместе с описью прилагаются к обмеру. Цифровая фотосъемка предполагает соответствующую обработку для хранения информации.

Фотограмметрическая фиксация.С середины XX века для фиксации исторических сооружений стали применяться новые методы обмеров с использованием специальной фотоаппаратуры и геодезических приборов, что позволило в десятки раз увеличить точность и скорость обмеров по сравнению с традиционными методами.

Фотограмметрический или стереофотограмметрический обмер состоит из двух этапов: фотограмметрического обмера в натуре, включающего в себя фотосъемку сооружения, и некоторые геодезические измерения; и камеральной обработки полученных материалов с целью получения обмерных чертежей.

Съемка объекта производится либо одиночными фотограмметрическими камерами с двух выбранных в натуре точек, расстояние между которыми называют базисом, либо стереофотограмметрическими камерами, имеющими постоянный базис.

Стереофотограмметрические камеры применяют для съемки небольших сооружений, отдельных частей сооружения, деталей и при съемке интерьера. Для съемки фасадов применяют фототеодолит и универсальные камеры, так как съемка производится с достаточно больших расстояний.

Задача фотограмметрии заключается в том, чтобы запечатлеть на двух фотографиях (стереопара) с помощью камер, размещенных в разных точках базиса, в определенных условиях необходимые элементы, на основании которых можно выполнить чертежи, определить размеры, расстояния и т.д. В стереовосстановительном аппарате можно увидеть стереоскопическое или рельефное изображение тех элементов, которые получены на фотоотпечатках.

При последующей фотограмметрической обработке снимков имеется возможность обвести по контуру абрис (получить контур) сфотографированного объекта с полной прорисовкой всех деталей. Также может быть произведен обмер по точкам. Предварительно нанесенная на объект опорная сеть точек служит скелетом для дальнейшей стереорисовки и дает возможность получить все обмерные чертежи в одной системе отметок. Координаты опорных точек, полученные геодезическим методом прямой засечкой, наносят на основу, на которой затем производятся масштабирование, горизонтирование стереомодели и стереорисовка. Камеральная фотограмметрическая обработка материалов съемки дает возможность получать чертежи фасадов, планов и различные профили.

Применение фотограмметрического обмера объекта, особенно памятника архитектуры, целесообразно при невозможности обмеров ручным способом; при фиксации сооружений, находящихся в руинированном или аварийном состоянии; для быстрой фиксации в экстренных случаях; для выполнения обмера повышенной точности; для фиксации археологических зондажей и раскопок на памятнике; при обмерах сложных сооружений с многочисленным неповторяющимся декором.

Современная практика наглядно показывает, что несмотря на высокую стоимость фотограмметрических приборов и необходимость специального персонала, метод фотограмметрического обмера по сравнению с классическим методом имеет значительные экономические преимущества, в значительной степени, зависящие от сложности объекта и от технических характеристик применяемых приборов. Тем не менее, следует отметить, что использование даже самых современных приборов и методов не означает полного отказа от классических обмеров.

ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОТ

Состав обмерных работ и порядок их проведения давно отработаны в практике исследования огромного количества памятников архитектуры. Несмотря на то, что в настоящее время этот состав может меняться в зависимости от использования новых технологий — цели и задачи остаются неизменными — фиксация культурных, в данном случае — архитектурных, ценностей в их подлинном виде.

При проведении обмеров в практике студенческих работ целесообразно построить процесс следующим образом. До выхода на место расположения объекта студенты знакомятся с основными правилами техники безопасности*:

1. В аварийных и руинированных памятниках до начала обмерных работ должны быть проведены мероприятия по укреплению осыпающихся частей.

2. Все строительные леса, подмостки и лестницы должны быть надежно смонтированы и закреплены.

3. При работе на высоте необходимо надевать каску и соблюдать все требования по страховке.

4. В каждой бригаде должна быть аптечка для оказания первой медицинской помощи.

5. Одежда — удобная и простая, не стесняющая движений, защищающая от солнца и пыли, в том числе куртка с капюшоном и карманами, обувь на толстой подошве.

6. Нельзя пользоваться рулеткой в металлическом корпусе во избежание контакта с незамеченными оголенными электропроводами.

7. После работы необходимо снимать рабочую одежду и тщательно мыть руки во избежание заражения опасными инфекциями, встречающимися на руинированных и заброшенных памятниках.

Эти основные правила должны неукоснительно соблюдаться от начала и до конца проведения обмерных работ.

После получения задания по конкретному сооружению вся группа под руководством преподавателя знакомится с объектом предстоящих обмеров. В соответствии с заранее намеченной схемой работ группа делится на бригады по три человека. В каждой бригаде назначается ответственный, который ведет запись на кроки, отвечает за сохранность инструментов и выполнение всех видов работ.

