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 специальной литературе, а их суть сводится к следующим положениям: триангуляция основывается на системе взаимосвязанных треугольников — простейших геометрических фигур, у которых каждая вершина может быть точно определена засечками промеренных сторон из двух других вершин (Рис. 12 А, Б); метод прямоугольных картезианских (ортогональных) координат основан на фиксации каждой точки объекта относительно взаимно перпендикулярных осей. (Рис. 12 В)

Рис. 12. Обычное применение триангуляции: а — применение триангуляции для определения площади зала; б — разделение многоугольного зала на треугольные части; в — построение картезианских координат

Такими «осями» могут быть выверенные по отвесу (вертикальные) и по уровню (горизонтальные) прямые. (Рис. 13)

Рис. 13. Обмер фасада с помощью картезианских координат

Опыт показывает, что сочетая эти два метода, практически можно обмерять объекты любой по сложности конфигурации. Однако при обмерах зданий больших размеров, поверхностей с неровными и сложными очертаниями, а также территорий, эффективнее использовать геодезические приборы — даже самые простые — теодолиты и нивелиры. (Рис. 14)

Рис. 14. Геодезическая съемка
а — круговая геодезическая съемка, позволяющая промерить углы и детали фасадов;
б — съемка, при которой промер углов заменен промером треугольников; последние можно построить с помощью стальной рулетки;
в — использование различных методов съемки.
Определение вершин пересекающихся линий. Точки могут быть определены промером их из разных положений, начиная от С, промеряя длины сторон (треугольников); от Д с помощью полярных координат (углы и размеры между местами пересечений); от Е, опуская перпендикуляры от разных точек, избираемых на линии геодезического промера

Собственно обмерные работы включают в себя: выполнение подготовительных черновых зарисовок, которые называются кроки *; снятие натуральных размеров с нанесением их на кроки; камеральное выполнение обмерных чертежей и окончательное оформление выполненной работы.

Кроки представляют собой чертежи, выполненные «от руки», либо линейные рисунки. От тщательности и точности черновых зарисовок во многом зависит качество обмера. Кроки выполняются на плотной бумаге формата 30 х 40 см только с одной стороны. Карандашная линия должна быть четкой и не двоиться. Оптимально — выполнение ортогональных схем планов, разрезов, фасадов всего сооружения или его частей с возможно точной передачей пропорций и всех особенностей изображаемого объекта. Следует отметить, что при необходимости для получения общего впечатления о сооружении можно произвести схематические обмеры здания в целом (общей ширины и длины сооружения) или его отдельных частей. Такие обмеры делаются на основе глазомерной съемки и нескольких основных промеров здания. Схематические обмеры помогают более точно выполнить кроки и дают представление о состоянии здания (рис. 15).

Рис. 15. Кроки

В процессе дальнейшей работы на кроки наносятся все получаемые размеры. Нанесение на кроки основных размеров здания и его частей обычно производится по результатам схематических обмеров на черновых зарисовках, правильно передающих пропорции изображаемого. Особое внимание нужно обращать на простановку размеров. Размерные и выносные линии, а также соответствующие им цифры, должны быть четкими и ясно указывать, к каким частям здания они относятся. При обмерах крупных сооружений и зданий сложной конфигурации общие схемы проекций выполняются на кроки отдельно от изображения фрагментов и деталей. Рисунки последних делаются в более крупном масштабе, т.к. требуют подробных измерений с нанесением большого количества размеров. Здесь размерные линии часто образуют сложное переплетение, и поэтому лучше не изображать их на рисунке, а делать цифровые или буквенные обозначения отдельных точек и выносить экспликацию измерений на поля чертежа или за пределы рисунка. Выполненные в крупном масштабе кроки фрагментов и деталей идентифицируются с их расположением на общих схемах при помощи соответствующих обозначений. На каждом листе кроки пишется наименование объекта, его адрес, дата проведения работы, фамилии исполнителей, руководителей и название учебного заведения. Все кроки нумеруются и соотносятся с чертежами. Кроки — основной документ натурной (полевой) стадии работ, они являются важной составляющей всего комплекта фиксационной документации по архитектурному сооружению.

