Johannes Rechenbach - Dipl.-Ing. Architekt fon 0511 81 40 60 - mail@lsa3d.com - www.lsa3d.com
Vogelperspektive mit sichtbarer Deckenkonstruktion
Dokumentation 3D-Laserscanning eines Bürogebäudes Die Vermessung des zu sanierenden Verwaltungsbaus erfolgte im Rohbauzustand mit 30 Einzelscans. Ziel war die Überprüfung, ob die vorliegenden Bestandspläne mit der As-BuiltSituation übereinstimmen. Dabei wurden innerhalb von nur 5 Stunden 2800 qm Fassadenflächen und 1500 qm Geschossflächen des Gebäudes umfassend dokumentiert. Das dabei erzeugte Datenmodell erhöht die Planungssicherheit und fördert den wirtschaftlichen Bauablauf. Panoramen und innovative Visualisierungen unterstützen die Planungsteams, die Baubeteiligten und das PR-Team bei der frühzeitigen Vermarktung der Immobilie. Grundrisse: 2D-Auswertungsergebnisse Obwohl beim 3D-Laserscanning ein dreidimensionales Modell als Abbild von der Realität erzeugt wird, ist oft eine verzerrungsfreie 2D-Darstellung als Grundlage für Umplanungen usw. erforderlich, da Architekturbüros meist im 2D-Modus arbeiten. Aus den Scandaten lassen sich mit geringem Aufwand beliebige 2D-Abbilder wie Grundrisse, Schnitte oder Ansichten erzeugen. Diese können dann maßstabsgerecht in CAD-Programme importiert werden. So lässt sich ein Planungsstand sehr bequem mit dem vorhandenen Gebäude abgleichen: eventuelle Planungsfehler werden rechtzeitig erkannt und können noch vor der Bauphase behoben werden.
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Die Bildbeispiele zeigen die Bestandserfassung (schwarze Bildteile) und die CAD-Planung (farbig). Im Bereich der Mittelstützen und der rechten Außenwand sind Abweichungen erkennbar. Wenn solche Änderungen erst während der Bauausführung bemerkt werden, können Mehrkosten entstehen und funktionale Nachteile im Entwurf die Folge sein. Durch das 3D-Aufmaß wird dagegen frühzeitig die erforderliche Planungssicherheit erlangt.
In diesem Beispiel betragen die Differenzen zwischen Bestand und Planung über alle Geschosse ca. 30 qm. Dieser Mietflächenverlust kann nun rechtzeitig kommuniziert werden.
Grundrisserstellung aus Scandaten: maßstabgerecht und verzerrungsfrei
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Fassaden: 2D-Auswertungsergebnisse Bei diesem Projektbeispiel sollte das 3D-Laserscanning ein Aufmaß des Auftraggebers, der Metallbau Burckhardt GmbH aus Isernhagen, vor Ort ersetzen. Nach der Auswertung und dem direkten Vergleich mit manuellen Einzelmessungen an exemplarischen Punkten zeigte sich jedoch, dass die geforderte Genauigkeit von max. 5 mm pro Fensteröffnung nicht verlässlich eingehalten werden konnte. Ermittelt wurden Abweichungen in einer Streuung von 0 mm bis 15 mm. Mit einer begleitenden tachymetrischen Einmessung hätte das Ergebnis hingegen noch optimiert werden können. Wenn Genauigkeiten im Rahmen der Bautoleranzen nach DIN gefordert werden, ist die Messtreue durch Laserscanning jedoch mehr als ausreichend. Die überlagerte Darstellung von Scan-Abbild und Fassadenplanung ermöglicht die visuelle Kontrolle von Achsrastern, Sturzhöhen und Detailpunkten in einem frühen Planungsstadium. Auch dies ist eine wertvolle Hilfe, um Planungsfehler zu vermeiden und den reibungslosen Bauablauf zu gewährleisten.
