現代の建物の地面の水平度と水平度

ぐらぐらとダイニングテーブルに座って、グラスからワインをこぼしたり、部屋の反対側にミニトマトをこぼしたりしたことがある方なら、波打った床がいかに不便であるかわかるでしょう。
しかし、高層倉庫、工場、産業施設では、床の平坦度と水平度 (FF/FL) が成否を分ける問題となり、建物の意図した用途のパフォーマンスに影響を与える可能性があります。一般の住宅や商業用建物であっても、床の凹凸は性能に影響を与え、床材に問題を引き起こし、潜在的に危険な状況を引き起こす可能性があります。
水平度、つまり指定された傾斜に対する床の近さ、および平坦度、つまり 2 次元平面からの表面の偏差の度合いは、建設における重要な仕様となっています。幸いなことに、最新の測定方法は、人間の目よりも正確に水平度と平面度の問題を検出できます。最新の方法では、それをほぼ即座に実行できます。たとえば、コンクリートがまだ使用可能であり、硬化する前に修正できる場合です。より平らな床は、これまで以上に簡単、迅速、簡単に実現できるようになりました。それは、コンクリートとコンピューターというありそうでなかった組み合わせによって実現されます。
そのダイニングテーブルは、マッチ箱で脚を緩衝することで「固定」され、平面の問題である床の低い部分を効果的に埋めた可能性があります。ブレッドスティックがテーブルから勝手に転がってしまう場合は、床の高さに問題がある可能性があります。
しかし、平坦性と水平性の影響は利便性をはるかに超えています。高層倉庫に戻ると、床が平らでないため、大量の物を載せた高さ 6 フィートのラック ユニットを適切に支えることができません。それを使用する人、または近くを通過する人に致命的な危険をもたらす可能性があります。最新の倉庫である空気式パレットトラックは、平らで水平な床にさらに依存しています。これらの手動装置は、最大 750 ポンドのパレット荷重を持ち上げることができ、圧縮空気クッションを使用してすべての重量をサポートできるため、1 人が手で押すことができます。正しく機能するには、非常に平らで平らな床が必要です。
平坦度は、石やセラミックタイルなどの硬い床材で覆われるボードにとっても不可欠です。ビニル複合タイル（VCT）などの柔軟な被覆材であっても、床が平らでないという問題があり、床が完全に浮き上がったり剥がれたりする傾向があり、つまずきの危険、軋みや下の空洞、床洗浄で発生する湿気を引き起こす可能性があります。カビとバクテリア。古くても新しくても、床は平らな方が良いです。
コンクリートスラブの波は高い部分を削ることで平らにすることができますが、波のゴーストが床に残り続ける可能性があります。倉庫店で時々見かけることがあります。床は非常に平らですが、高圧ナトリウムランプの下では波打って見えます。
コンクリート床が露出することを目的としている場合、たとえば、染色や研磨用に設計されている場合は、同じコンクリート素材で連続した表面が不可欠です。低い部分をトッピングで埋めることは、一致しないため、オプションではありません。他の唯一の選択肢は、高いポイントをすり減らすことです。
しかし、ボードを研磨すると、光の捉え方や反射方法が変わる可能性があります。コンクリートの表面は砂（細骨材）、岩石（粗骨材）、セメントスラリーで構成されています。湿板を設置すると、こて加工により粗骨材が表面の奥まで押し出され、細骨材、セメントスラリー、レイタンスが上部に集中します。これは、表面が完全に平らであるか、かなり湾曲しているかに関係なく発生します。
上から1/8インチを研磨すると、細かい粉末とレイタンス、粉末状の材料が除去され、砂がセメントペーストマトリックスにさらされ始めます。さらに研削すると、岩石の断面とより大きな骨材が露出します。高い部分だけを研磨すると、これらの領域に砂や岩が現れ、露出した骨材の縞がこれらの高い部分を不滅にし、低い部分にある研磨されていない滑らかなグラウトの縞と交互になります。
元の表面の色は 1/8 インチ以下の層とは異なり、光の反射が異なる場合があります。明るい色の縞は高い点のように見え、それらの間の暗い縞は谷のように見えます。これは、グラインダーで除去された波の視覚的な「ゴースト」です。通常、地面のコンクリートは元のコテの表面よりも多孔質であるため、縞模様は染料や汚れに対して異なる反応を示す可能性があるため、着色で問題を解決するのは困難です。コンクリートの仕上げ工程で波を平らにしないと、また波が気になる可能性があります。
何十年もの間、FF/FL をチェックする標準的な方法は 10 フィートのストレートエッジ法でした。定規を床に置き、その下に隙間があればその高さを測ります。一般的な公差は 1/8 インチです。
この完全な手動測定システムは時間がかかり、通常は 2 人が同じ身長を異なる方法で測定するため、非常に不正確になる可能性があります。しかし、これは確立された方法であり、その結果は「十分に良い」と受け入れられる必要があります。1970 年代までに、これでは十分ではなくなりました。
たとえば、高層倉庫の出現により、FF/FL の精度がさらに重要になりました。1979 年に、Allen Face はこれらの床の特性を評価するための数値手法を開発しました。このシステムは一般に床平坦度番号、またはより正式には「表面床プロファイル番号付けシステム」と呼ばれます。
フェイス社は、床の特性を測定するための機器「フロアプロファイラー」も開発しました。その商品名は The Dipstick です。
このデジタル システムと測定方法は、米国コンクリート協会 (ACI) と協力して開発された ASTM E1155 の基礎となっており、FF 床平坦度および FL 床平坦度数値の標準試験方法を決定します。
プロファイラーは、オペレーターが床の上を歩き、12 インチごとにデータ ポイントを取得できる手動ツールです。理論的には、無限のフロアを描画できます (FF/FL 番号を待つ時間が無限にある場合)。定規法よりも精度が高く、現代の平面度測定の始まりです。
ただし、プロファイラーには明らかな制限があります。一方で、それらは硬化コンクリートにのみ使用できます。これは、仕様からの逸脱をコールバックとして修正する必要があることを意味します。高い場所を削り落とし、低い場所をトッピングで埋めることもできますが、これはすべて補修工事であり、コンクリート請負業者の費用とプロジェクトの時間がかかります。さらに、測定自体は遅いプロセスであるため時間がかかり、通常はサードパーティの専門家によって実行されるため、コストも増加します。
レーザースキャンにより、床の平坦性と水平性の追求が変わりました。レーザー自体の歴史は 1960 年代に遡りますが、建設現場でのスキャンに適応したのは比較的新しいことです。
レーザー スキャナは、しっかりと集束されたビームを使用して、床だけでなく、機器の周囲と下のほぼ 360 度のデータ ポイント ドームも含め、周囲のすべての反射面の位置を測定します。3 次元空間内の各点の位置を特定します。スキャナの位置が絶対位置 (GPS データなど) に関連付けられている場合、これらの点を地球上の特定の位置として位置付けることができます。
スキャナー データはビルディング インフォメーション モデル (BIM) に統合できます。部屋の測定や、完成した状態のコンピューター モデルの作成など、さまざまなニーズに使用できます。FF/FL に準拠するには、レーザー スキャンには機械的測定に比べていくつかの利点があります。最大の利点の 1 つは、コンクリートがまだ新鮮で使用可能なうちに施工できることです。
スキャナは 1 秒あたり 300,000 ～ 2,000,000 のデータ ポイントを記録し、情報密度に応じて通常 1 ～ 10 分間実行します。作業速度が非常に速く、平坦度や水平度の問題はレベリング直後に特定でき、スラブが固まる前に修正できます。通常: レベリング、スキャン、必要に応じて再レベリング、必要に応じて再スキャン、再レベリングを行うと、数分しかかかりません。粉砕や充填もコールバックも必要ありません。これにより、コンクリート仕上げ機は初日から平坦な地面を作り出すことができます。時間とコストが大幅に節約されます。
定規からプロファイラー、レーザースキャナーに至るまで、床の平坦度を測定する科学は現在第 3 世代に入りました。私たちはそれをフラットネス 3.0 と呼んでいます。10 フィート定規と比較して、プロファイラーの発明は床データの精度と詳細において大きな進歩を示しています。レーザー スキャナーは、精度と詳細度をさらに向上させるだけでなく、異なる種類の飛躍をもたらします。
プロファイラーとレーザー スキャナーは両方とも、今日のフロア仕様で要求される精度を達成できます。ただし、プロファイラーと比較して、レーザー スキャンは、測定速度、情報の詳細、結果の適時性と実用性の点で基準を引き上げています。プロファイラーは、水平面に対する角度を測定する装置である傾斜計を使用して標高を測定します。プロファイラーは、底部に正確に 12 インチ間隔で 2 本の足があり、オペレーターが立ったまま持つことができる長いハンドルが付いた箱です。プロファイラーの速度はハンドツールの速度に制限されます。
オペレーターはボードに沿って直線的に歩き、デバイスを一度に 12 インチ動かします。通常、各移動距離は部屋の幅とほぼ同じです。ASTM 標準の最小データ要件を満たす統計的に有意なサンプルを蓄積するには、両方向で複数回の実行が必要です。このデバイスは、ステップごとに垂直角度を測定し、これらの角度を仰角の変化に変換します。プロファイラーには時間制限もあります。コンクリートが硬化した後にのみ使用できます。
フロアの分析は通常、サードパーティのサービスによって行われます。フロアを歩き、翌日以降にレポートを提出する。レポートに仕様外の標高の問題が示されている場合は、修正する必要があります。もちろん、硬化コンクリートの場合、装飾的な露出コンクリートではないと仮定すると、固定オプションは上部を研磨するか充填することに限定されます。これらのプロセスは両方とも、数日の遅延が発生する可能性があります。次に、コンプライアンスを文書化するためにフロアを再度プロファイリングする必要があります。
レーザースキャナーはより高速に動作します。彼らは光の速度で測定します。レーザー スキャナは、レーザーの反射を使用して、周囲のすべての目に見える表面の位置を特定します。0.1 ～ 0.5 インチの範囲のデータ ポイントが必要です (プロファイラーの限られた 12 インチ サンプル シリーズよりもはるかに高い情報密度)。
スキャナーの各データ ポイントは 3D 空間内の位置を表し、3D モデルと同様にコンピューター上に表示できます。レーザー スキャンでは大量のデータが収集されるため、視覚化すると写真のように見えます。必要に応じて、このデータはフロアの立面図を作成するだけでなく、部屋全体の詳細な表現も作成できます。
写真とは異なり、回転して任意の角度から空間を表示できます。空間の正確な測定を行ったり、建設時の状態を図面や建築モデルと比較したりするために使用できます。ただし、膨大な情報密度にもかかわらず、スキャナは非常に高速で、1 秒あたり最大 200 万ポイントを記録します。通常、スキャン全体には数分しかかかりません。
時間はお金に勝てます。生コンクリートを流し込んで仕上げる場合、時間がすべてです。スラブの永久的な品質に影響を与えます。床が完成して通行の準備ができるまでに必要な時間は、現場の他の多くのプロセスの時間を変える可能性があります。
新しい床を配置するとき、レーザー スキャン情報のほぼリアルタイムの側面は、平坦性を達成するプロセスに大きな影響を与えます。FF/FL は床施工の最適な時点、つまり床が硬化する前に評価して修正できます。これには一連の有益な効果があります。まず、床の修復作業が完了するのを待つ必要がなくなり、床が残りの工事にかかることがなくなります。
プロファイラーを使用して床を検証する場合は、まず床が硬化するのを待ってから、プロファイル サービスを現場に手配して測定し、ASTM E1155 レポートを待つ必要があります。その後、平坦性の問題が修正されるまで待ってから、分析を再度スケジュールし、新しいレポートが届くまで待つ必要があります。
スラブを配置するときにレーザースキャンが行われ、問題はコンクリートの仕上げプロセス中に解決されます。スラブは硬化直後にスキャンしてコンプライアンスを確認でき、レポートはその日に完成します。建設は続行できます。
レーザースキャンにより、できるだけ早く地上に到達することができます。また、より一貫性と完全性を備えたコンクリート表面も作成されます。平らで水平なプレートは、充填によって平らにしたり水平にする必要があるプレートよりも、まだ使用できる状態であれば、より均一な表面を持ちます。より一貫した外観になります。表面全体でより均一な気孔率を持つため、コーティング、接着剤、その他の表面処理に対する反応に影響を与える可能性があります。染色および研磨のために表面をサンディングすると、床全体に骨材がより均一に露出し、表面は染色および研磨作業に対してより一貫して予測どおりに反応する可能性があります。
レーザー スキャナは何百万ものデータ ポイントを収集しますが、それは 3 次元空間内のポイントにすぎません。これらを使用するには、それらを処理して表示できるソフトウェアが必要です。スキャナ ソフトウェアはデータをさまざまな便利な形式に結合し、現場のラップトップ コンピュータで表示できます。これにより、建設チームは床を視覚化し、問題を特定し、床上の実際の位置と関連付けて、どの程度高さを下げるか高くする必要があるかを判断することができます。ほぼリアルタイム。
ClearEdge3D の Rithm for Navisworks などのソフトウェア パッケージは、フロア データを表示するいくつかの異なる方法を提供します。Rithm for Navisworks は、床の高さをさまざまな色で表示する「ヒート マップ」を表示できます。測量士が作成した地形図に似た、一連の曲線が連続的な標高を表す等高線図を表示できます。また、ASTM E1155 に準拠したドキュメントを数日ではなく数分で提供することもできます。
ソフトウェアのこれらの機能により、スキャナーは床のレベルだけでなく、さまざまなタスクにうまく使用できます。他のアプリケーションにエクスポートできる、建設時の状態の測定可能なモデルを提供します。改修プロジェクトの場合、竣工図を過去の設計文書と比較して、変更があるかどうかを判断することができます。新しいデザインに重ねて表示すると、変更を視覚化するのに役立ちます。新築の建物では、設計意図との整合性を検証するために使用できます。
約 40 年前、多くの人々の家庭に新たな課題が訪れました。それ以来、この挑戦​​は現代生活の象徴となっています。プログラマブル ビデオ レコーダー (VCR) は、一般の人々にデジタル ロジック システムとの対話方法を学習させることを強制します。プログラムされていない何百万ものビデオレコーダーの「12:00、12:00、12:00」の点滅は、このインターフェイスを習得するのが難しいことを証明しています。
新しいソフトウェア パッケージには必ず学習曲線があります。自宅で行う場合は、必要に応じて髪を引き裂いたり悪口を言ったりすることができ、新しいソフトウェアの教育に最も時間がかかるのは、何もない午後です。仕事で新しいインターフェースを習得すると、他の多くのタスクの速度が低下し、損害の大きいエラーが発生する可能性があります。新しいソフトウェア パッケージを導入するための理想的な状況は、すでに広く使用されているインターフェイスを使用することです。
新しいコンピュータ アプリケーションを学習するための最も速いインターフェイスは何ですか?あなたがすでに知っているもの。ビルディング インフォメーション モデリングが建築家やエンジニアの間でしっかりと確立されるまで 10 年以上かかりましたが、今、それが定着しています。さらに、建設図書配布の標準フォーマットとなったことにより、現場の請負業者にとっては最優先事項となっています。
建設現場の既存の BIM プラットフォームは、新しいアプリケーション (スキャナ ソフトウェアなど) を導入するための既製のチャネルを提供します。主な参加者はすでにプラットフォームに精通しているため、学習曲線は非常に平坦になっています。そこから抽出できる新しい機能を学習するだけでよく、スキャナ データなど、アプリケーションによって提供される新しい情報をより早く使い始めることができます。ClearEdge3D は、高く評価されているスキャナ アプリケーション Rith を Navisworks と互換性を持たせることで、より多くの建設現場で利用できるようにするチャンスと考えました。Autodesk Navisworks は、最も広く使用されているプロジェクト調整パッケージの 1 つとして、事実上の業界標準になっています。全国各地の建設現場で活躍しています。スキャナー情報を表示できるようになり、幅広い用途に使用できるようになりました。
スキャナーが何百万ものデータ ポイントを収集すると、それらはすべて 3D 空間内のポイントになります。Rithm for Navisworks などのスキャナ ソフトウェアは、このデータを使用できる方法で表示する役割を果たします。部屋をデータ ポイントとして表示でき、その位置をスキャンするだけでなく、反射の強度 (明るさ) や表面の色もスキャンできるため、ビューが写真のように見えます。
ただし、ビューを回転して任意の角度から空間を表示したり、3D モデルのように空間を歩き回ったり、測定したりすることもできます。FF/FL の場合、最も一般的で便利なビジュアライゼーションの 1 つは、平面図でフロアを表示するヒート マップです。高い点と低い点は異なる色で表示されます (擬似カラー画像と呼ばれることもあります)。たとえば、赤は高い点を表し、青は低い点を表します。
ヒート マップから正確な測定を行い、実際の床上の対応する位置を正確に特定できます。スキャンで平坦性の問題が示された場合、ヒート マップは問題を見つけて修正するための迅速な方法であり、オンサイトの FF/FL 解析に推奨されるビューです。
このソフトウェアは、測量士やハイカーが使用する地形図に似た、さまざまな床の高さを表す一連の線である等高線図を作成することもできます。等高線マップは、図面タイプのデータに非常に適した CAD プログラムへのエクスポートに適しています。これは、既存のスペースの改修や改造に特に役立ちます。Rithm for Navisworks はデータを分析して答えを与えることもできます。たとえば、カットアンドフィル機能を使用すると、既存の凹凸のある床の下端を埋めて水平にするために必要な材料 (セメント表層など) の量を知ることができます。適切なスキャナ ソフトウェアを使用すると、必要な方法で情報を表示できます。
建設プロジェクトで時間を無駄にするあらゆる方法の中で、おそらく最も苦痛なのは待つことです。フロア品質保証を社内に導入すると、サードパーティのコンサルタントがフロアを分析するのを待ったり、フロアを分析しながら待機したり、追加のレポートが提出されるのを待ったりするスケジュールの問題を排除できます。そしてもちろん、フロアの完成を待っていると、他の多くの建設作業が妨げられる可能性があります。
品質保証プロセスを導入することで、この問題を解消できます。必要なときに、数分で床をスキャンできます。いつチェックされるか、また ASTM E1155 レポートがいつ (約 1 分後) 取得されるかがわかります。サードパーティのコンサルタントに頼るのではなく、このプロセスを自分で行うということは、自分の時間を自分で所有することを意味します。
レーザーを使用して新しいコンクリートの平坦度と水平度をスキャンするのは、シンプルで簡単なワークフローです。
2. 新しく配置したスライスの近くにスキャナを設置し、スキャンします。通常、このステップでは 1 つの配置のみが必要です。一般的なスライス サイズの場合、スキャンには通常 3 ～ 5 分かかります。
4. 床データの「ヒート マップ」表示をロードして、仕様外で平らにするか水平にする必要がある領域を特定します。