Обмерные чертежи основных проекций здания, т.е. планов, фасадов и разрезов, обычно выполняются в масштабе 1:50. Этим определяется необходимая точность обмера — до 0,5 см, что дает в масштабе чертежа 0,1 мм — предельно мелкую, ощутимую на глаз величину. Для деталей здания, если они вычерчиваются в крупном масштабе, обмер производится с точностью до 1 мм.

Обмер обычно начинают с отбивки нулевой линии по всему периметру, по всем этажам или ярусам здания отдельно. Все эти нулевые линии должны быть надежно связаны между собой системой отвесов, которые рекомендуется привязывать к выверенным точкам. Для того чтобы произведенные обмеры оставались полноценными, независимо от давности их проведения, и в любой момент могли быть использованы для реставрации и реконструкции здания, следует увязывать нулевые линии с абсолютными отметками от единых государственных реперов**, указывающих положение данной местности относительно уровня моря. Отбивается нулевая линия при помощи водяного уровня, а при больших размерах здания — нивелиром. Отбивка нулевой линии позволяет получить как бы горизонтальный срез здания, его план, который может быть обмерен сравнительно простыми средствами. (Рис. 16)

Рис. 16. Москва. Церковь Зачатья Анны «что в углу». Южный фасад. Кроки. Обмер северного портала

* Кроки (от фр. croquis, croquer— набрасывать, чертить) — набросок, быстрая зарисовка, чаще всего с натуры. Не склоняется.

** Репер (от фр. rереrе) — геодезический знак пункта местности с известной абсолютной высотой — металлический диск с рельефной маркой, закрепленный в стенах долговременных сооружений, или бетонный монолитный блок, заложенный в грунт.

ОБМЕРЫ ПЛАНОВ

Обмеры планов наименее трудоемки в исполнении, так как для них, как правило, не нужны подмости и лестницы. Но и здесь есть свои трудности, в особенности при точных обмерах планов неправильных или сложных по конфигурации. При простых обмерах, когда линии и углы, кажущиеся прямыми, принимаются за таковые, важно лишь обмерить длинные прямые линии с рядом промежуточных точек на них (например, стена с проемами), причем измерять следует от нулевого деления рулетки до конца — «нарастающим итогом», а не по частям, так как в первом случае неточность инструмента может быть причиной лишь одной ошибки в конечном отсчете, а во втором эта ошибка может быть суммой таких же ошибок, допущенных при каждом отдельном измерении. (Рис. 17)

Рис. 17. Обмеры плана: обмеры фрагмента памятника; план ворот

Там, где требуется большая точность обмеров, производят проверку углов путем измерения диагоналей помещений или их частей. Наконец, при точных обмерах горизонтальные линии, на уровне которых обмеряются планы, отбиваются по уровню, причем, если делается, только один план, находящиеся выше или ниже его уровня проемы и прочие детали фиксируются на нем же. При обмерах углы детали следует спроектировать на «нулевую» горизонтальную линию и отметить их крестиками (пересечениями горизонтальной линии с отвесами, опускаемыми из углов проемов). Повторяющиеся детали планов (проемы, пилястры и пр.) обмеряются все в отдельности, и производится проверка углов и прямизны линий. (Рис. 18, 19, 20)

Рис. 18. Обмеры внешнего контура постройки

Рис. 19. Обмеры внутреннего контура постройки

Рис. 20. Совмещение внешних и внутренних промеров

Проверка прямизны линий осуществляется двумя способами. Во-первых, можно натянуть шнур или тесьму рулетки вдоль проверяемой стены и в нескольких местах измерить расстояние между «условной прямой» стены и «безусловной прямой» тесьмы рулетки. Эти измерения лучше всего вести от каких-либо имеющихся на этой стене реальных точек — углов проемов, пилястр и т.п., положение которых зафиксировано независимо от прямизны стены. (Рис. 21)

Рис. 21. Проверка прямизны стены в плане

Тесьму рулетки следует натягивать, возможно, ближе к стене, так как в этом случае можно ставить меру, которой измеряется расстояние от стены до тесьмы, перпендикулярно последней, на глаз. Если же рельеф стены заставляет держать тесьму на большом расстоянии от нее, то нужно проверять перпендикулярность меры и тесьмы с помощью угольника.

