detaillierte gebäudeerfassung: gebäudehülle 06_2014, terra vermesseungen

06 | 2014 GEBÄUDEHÜLLE

11

FOKUS – BAUAUFNAHME

DETAILLIERTE ERFASSUNG

Das moderne Verfahren des 3D-Laserscanning dient der digitalen räumlichen Erfassung von

Landschaften, Gebäuden oder komplexen Bauteilen. Man setzt es zur Gebäudevermessung

bei Sanierungen oder Umbauten ein. Mit seinem hohen Detaillierungsgrad ist das Verfahren

vor allem für Planungsbüros von grossem Nutzen.

Korrekte Bestandspläne sind die Vor-

aussetzung für präzise Bauunterlagen.

Entwürfe und fortführende Sanierungs-

oder Umbaumassnahmen entstehen auf

dieser Grundlage. Bestandspläne sind

vielfach ungenau oder nicht vorhanden.

Diese Ausgangslage ist oft der Anlass für

eine digitale Gebäudevermessung mit

3D-Laserscanning.

Der Kundenkreis umfasst sowohl Archi-

tekturbüros, Ämter, Gemeinden und Un-

ternehmer als auch private Bauherren, für

die eine Vermessung in den unterschied-

lichsten Planungsphasen hilfreich sein

kann. Üblicherweise wird ein Vermes-

sungsbüro vor der eigentlichen Planung

Bestandspläne sind vielfach ungenau oder nicht vorhanden. Deshalb wird oftmals das 3D-Laserscanning als Gebäudevermessung bei Sanierungen oder Umbauten eingesetzt.

FOTO: TERRA VERMESSUNGEN AG

hinzugezogen. Nicht selten werden die

Dienste auch in fortführenden Baupha-

sen in Anspruch genommen. Mit der

Ermittlung und Dokumentation des je-

weiligen Ist-Zustands lassen sich bei-

spielsweise Ausführungsfehler rechtzeitig

erkennen. Die anfallenden Kosten zur

Vermessung eines Gebäudes orientieren

sich gewöhnlich an der Grösse des Baus,

der Lage, Zugänglichkeit, Anzahl der in

Auftrag gegebenen Pläne und dem De-

taillierungsgrad.

Hohe Informationsdichte

Laserscanning bedeutet das Abtasten

oder Abrastern von Oberflächen oder

Objekten. Nur wenige Minuten sind not-

wendig, um einen 3D-Scan einer Umge-

bung, bestehend aus mehreren Millionen

Punkten, zu erstellen. Dafür werden die

aufgenommenen Punkte zu Flächen

vermascht. Der 3D-Laserscanner zeich-

net Bauteile mit den unterschiedlichs-

ten Formen und Oberflächen auf, aus

denen sich exakte Flächenmodelle und

Messkoordinaten bestimmen lassen. 3D-

Volumenmodelle sowie Schnitt-, Grund-

riss- oder Fassadenpläne in 2D-gerechter

Form sind jederzeit in hoher Informa-

tionsdichte abrufbar, die anschliessend

dem Ingenieur- oder Architekturbüro

zur Verfügung gestellt werden. Für die


12


Mit dem Orthobild respektive «Röntgenbild» können massstabsgetreue Abbildungen direkt in CAD hinterlegt werden.


Bearbeitung werden von den Planungs-

büros die bewährten Vektorgrafiksysteme

eingesetzt.

Aus den 3D-Daten können auch zusätz-

liche Informationen abgeleitet werden,

die bei einer einfachen Gebäudevermes-

sung nicht erfasst werden, beispielsweise

Wandstärken, Formen und Dimensionen

von Stützen.

In drei Dimensionen

Nach einer Bedarfsanalyse und Definition

des Messauftrages verläuft die eigent-

liche Vermessung vor Ort recht zügig.

Dabei ist die Aufnahme des gesamten

Objektes empfehlenswert. Im Nachgang

werden oftmals Bereiche in die Planung

einbezogen, welche im Vermessungs-

vorgang noch nicht relevant waren. «Bei

einer Sanierung wissen die Auftraggeber

zu Beginn des Projektes noch nicht ge-

nau, wie der Umbau aussehen soll. Wir

empfehlen daher, das gesamte Bauwerk


13


mit 3D-Laserscanning zu erfassen. Basie-

rend auf diesen Daten liefern wir dem

Kunden genau die von ihm benötigte

Auswertung», erläutert Gabriele Kadner

von Terra Vermessungen AG.

Werden bei einer Gebäudeerfassung ge-

wisse Teilbereiche erst zu einem späte-

ren Zeitpunkt aufgenommen, wird sich

eine erneute Aufnahme in den Kosten

stärker niederschlagen als eine Gesamt-

vermessung.

Im Mittelpunkt der digitalen Erfassung

steht ein 3D-Laserscanner. Vor allem Un-

ternehmen aus den Bereichen Architek-

tur, Bau, Sanierung und Denkmalpflege

greifen zunehmend auf dieses Verfah-

ren zurück. Unregelmässige geometri-

sche Aufbauten können somit ebenfalls

erfasst werden. 3D-Laserscanner über-

zeugen mit einer hohen Präzision und

einem hohen Detaillierungsgrad bei Ab-

weichungen von lediglich < 1 cm.

