Seite weiterempfehlenSeite drucken

Neue Wege der Datenerfassung im Baubereich

Eine der größten Herausforderungen der Stadtgestaltung besteht in der nachhaltigen und effizienten Nutzung vorhandener Bauwerke, -gründe und Infrastruktur sowie in der sinnvollen Integration neuer Baumaßnahmen. So erfordert die heutige Komplexität der Städte neue Wege in der Datengewinnung.

Städtischer Raum ist knapp und wird zunehmend wertvoller. Es existieren dort über viele Jahrzehnte und Jahrhunderte gewachsene Infrastrukturen und Bauwerke. Diese sind allerdings nicht immer vollständig erfasst. Fehlende, unvollständige oder veraltete Dokumentationen sowie unterschiedliche Verantwortlichkeiten für die verschiedenen Bereiche sind nur einige Gründe der teils mangelhaften Kenntnis, wo genau sich was in welchem Zustand befindet.

Vor allem bei historischen Gebäuden ist eine Bestandsaufnahme erschwert. Diese haben selten gerade Wände oder Balken. Außerdem sind die Gebäude nicht rechtwinklig und teils durch verschiedene Baustile gekennzeichnet.

Bei neuen Bauprojekten stellen Genauigkeit und ein fehlerfreies Aufmaßnehmen die Basis für jede solide Planung und Bestandsaufnahme dar. Unnötige Ausgaben lassen sich dadurch ebenso eindämmen. Daher reicht die reine Bearbeitung von 2D-Abbildungen mittlerweile meist nicht mehr aus.

3D-Laserscanning

Hier kommt 3D-Laserscanning ins Spiel – mittlerweile eine der wichtigsten Technologien bei Bauprojekten. Per Laserscanner werden sehr dichte Punktwolken erzeugt, die in ihrer Darstellung als 3D-Modell detaillierte Informationen über das Objekt für alle Planungs- und Bauphasen geben. Die Messungen erfolgen schnell, flächendeckend und berührungslos bei hoher Genauigkeit. Dank moderner Hard- und Softwarelösungen sind die Kosten für Laserscanning so weit gesunken, dass sie durchaus konkurrenzfähig zum manuellen Aufmaß sind. Die Weiterverarbeitung der Daten ist mit gängigen Anwendungen möglich. Diese 3D-Modelle können die Grundlage für Bauschadensanalysen (Bild 1), die integrale Planung oder auch für BIM (Building Information Modeling) bilden. Letzteres verknüpft Bau- und Betriebsprozesse und steigert so die Effizienz in Bauplanung und Gebäudebewirtschaftung.

Beispiel einer Bauschadensanalyse (Quelle: Vermessungsbüro Schmitt)

Bild 1: Beispiel einer Bauschadensanalyse (Quelle: Vermessungsbüro Schmitt)

Erforderliche 2D-Abbildungen, wie Grundrisse, Schnitte oder Ansichten, lassen sich ebenfalls aus den dreidimensionalen Scandaten erzeugen und anschließend maßstabsgerecht in CAD-Programme importieren. Der Planungsstand ist damit bequem mit dem vorhandenen Gebäude abgleichbar. Mögliche Planungs­fehler werden rechtzeitig erkannt und ­können noch vor der Bauphase behoben ­werden. Dieses vermeidet hohe Haftungsrisiken. Die Anforderungen an Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit werden kalkulierbarer.

Anwendungsbereiche

Besonders im Fokus der Vermessung mittels Laserscanning stehen komplexe oder schwer zugängliche Objekte, wie Brücken oder Bahnanlagen. Ebenso ist damit die Dokumentation und Überwachung während des laufenden Baubetriebes möglich. Im Denkmalschutz sind die Einsatzmöglichkeiten des Laserscannings so vielseitig wie die Bandbreite der Vorhaben: Sanierungen, Umbauten, Konservierung wertvoller Substanz oder aufwendige Wiederaufbauarbeiten. Die oft unregelmäßigen Geometrien historischer Gebäude als auch schwer zugängliche Objekte wie Fassaden oder Dachkonstruktionen lassen sich damit effizient erfassen (Bild 2).