Bei diesem Objekt zeigte sich, dass die Stahlstützen der Dachkonstruktion (rot) nicht mittig über den Massivstützen der Vollgeschosse (orange) positioniert sind. Mit diesem Wissen kann nun die Stützenverkleidung im Dachgeschoss außermittig platziert werden, so dass sich das gewünschte einheitliche Fassadenbild erzielen lässt.
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Gebäudemodell: 3D-Auswertungsergebnisse
Das Alleinstellungsmerkmal des 3D-Laserscanning im Vergleich zu anderen Messmethoden besteht in der ganzheitlichen Bauaufnahme des Bestandes und der Multifunktionalität der Datenauswertung. Aus den Scans lassen sich axonometrische oder perspektivische Ansichten von freien Standpunkten aus generieren. Beliebige Teile des Modells können ausgeblendet oder gelöscht werden. Videoanimationen lassen sich mit immer wieder veränderbaren Kamerapfaden erstellen. Die Inhalte der 3D-Scans bilden somit auch die Datengrundlage für eine große Auswahl von innovativen Visualisierungsmöglichkeiten.
Im Rahmen der Beweissicherung dienen 3D-Scans z.B. dazu, die Ebenheit von Bauteilen nachzuweisen und darzustellen. Hier dargestellt: rote Bereiche liegen 2,5 cm vor der Referenzebene, blau eingefärbte Bereichen 2,5 cm dahinter. Auch nach Jahren lässt sich so der Gebäudezustand präzise und rechtssicher dokumentieren.
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360°-Panoramen Panoramen in Fotoqualität ermöglichen die visuelle und geometrische Analyse des Objektes. Dies erfolgt über die kostenfreie Scan-Software, welche dem Kunden mit den Scans zur eigenen Anwendung übergeben wird. Die Datendichte ist dabei so hoch, dass auch ortsfern die Planung erstellt werden kann. Das Gebäude muss also nicht mehr wiederholt für Nachmessungen aufgesucht werden. Das spart Zeit und Kosten. Im Rahmen der Ausschreibung können die beteiligten Firmen die hochaufgelösten Panoramen im Internet betrachten und somit akkurat kalkulierte Angebote abgeben. Auch dadurch werden die Baukosten gesenkt. Diese Panoramen lassen sich bei Bedarf auf der Homepage des Architekten oder des Bauherrn einbinden – in gleicher Weise, wie hier exemplarisch vorgestellt wird: http://www.laser-scanning-architecture.com/360_panoramen.html
Scans betrachten im Fotomodus: Details und Abmessungen begutachten
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Einfügen der Scandaten in Autocad Die räumliche Punktwolke-Datei lässt sich direkt in Autodesk Autocad (ab Version 2011) einlesen und für weitere Bearbeitungsschritte wie Vektorisierung und Modellierung verwenden. Dies erfolgt bequem und effektiv im eigenen Planungsbüro. Dadurch werden Kosten gesenkt, da die externe Bearbeitung, welche vorher nötig war, entfällt.
Modellierung in Revit Die 3D-Modellierung in CAD Programmen wie Revit Architecture ist nun direkt aus den Scandaten heraus möglich geworden. So entsteht auch für sanierungsbedürftige Bestandsbauten das dreidimensionale Datenmodell, welches alle Vorzüge des Building-Information-Modeling Prozesses bis hin zum Facility Management in sich vereint.
Fazit Die Fülle der Auswertungsmöglichkeiten macht das 3D-Laserscanning für die umfassende Bestandserfassung auch komplexer Gebäudestrukturen hochinteressant. Jetzt sind die Kosten für Scandienstleistungen dank moderner Hard- und Softwarelösungen so weit gesunken, dass sie konkurrenzfähig zum manuellen Aufmaß geworden sind. Dabei ermöglicht das digitale Datenmodell Auswertungen von der Visualisierung bis zur Beweissicherung, welche vor kurzem noch unvorstellbar waren. Durch die Optimierung von Planungsabläufen wird der Bauprozess effizienter und es werden Kosten eingespart.