Студенты, проводящие обмеры, должны иметь необходимый минимум оснащения для работы на объекте:

- планшеты и легкие доски (для бумаги формата A3);

- папки пластиковые для хранения кроки;

- карандаши автоматические с грифелями разной мягкости;

- закрепленные на шнурке ластик и карандаш;

- шило;

- угольник;

- складной нож;

- складной стульчик или туристический коврик;

- рабочие перчатки.

После осмотра подлежащего обмеру объекта участники работ должны ознакомиться с материалами, относящимися к истории его сооружения с момента возведения до настоящего времени, составить представление об особенностях архитектуры и изменениях архитектурного облика, собрать сведения об архитекторах и строителях. Целесообразно ознакомиться со старыми изображениями — рисунками, фотографиями и чертежами. На основе собранного материала составляется краткая историческая и аналитическая справка, заранее зарисовываются планы, фасады, разрезы и детали здания (т.е. проводится подготовка к выполнению кроки) с тем, чтобы на месте только уточнить все данные. Сделанные наспех и небрежно черновые зарисовки нежелательны, так как в дальнейшем они могут стать причиной ряда ошибок.

Далее на объекте производятся собственно архитектурные обмеры. Порядок снятия размеров и степень их подробности определяются в зависимости от поставленных задач и характера измерительных приборов.

Камеральную обработку полученных материалов желательно выполнять по мере проведения обмеров, так как это является лучшим способом проверки точности и правильности обмеров. Отсутствие какого-либо размера на черновике сразу же дает знать о себе при выполнении чертежа, а неверные измерения или создадут неувязки в отдельных местах, или будут казаться неправдоподобными и не соответствующими натуре. Поэтому наиболее правильным будет выполнение чертежей рядом с обмеряемым зданием, корректируя как кроки, так и чертежи. Если это почему-либо невозможно, на месте желательно делать контрольные чертежи в небольшом масштабе. Без проведения такой корректировки обмерная практика, безусловно, выхолащивается.

Последняя стадия обмерной практики — оформление отчета, который должен быть выполнен квалифицированно в соответствии с установленными правилами.

* Подробные рекомендации по технике безопасности должны содержаться в учебно-методическом описании обмерной практики для преподавателей.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ И ПРИБОРЫ

В обмерных работах используются как издавна известные традиционные инструменты, так и сложные измерительные приборы и новейшие технологии (рис. 6).

а
б
в
Рис. 6. Рулетки: а — тесмяная; 6 — стальная; в — лазерная

Применение тех или иных инструментов зависит от поставленной цели, которой определяется, соответственно, точность и подробность обмеров, а также сроки их проведения. Однако, применяя новые методы обмеров, следует помнить, что их разработка базируется на всем предыдущем опыте и опирается на методы старые. Это положение и послужило одной из причин использования в студенческой практике, как правило, традиционных для архитектурных обмеров инструментов и простых геодезических приборов.

РУЛЕТКА, ОТВЕС И УРОВЕНЬ. Рулетки употребляются как тесьмяные, так и стальные, причем первые более удобны при измерениях от внутренних углов и при измерениях высот (в особенности при помощи шеста), но со временем они вытягиваются и теряют свою точность. Поэтому тесьмяную рулетку время от времени надлежит сверять со стальной, выводить и записывать поправку.

При обмерах какого-либо объекта все большие измерения нужно делать одной рулеткой, так как употребление для этих целей двух рулеток — старой и новой — может быть причиной расхождения в измерениях одной и той же величины.

Точность показаний и сохранность рулетки зависят от того, насколько бережно с ней обращаются. При свертывании рулетки нужно следить за тем, чтобы ее тесьма не перегибалась, не была влажной или пыльной, что возможно при работе в дождливую или ветреную погоду. В этих случаях следует тщательно вытереть тесьму, так как пыль стирает краску (а следовательно, и цифры), а влага вызывает появление ржавчины на стальных рулетках и служит причиной того, что материя тесьмяных рулеток теряет свою упругость и преждевременно растягивается и изнашивается.

Лазерная рулетка. Ручные безотражательные дальномеры (лазерные рулетки) предназначены для измерения расстояний одним исполнителем без использования отражателя. Точность измерения расстояния: от ± 1,5 мм до ± 3 мм в зависимости от модели прибора. Дальность измерений расстояния до 200 м.

Лазерные дальномеры — современные электронно-оптические приборы, используемые для определения дальности до любого предмета на местности. Погрешность измерений около одного метра. В зависимости от модели, дальномеры могут производить вычисления объемов и площадей помещений, а также иметь различный набор сервисных функций. Принцип действия лазерных дальномеров основан на измерении промежутка времени между посылкой лазерного импульса и приемом отраженного от предмета сигнала. Лазерный дальномер — это компактный прибор. Он прост в использовании, имеет противоударный, пыле- и влагозащитный корпус для работы в любых условиях. Лазерные дальномеры помогают производить замеры в неудобных местах и из углов помещений. Прибор может оснащаться большим количеством дополнительных аксессуаров и принадлежностей, таких как алюминиевые штативы, отражатели, интерфейсные кабели, оптические визиры и т.д. Максимальная дальность определения расстояния индивидуальна для каждой модели лазерного дальномера.

Очень простой и удобный инструмент для измерения длины — деревянные рейки с нанесенными на них делениями. Наиболее практичны рейки, имеющие 3—4 м длины при ширине от 3 до 5 см и толщине от 1,5 до 2 см. Увеличение размеров поперечного сечения реек хотя и способствует их большей жесткости, но увеличивает вес, что делает их неудобными в работе. Удобны рейки, имеющие треугольное поперечное сечение: они совмещают жесткость с легкостью. Прямизна рейки — главное условие правильности измерения, и на это нужно обращать внимание, как при ее изготовлении, так и при хранении.

Для проведения горизонтальных линий применяются:

а) прямой уровень с воздушным пузырьком;

б) водяной уровень с резиновой трубкой.

При работе с прямым уровнем горизонтальная линия проводится по ребру доски (рейки), устанавливаемой по уровню или по туго натянутому шнурку, проходящему против линии, проведенной на оправе уровня параллельно краю. Перед тем как начать работу уровнем с воздушным пузырьком, нужно проверить правильность его показаний. Для этого где-либо на стене проводят прямую линию по ребру рейки, на которую поставлен уровень, затем поворачивают уровень вокруг вертикальной оси на 180° (т.е. ставят его лицевой стороной к стене), снова устанавливают его на рейку и смотрят, совпадает ли ее новое, горизонтальное положение со старым. В том случае, если они не совпадают и образуют угол, горизонтальная линия должна проходить по биссектрисе этого угла, для того, чтобы ребро рейки с уровнем совпадало с ней, нужно к одному из концов нижней поверхности оправы уровня приклеить полоску толстой бумаги или картона. (Рис. 7а, б)

а
б
Рис. 7. Уровни: а — с воздушным пузырьком (прямой); б — водяной

Водяной уровень состоит из двух стеклянных трубок с делениями, соединенных между собой длинной резиновой трубкой. Весь прибор наполняется водой, которая в поставленных вертикально стеклянных трубках находится на одном уровне. Во время работы трубки отодвигают, возможно, дальше одну от другой, делают отметки на стенах на том уровне, где стоит вода, и соединяют их горизонтальной линией, отбиваемой по шнурку.

Уровни с резиновой трубкой дают возможность легко проводить горизонтальные линии вокруг углов и на криволинейных поверхностях. При необходимости можно собрать водяной уровень из отдельных элементов. При работе с ним нужно следить за тем, чтобы не было перегибов и переломов резиновой трубки, и чтобы вода из прибора не выливалась. Во избежание последнего стеклянные трубки при переносе прибора следует затыкать пробками с просверленными в них отверстиями или поплавками в виде пробковых кружков, диаметр которых немного меньше диаметра трубок. Эти поплавки не только закрывают отверстия трубок при резком подъеме воды в них, но и отмечают, на каком уровне стоит вода. Отметки на стене, по которым проводится горизонтальная линия, нужно делать точно по верхнему или нижнему краю вогнутой поверхности, образуемой водой в трубке. Во избежание попадания поплавка в резиновую трубку нужно нижний конец каждой стеклянной трубки затыкать просверленной пробкой или употреблять трубки, суженные к низу.

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).

Рис. 8. Отвес

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

Рис. 9. Ватерпас

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.

Рис. 10. «Египетский» треугольник

Даже в том случае, если под рукой нет никаких инструментов, но измеряемое здание стоит на берегу моря, озера или большой реки и может быть видимо на фоне водного горизонта, можно воспользоваться линией горизонта и по ней нанести на стены здания отдельные точки, находящиеся на одной горизонтальной линии.

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, по 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 наклона.

Отсутствие зрительной трубы у эклиметров не может считаться серьезной помехой для достижения точности: при архитектурных обмерах приходится иметь дело с гораздо меньшими расстояниями, чем при геодезических съемках. Большое значение имеет точность отсчета углов, поэтому даже самые простые угломерные инструменты следует снабжать верньерами**. Другие инструменты, применяемые при обмерах (компас, служащий для определения ориентации зданий по странам света, шнурки и проволока для причалок и горизонтальных линий и пр.), не требуют пояснений.

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 лазерные безотражательные электронные тахеометры (Рис. 11).

Рис. 11. Стереофотограмметрическая рабочая станция

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.

* Ватерпас (голл. Waterpas) — букв, водяной снаряд. Простейший прибор для проверки горизонтального положения различных поверхностей и измерения небольших углов наклона. Представляет собой уровень в деревянной оправе и треугольник с отвесом.

** Верньер, или нониус — дополнительная шкала измерительного инструмента, позволяющая повысить точность отсчета по основной шкале в 10, 20 и более раз.

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 специаль<