Bild 2: 3D-Punktwolke des Innenraums (automatisch kolorierte Ansicht) der Walhalla bei Regensburg (Quelle: Arctron 3D GmbH)

Bild 2: 3D-Punktwolke des Innenraums (automatisch  kolorierte Ansicht) der  Walhalla bei Regensburg (Quelle: Arctron 3D GmbH)

Das gilt auch für andere schwierige Messumgebungen, wie sie beispielsweise im Tunnelbau vorliegen. Gerade dort erfordern Faktoren wie Sicht, Geologie oder betriebliche Aktivitäten praktikable Lösungen, um sowohl den Aufwand zu reduzieren als auch Kosten und Zeit einzusparen. Die Zielgenauigkeit bei Durchschlägen und die Maschinensteuerung stellen dabei hohe Ansprüche an die Vermessungsarbeit. Laserscanning etabliert sich hier langsam als gängige Vermessungsmethode, da diese Erfassung exakte und zuverlässige Bestandspläne liefert und genaue Volumenberechnungen und Massenberechnungen ermöglicht. Das aus den Messungen resultierende 3D-Modell enthält eine vollständige Dokumentation aller Oberflächen und des Ausbaus. Selbst Betondicken können erfasst werden. Auf Basis des Modells lassen sich reale Arbeitsumgebungen ermitteln. Damit können Arbeitsreihenfolgen und Prozessabhängigkeiten schnell und präzise bestimmt werden. Wiederholte 3D-Aufnahmen dokumentieren Zustandsveränderungen und visualisieren sogar Erdbewegungen, sodass Sicherungsmaßnahmen zügig getroffen werden können. Da Messungen mit Laserscannern unabhängig vom Umgebungslicht sind, können selbst im Dunklen Objekte dreidimensional erfasst werden. Der Vermessungsaufwand ist damit erheblich einfacher und kürzer als mit konventioneller Messung.

Die präzise Erfassung des Objektes und die exakten Massenberechnungen ermöglichen zudem eine genauere Bauabrechnung. Vertragsvorgaben lassen sich auf Grundlage einer abschließenden Dokumentation einfach überprüfen. Alle gewonnenen Daten bleiben zudem auch später digital verfügbar.

Laserscanning dient ebenfalls der Erfassung des Bestands von Gebäuden als Grundlage für die Immobilienwirtschaft. Das Verfahren ermöglicht eine digitale Bestandserfassung für Facility Management-(FM-) und Computer Aided Facility Management-(CAFM-)Anwendungen. Damit sind bauliche Änderungen in den einzelnen Filialen künftig ohne weiteren Vor-Ort-Termin millimetergenau planbar. So hat mit Laserscanning beispielsweise die Drogeriemarktkette dm ihre 1.350 deutschen Filialen vermessen lassen. Auf Basis der dreidimensionalen Daten wurden neue Fototheken geplant und eingebaut (Bild 3).

Bild 3: Mit einem 3D-Laserscanner wurden die Grundrisse und Einrichtung der Filialen erfasst und Vermessungspläne erstellt. Das dreidimensionale Aufmaß liefert dem Facility- und Flächenmanagement wichtige Daten (Quelle: Faro/IT Chain GmbH)

Bild 3: Mit einem 3D-Laserscanner wurden die Grundrisse und Einrichtung der Filialen erfasst und Vermessungspläne erstellt.  Das dreidimensionale Aufmaß liefert dem Facility- und Flächenmanagement wichtige Daten (Quelle: Faro/IT Chain GmbH)

Im Anlagenbau und -betrieb wird die virtuelle Anlage zum digitalen Abbild der realen, zukünftigen oder bestehenden Anlage. Sie fungiert dort nicht nur als Inte­grations- und Kommunikationsplattform im gesamten Lebenszyklus, sondern in zunehmendem Maße auch als Informationsbasis für einen effizienten und kostenoptimierten Betrieb.

Fazit

3D-Laserscanning etabliert sich seit einigen Jahren immer mehr als bevorzugtes Mittel zur Datenerfassung und -visualisierung in allen Phasen und in den verschiedensten Bereichen des Baus. Die einfache und zügige Datengewinnung und die vielfältigen Optionen, welche das aus den Punktwolken entstandene 3D-Modell bietet, machen Laserscanning nicht nur für Ingenieure zum Mittel erster Wahl.


Autorin: Ute Weigand
gis.Business-Titelstory 5-6/2014: » Beitrag als PDF downloaden


1395 - Neue Wege der Datenerfassung im Baubereich
uw
Keywords:
3DLaserscanningVermessungBIM

Kommentare


Keine Kommentare

Kommentar verfassen?



Captcha-Code eingeben: