Công nghệ 3D Scanning là gì? Ứng dụng công nghệ quét 3D trong xây dựng

Công nghệ quét laser đã tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành xây dựng, mang lại độ chính xác và hiệu quả chưa từng có trong công tác khảo sát hiện trạng. Công nghệ tiên tiến này sử dụng LiDAR (Light Detection and Ranging) để tạo ra các mô hình 3D cực kỳ chính xác của các tòa nhà, cơ sở hạ tầng, di sản và cảnh quan. Khả năng thu thập hàng triệu điểm dữ liệu chỉ trong vài phút đã thay đổi cách chúng ta thu thập dữ liệu hiện trạng, thiết kế và triển khai dự án.

Quét 3D laser đóng vai trò quan trọng trong mô hình thông tin xây dựng (BIM), cho phép tạo ra các bản vẽ hiện trạng và point cloud chi tiết. Công nghệ này nâng cao độ chính xác trong các dự án xây dựng, từ bảo tồn di sản đến các thiết kế kiến trúc hiện đại. Hơn nữa, dịch vụ quét laser 3D đã trở thành yếu tố không thể thiếu trong kỹ thuật và kiến trúc, cung cấp các giải pháp tiết kiệm chi phí cho các dự án phức tạp. Khi khám phá những lợi ích và ứng dụng của quét laser trong xây dựng, chúng ta sẽ xem xét sự phát triển của nó, các chiến lược triển khai, và các nghiên cứu điển hình thực tế chứng minh sức mạnh biến đổi của nó trong ngành.

Sự phát triển của ngành khảo sát: Từ các phương pháp truyền thống đến quét laser

Lĩnh vực khảo sát đã trải qua một sự chuyển đổi đáng kinh ngạc, từ các kỹ thuật truyền thống đến các công nghệ tiên tiến. Các phương pháp khảo sát truyền thống, mặc dù đáng tin cậy, thường tốn nhiều công sức và thời gian. Các kỹ sư trắc địa đã phải dựa vào các công cụ như thước dây, máy thủy bình và máy kinh vĩ để đo đạc và tạo ra các bản đồ chi tiết. Những kỹ thuật này, mặc dù chính xác, gặp phải nhiều hạn chế lớn, bao gồm yêu cầu công việc thực địa rộng rãi và các mối lo ngại về an toàn trong các địa hình khó khăn.

Sự ra đời của máy toàn đạc (total station) đã đánh dấu một bước tiến quan trọng trong công nghệ khảo sát. Những thiết bị này tích hợp khả năng đo góc ngang và dọc cùng với khoảng cách, giúp đơn giản hóa quá trình thu thập dữ liệu. Máy toàn đạc tăng cường hiệu quả, giảm thiểu lỗi con người và cho phép thu thập dữ liệu trong thời gian thực, cải thiện năng suất và kiểm soát chất lượng tại chỗ.

Tuy nhiên, sự xuất hiện của quét laser 3D đã cách mạng hóa ngành khảo sát. Công nghệ này sử dụng LiDAR để thu thập hàng triệu điểm dữ liệu một cách nhanh chóng, tạo ra các mô hình 3D cực kỳ chính xác của môi trường vật lý. Các máy quét laser phát ra các tia laser xung ngắn phản chiếu từ bề mặt, đo khoảng cách và tạo ra một “point cloud” – một tập hợp toàn diện các điểm dữ liệu đại diện cho không gian được quét trong không gian ba chiều.

Ứng dụng công nghệ quét laser trong các dự án xây dựng

Việc triển khai quét laser trong các dự án xây dựng ngày càng trở nên quan trọng, mang lại nhiều lợi ích cho ngành. Thị trường quét laser 3D dự kiến sẽ tăng trưởng với tốc độ  là 7,5% từ năm 2021 đến 2026 và đạt 16,66 tỷ USD vào năm 2030, việc áp dụng công nghệ này đang mở rộng nhanh chóng. Công nghệ không tiếp xúc, không phá hủy này thu thập các phép đo 3D chính xác của các đối tượng và môi trường bằng cách sử dụng laser, tạo ra các phiên bản kỹ thuật số của các mục đã được quét.

Trong xây dựng, quét laser đã được ứng dụng để kiểm tra thiết kế từ mô hình 3D so với hiện trạng mô hình point cloud qua đó giúp phát hiện sớm các lỗi va chạm phát có thể phát sinh. Tác động của công nghệ này trong việc giảm thiểu các sai sót trong thi công là rất đáng kể, có thể giảm từ 12-15% xuống còn 1-3% chi phí xây dựng, tiết kiệm đáng kể chi phí cho các thay đổi, điều chỉnh và cải thiện tiến độ dự án.

Các nghiên cứu điển hình: Những ứng dụng thành công của quét laser

Công nghệ quét laser đã chứng tỏ giá trị của nó trong nhiều dự án xây dựng khác nhau, mang lại độ chính xác và hiệu quả vượt trội. Trong các cơ sở công nghiệp và nhà máy sản xuất, quét laser 3D đã trở nên hiệu quả nhờ khả năng thu thập thông tin chi tiết trong các môi trường phức tạp, máy móc đang hoạt động mà không cần tiếp xúc hay tạm dừng. Công nghệ này cho phép kiểm tra nhanh chóng và dễ dàng cả nội thất và ngoại thất của tòa nhà, bao gồm các đặc điểm kiến trúc, cơ điện, điện và hệ thống ống nước.

Colline Notre Dame du Haut 3D BIM model

Một ứng dụng đáng chú ý là trong việc bảo tồn các di tích lịch sử. Chùa cầu Hội An của Tỉnh Quảng Nam, một di sản nổi tiếng tiêu biểu áp dụng công nghệ cao này. Công nghệ này cho phép thu thập dữ liệu chính xác về các chi tiết kiến trúc, kỹ thuật xây dựng và sự biến đổi cấu trúc của bức tường. Bằng cách thu thập các phép đo chính xác, các kiến trúc sư bảo tồn có thể đánh giá tình trạng của bức tường, xác định các nguy cơ tiềm ẩn và lên kế hoạch cho các chiến lược bảo tồn phù hợp.

Ngọ Môn sau khi quét 3D laser, dữ liệu thô chưa xử lý

Trong một trường hợp khác, các kiến trúc sư của Thụy Sĩ đã sử dụng quét laser 3D để chuyển đổi một chuồng gia súc lịch sử thành một khách sạn sang trọng. Công nghệ này đã thu thập các chi tiết tinh tế và các phép đo chính xác một cách không xâm lấn, đảm bảo giao tiếp mượt mà và tránh các chi phí phát sinh và trì hoãn.

Kết luận

Công nghệ quét laser đã tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành xây dựng, mang lại độ chính xác và hiệu quả chưa từng có trong công tác khảo sát và thu thập dữ liệu thực tế. Khả năng tạo ra các mô hình 3D chi tiết đã thay đổi cách lập kế hoạch, thiết kế và triển khai dự án. Công nghệ này có tác động đáng kể đến nhiều khía cạnh của xây dựng, từ bảo tồn các di tích lịch sử đến việc đảm bảo giao tiếp suôn sẻ trong các dự án phức tạp. Sự gia tăng việc áp dụng quét laser cùng với sự mở rộng dự kiến của thị trường, nhấn mạnh vai trò quan trọng của nó trong việc định hình tương lai của xây dựng.

Việc triển khai quét laser trong các dự án xây dựng mang lại nhiều lợi ích to lớn, bao gồm giảm thiểu công việc làm lại và tiết kiệm chi phí. Tính linh hoạt của nó cho phép sử dụng trong các môi trường đa dạng, cung cấp dữ liệu chính xác để xử lý thêm. Như đã được minh họa trong các nghiên cứu điển hình, quét laser đã chứng tỏ giá trị của nó trong các tình huống khó khăn, chẳng hạn như việc thu thập các chi tiết phức tạp của các cấu trúc lịch sử và hỗ trợ trong việc bảo tồn chúng. Công nghệ đột phá này tiếp tục mở rộng giới hạn của những gì có thể trong xây dựng, mở đường cho các phương pháp tiếp cận hiệu quả, chính xác và đổi mới hơn trong ngành.

FAQs