Другой способ проверки прямизны линий вытекает из всей триангуляционной системы обмеров планов, когда, помимо обмеров вдоль стен, все точки связывают между собой промерами, разбивающими весь план на треугольники.

В простейшем случае сначала измеряют расстояние между двумя точками (А и Б) внутри помещения, принимают эту величину за основу (базис) всего обмера и измеряют расстояния от обоих его концов до любой из точек плана. Таким образом, положение любой из точек плана может быть получено на чертеже при помощи засечек из обоих концов базиса радиусами, равными расстояниям от точки до каждого из этих концов. (Рис. 22)

Рис. 22. Обмер плана помещения по точкам засечками из двух полюсов

Чем больше таких точек берется на контуре плана, тем точнее бывают обмеры, но в то же время нужно следить за тем, чтобы линии, соединяющие каждую из точек с концами базисов, не пересекались между собой под очень острыми или очень тупыми углами, так как в этих случаях трудно уловить на чертеже ту точку, в которой пересекаются определяющие ее засечки.

Лучше всего, когда эти линии образуют прямой или близкий к прямому угол, но допустимы и углы в пределах от 30 до 150°.

Поэтому в большинстве случаев приходится обмеры даже несложных планов вести от нескольких базисов. Так, при обмерах плана открытого четырехугольного помещения сначала измеряют стену В Г, находящуюся напротив условной прямой АБ, принятой за базис, затем, приняв В Г за новый базис, обмеряют от него стену ДЕ и, наконец, имея положение точек В, Г, Д и Е (т.е. положение углов помещения), обмеряют от точек Г и Е стену ВД и от точек В и Д стену ГЕ. Помимо этих измерений для контроля нужно измерить диагонали помещения (BE и ГД) и длины стен (ВГ, ГЕ, ЕД и ДВ). Последнее возможно лишь в том случае, если стены не имеют выпуклости посередине. (Рис. 23)

Рис. 23. Последовательность приемов при обмерах помещения засечками

Работа несколько упрощается, если от первого базиса условной прямой АБ удается обмерить обе противолежащие стены (ВГ и ДЕ). В том случае, если одна из стен близка к базису, нужно базис разбить на небольшие части (1—2; 2—3; 3—4 и т.д.) и от концов каждой из них измерить засечками положение каждой характерной точки стены. (Рис. 24).

Рис. 24. Проверка прямизны стены в плане с помощью обмеров засечками от причалки

Если одна из стен помещения оказывается действительно прямой, то ее можно использовать в качестве базиса, так как ее начертание вполне определяется двумя конечными точками. Наличие большего числа прямых стен еще более упрощает и ускоряет работу, поэтому всегда следует начинать с проверки их прямизны. (Рис. 25)

Рис. 25. Обмер плана помещения засечками при одной стене, принятой за базис

Обмеры планов засечками и промеры вдоль стен дополняют друг друга, в случае же расхождения между их показаниями следует отдавать предпочтение промерам вдоль стен, так как они дают результат одного измерения, в то время как при первом способе положение определяется путем двух измерений, поэтому возможность ошибки при этом способе удваивается.

В планах, ограниченных кривыми линиями, где промеры вдоль стен невозможны и положение всех точек в плане фиксируется обмерами по засечкам, для контроля следует делать промеры между отдельными точками.

Возможен и иной — полярный — способ обмеров плана по точкам, когда расстояния измеряются не от двух точек — концов базиса, а от одной. В этом случае план разбивается на треугольники, образуемые прямыми, проведенными от исходной точки — полюса — до всех определяющих план точек. При выполнении чертежей сначала откладывают расстояние между одной из точек и полюсом (а), затем при помощи засечек от них до второй точки плана определяют положение последней, далее засечками из полюса и второй точки определяют положение третьей и, продолжая работу в том же порядке получают весь план, пристраивая один треугольник к другому. (Рис. 26)

Рис. 26. Обмер плана помещения полярным способом

Полярный способ дает возможность объединить в одно целое обмеры засечками с обмерами вдоль стен, но во избежание ошибок необходимо делать и контрольные измерения между точками, более или менее удаленными одна от другой (1—5).

Можно также обмерять планы помещений при помощи устанавливаемого внутри угломерного инструмента — буссоли, астролябии, гониометра, пантометра, теодолита. Это делается так же, как при обыкновенных геодезических съемках планов полярным способом.

Геодезические приборы нового поколения позволяют достигать высокой точности, достаточной для архитектурных обмеров.

Следует отметить один случай, когда угломерный инструмент может оказаться необходимым, — обмер плана верхнего этажа здания с частично разрушенным перекрытием под ним. Здесь применение угломерного инструмента и съемка недоступных частей плана способом засечек могут до известной степени решить задачу. (Рис. 27)

Рис. 27. Обмер недоступной части плана помещения с помощью угломерного инструмента

При не очень больших расстояниях от недоступных до базиса обмера точек можно использовать лазерную рулетку.

До сих пор рассматривались обмеры простейших помещений, ограниченных прямыми (или кажущимися прямыми) линиями. Кривые линии в плане обмерять нетрудно: на них берется ряд точек и от концов близлежащего базиса измеряется расстояние до каждой из них. Количество точек на каждой такой кривой зависит и от ее размеров, и от степени точности обмеров. Лучше всего собрать эти точки на углах проемов, пилястр и пр. с тем, чтобы одновременно зафиксировать и кривизну стены, и положение этих деталей. (Рис. 28)

Рис. 28. Обмер плана помещения, ограниченного кривыми линиями, засечками от двух точек А и Б

Значительно сложнее проводить обмеры планов помещений, имеющих внутренние столбы, или в зданиях, состоящих из ряда связанных между собой помещений. В первом случае начинают с того, что измеряют расстояния (прямые и диагональные) между столбами и полученную фигуру принимают за то, что в геодезии называется базисной сеткой. От каждой ее стороны, как от базиса, обмеряются противолежащие части стен; от последних, также принимаемых в этом случае за базисы, обмеряются внешние углы столбов, которые в свою очередь помогают обмерить части стен, недоступные для обмеров от углов базисной сетки. Большая или меньшая сложность плана влияет лишь на трудоемкость работы, сам же принцип обмеров остается неизменным: каждая пара точек, положение которых удается зафиксировать от какого-либо базиса, рассматривается как новый базис, служащий для обмеров от него других точек, недоступных от первого базиса. (Рис. 29)

Рис. 29. Обмер засечками плана здания с внутренними столбами

При обмерах плана нескольких помещений, связанных в одно целое, работа может вестись по-разному, в зависимости от особенностей плана.

При наличии центрального помещения и связанных с ним широкими проемами боковых помещений следует сначала обмерить центральное, а затем, приняв ширину проемов в его стенах за базис, обмерить от каждого базиса прилежащее к нему боковое помещение. В большинстве случаев приходится предварительно обмерять планы самих проемов, измеряя их стороны и диагонали, а затем

уже от их внешних ширин обмерять примыкающие к ним боковые помещения. (Рис. 30)

Рис. 30. Обмер засечками плана здания со средним и боковым помещениями, связанными между собой широкими проемами

При наличии ряда помещений, связанных между собой небольшими проемами, ход работы определяется размещением последних. При анфиладном размещении помещений с проемами, расположенными на одной оси, следует провести через них во всю длину анфилады прямую линию, которую можно назвать, как в геодезии, магистралью. Отдельные части этой магистрали в пределах каждого помещения принимаются за базисы (АБ, ВГ, ДЕ), от которых и производится обмер. (Рис. 31)

Рис. 31. Обмер засечками планов трех, связанных между собой помещений от одной магистрали

Если помещения соединены между собой асимметрично расположенными проемами, можно связывать их обмеры попарно короткими магистралями или, обмерив одно помещение, связать две точки его обмера с двумя точками в соседнем помещении и, рассматривая их как концы базиса, обмерить от него второе помещение, что, однако, не гарантирует такой же точности, как при обмерах от магистралей. (Рис. 32)

Рис. 32. Обмер засечками планов двух смежных помещений, связанных между собой узким проемом

Если соседние помещения отделены одно от другого глухими стенами без проемов, тогда независимые друг от друга обмеры каждого из них связывают с общей для них линией или геометрической фигурой, находящейся вне здания. И здесь ход работы также определяется расположением проемов.

Если проемы в соседних помещениях выходят на один и тот же фасад, то обмеры этих помещений можно связать в одно целое при помощи причалки, установленной перед ними. Причалка — бечевка или проволока, натягиваемая горизонтально (при большой длине — с промежуточными опорами) на одном уровне с нулевой линией, на высоте которой обмеряется план. Перед каждым из помещений на причалке берутся две (1,2) точки, и от них измеряются расстояния до двух других точек (а, б) внутри, положение которых фиксируется внутренним обмером. (Рис 33)

Рис. 33. Привязка к причалке планов двух смежных, не связанных между собою помещений с проемами, выходящими на один фасад

Измерения, связывающие между собой эти точки, должны образовывать неизменяемые фигуры, т.е. треугольники. Этого можно достичь, измеряя засечками через проемы расстояния от каждой из внешних точек (3, 4) до двух внутренних (в, г).

Точки на причалках (1, 2, 3, 4) нужно отмечать цветными фиксаторами.

Если проемы в соседних помещениях выходят на смежные, сходящиеся под углом, или на противоположные фасады, то внутренние обмеры каждого из этих помещений следует связать указанным выше способом с двумя точками на причалке, находящейся против каждого фасада, и точно измерить углы между при-чалками (А, В). (Рис. 34)

Рис. 34. Привязка к сети причалок планов двух смежных помещений, связанных между собою и имеющих проемы, выходящие на разные фасады

Для того, чтобы зафиксировать величину угла, образуемого причалками, нужно измерить длины отрезков на каждой из них и расстояние между их концами, образующие третью сторону треугольника а, б, с. Иногда местные условия заставляют натягивать причалки на очень близком расстоянии от фасадов, и тогда для измерения угла между ними нужно одну или обе причалки продолжить за точку их пересечения и измерить один из вновь полученных углов. (Рис. 35)

Рис. 35. Фиксация наружного угла здания с помощью измерения смежного или накрест лежащего угла

Подобным же образом измеряются и внешние углы зданий, столбов и т.д. При этом к каждой из образующих угол плоскостей прикладывается по рейке, так, чтобы их концы, пересекаясь, давали угол, подобный измеряемому (как угол, накрест лежащий). Рейки должны быть длинными, чтобы случайные неровности на поверхностях, к которым они прикладываются, не влияли на величину угла. (Рис. 36)

Рис. 36. Измерение внешнего угла здания

Такие приемы как обмеры от причалок или измерения внешних углов рейками находят широкое применение при обмерах внешних контуров планов зданий и установлении связи между ними и внутренними обмерами.

В тех случаях, когда план ограничен прямыми линиями, толщины стен правильны и постоянны, а стены прорезаны большим количеством проемов, эта задача решается сравнительно легко. Так как почти всегда планы начинают обмерять изнутри, внешний контур плана может быть получен путем прибавления к внутреннему обмеру толщины стен, измеренных в проемах в различных частях здания.

Труднее решить эту задачу там, где проемов мало или где из-за глухого остекления нельзя измерить в них толщину стены. В этих случаях приходится обмерять внешние контуры плана от причалок, устанавливаемых перед каждым фасадом.

Положение причалок связывается с внутренними обмерами. Обмеры внешних контуров планов от причалок ведутся засечками или по координатам.

Первый способ удобен там, где причалки далеки от стен и, следовательно, возможно от одного базиса обмерить значительную часть стены (АБ). При меньших расстояниях от стен до причалок приходится на каждой из последних брать по несколько базисов и обмерять от каждого только часть фасада. Наконец, когда это

расстояние совсем мало, всю длину причалки разбивают на ряд коротеньких базисов, следующих один за другим, и замеряют от каждого из них положение одной какой-нибудь точки на противолежащей стене (ГВ, АГ и БВ). (Рис. 37)

Рис. 37. Обмеры внешних контуров плана здания от наружных причалок засечками

Обмеры по координатам более удобны там, где причалка натянута в непосредственной близости от стены, или когда приходится обмерять выпуклые кривые как, например, алтарные абсиды. При этом способе из характерных точек внешнего контура плана спускаются перпендикуляры на причалки. Перпендикуляры эти измеряются, а их положение фиксируется измерениями расстояний от одного из концов причалки, принятого за ноль, до их проекции на нее. Прямизна угла между причалкой и перпендикуляром к ней проверяется большим угольником или экером. (Рис. 38)

Рис. 38. Обмеры внешних контуров плана от наружной причалки координатами

Довольно часто в практике встречается такой случай, когда можно связать с внутренним обмером лишь одну из причалок, тогда другие причалки нужно связывать с ней. Для этого углы той фигуры, которую образуют причалки, принимают за вершины треугольников и тщательно замеряют их стороны. В идеальном случае причалки располагают так, чтобы они образовали в плане правильный прямоугольник, причем правильность углов проверяется при помощи экера или путем построения «египетского» треугольника.

Лучше всего внешние причалки связывать между собой причалками внутренними, создавая, таким образом, простую геометрическую сетку, а от нее засечками легко определить положение внутреннего и внешнего контуров плана. (Рис. 39, 40, 41)

Рис. 39. План здания со связанными между собой наружными и внутренними причалками

Рис. 40. Схема обмера плана с причалками (Церковь Архангела Гавриила в Кирилло-Белозерском монастыре)

Рис. 41. Схема обмера плана с применением теодолита (Церковь Михаила Архангела в Смоленске)

Вообще всегда следует устанавливать наиболее простую геометрическую зависимость между внешними и внутренними контурами планов, как с помощью причалок, так и путем промеров через проемы. Промеры через проемы следует

делать всюду, где это возможно, и в случае расхождения между показателями, полученными обмерами от причалок и измерениями через проемы, следует отдавать предпочтение последним.

В идеальном случае причалки устанавливаются на одном уровне с той горизонтальной «нулевой» линией, на высоте которой обмеряется план внутри здания, но во многих случаях и наружные нулевые линии и соответствующие им причалки находятся ниже внутренних. Тогда для приведения всего плана к одной нулевой линии, следует при помощи отвеса проверить вертикальность стен между двумя нулевыми линиями — более высокой и более низкой. Такая проверка делается в возможно большем количестве мест, и обнаруженные ею отклонения внешней поверхности стены от вертикали, будучи нанесены на план, приводят его к уровню внутреннего плана.

В тех случаях, когда делается несколько планов на разных уровнях (при обмерах многоэтажных зданий, или при особенно точных обмерах одноэтажных), необходимо иметь несколько связанных между собой промерами постоянных точек, общих для всех планов. Иногда такие точки (или даже линии) могут быть на столбах или стенах, проходящих через всю высоту здания и имеющих строго вертикальные поверхности.

Если же поверхности этих стен или столбов наклонные, либо уступчатые, приходится пользоваться условными точками, опуская отвесы и связывая положение каждого из них с двумя точками плана. Если находящиеся на различных уровнях планы разделены между собой перекрытиями, то их следует связывать, по меньшей мере, с двумя отвесами, опускаемыми снаружи. Положение каждого из этих отвесов должно быть связано измерениями не менее чем с двумя точками каждого плана. (Рис. 42, 43)

Рис. 42. Увязка сделанных в двух разных уровнях планов здания с помощью двух отвесов, опущенных внутри него

Рис. 43. Увязка сделанных в двух разных уровнях планов здания с помощью двух отвесов, опущенных вне здания