Die Messungen im Aussenbereich finden

bevorzugt bei trockenen Bedingungen

statt. «Starken Regen versuchen wir zu

vermeiden. Nicht zum Schutz unserer

Mitarbeiter, sondern um eine gute Da-

tenqualität und präzise Ergebnisse zu

gewährleisten», erklärt Simon Rickenba-

cher von Terra Vermessungen AG. Das

Gerät ist generell wasserfest. Regen kann

jedoch zu störenden Signalen und Mess-

ergebnissen führen. Der Laserstrahl eines

Laserscanners erfasst jegliche Objekte,

mit denen er in Berührung kommt. Tro-

ckene Witterungsverhältnisse sind daher

für eine gute Datenqualität von Vorteil.

Weiterverarbeitung in drei Stufen

Die Auswertung und Weiterverarbeitung

der Daten ist in drei Varianten mit belie-

bigem Detaillierungsgrad möglich:

· Massstabgerechtes Orthofoto – res-

pektive «Röntgenbild»: Ein Orthofoto

ist eine kostengünstige und schnell

anzufertigende Variante. Diese Dar-

stellung wird bevorzugt von Architek-

Mit einem dreidimensionalen Gebäudemodell werden die Räumlichkeiten für Bearbeiter und Bauherren greifbar.


ten als Basis zur Planerstellung für die

Sanierungen und Umbauten genutzt.

Die Grundrisse, Fassadenansichten ge-

ben Auskunft zu den Wandstärken

und der Dimensionierung von Säulen

und Pfosten. Diese Lösung ist für Bau-

herren empfehlenswert, die Gebäude

jeder Grössenordnung umbauen oder

sanieren möchten.

· Pläne nach SIA 400: Eine sinnvolle Va-

riante für kleinere und grössere Pro-

jekte. Die fertigen CAD-Daten sind

kompatibel mit den gängigen Pro-

grammen wie ArchiCAD, AutoCAD und

Vektorworks.

· 3D-Modell: Das dreidimensionale Mo-

dell enthält den konstruktiven Aufbau

eines Gebäudes und macht die Räum-

lichkeiten sowohl für Bearbeiter als

auch den Bauherrn greifbar.

3D-Modelle zeigen Gebäude annähernd

in Fotoqualität und stellen somit ein

wichtiges Hilfsmittel für den Verkauf von

geplanten, jedoch noch nicht gebauten

Immobilien dar. Weiterhin dienen 3D-Mo-

delle der Weiterbearbeitung in CAD und

der Integration in BIM-Prozesse (Building

Information Modelling).

Die Variante dient der Weiterbearbeitung

in CAD und der Integration in BIM-Pro-

zesse (Building Information Modelling).

BIM empfiehlt sich für grössere öffentli-

che Objekte und Grossprojekte, die ein

gutes Zusammenspiel mehrerer Beteilig-

ter in der Planungs-, Ausführungs- und

Betriebsphase erfordern. Dreidimensio-

nale Modelle können mittels tragbarer

Geräte auch auf der Baustelle genutzt

werden.

Sinnvolle Unterstützung

Mit dem Laserscanning können Gebäude

in kurzer Zeit dreidimensional und prä-

zise erfasst werden. Die handlichen

Geräte überzeugen mit einem hohen

Detaillierungsgrad und hoher Präzision,


14


bei der die Abweichungen lediglich 2 mm

bis 5 mm betragen. Gemessen wird mit

Laserstrahlen, deren Wellenlängen in 900

Nanometern angegeben sind. Moderne

Laserscanner erfüllen die Sicherheitsnor-

men bezüglich der Augensicherheit. Die

hohen Rechenleistungen ermöglichen

einen vollständigen 3D-Scan innerhalb

weniger Minuten. Das Verfahren eignet

sich sowohl zur Aufnahme bestehender

Bauten als auch zur Qualitätssicherung

bei Gebäuden in der Ausführung. Bei

entsprechender Verarbeitung der Daten

sind 3D-Modelle ein Bindeglied zwischen

mehreren Projektbeteiligten. Zudem kön-

nen Masse und Distanzen des Objektes

auf einfache Weise ermittelt werden. Vor

der Aufnahme sind die aufzuzeichnen-

den Bereiche zu definieren, um Folge-

kosten zu vermeiden. ■

Morris Breunig

Mit der entsprechenden Weiterverarbeitung können aus den Daten der Gebäudeaufnahmen 3D-Modelle mit unterschiedlichem Detail-lierungsgrad entstehen.


Der virtuelle Rundgang

Während der Messung tastet ein rotie-

render Laser die Umgebung in einem

dichten Punktraster ab. Aus den ge-

messenen Distanz- und Winkelwerten

lässt sich für jeden Messpunkt eine 3D-

Koordinate berechnen. Die so entstan-

dene Punktwolke bildet alle sichtbaren

Objekte in der Umgebung des Scan-

ners hoch detailliert in 3D ab. Gleich-

zeitig werden mit einer Kamera Bilder

aufgenommen, mit denen die Mess-

punkte eingefärbt werden können. So

entsteht eine Darstellung annähernd

in Fotoqualität, die besonders für die

Aufnahme von denkmalgeschützten

Gebäuden oder erhaltenswerten Bau-

ten sinnvoll ist. Mit einer Cloud-Lösung

kann der Nutzer einen virtuellen Rund-

gang durch das Gebäude machen und

einfache Messungen durchführen. So-

mit lässt sich beispielsweise die Höhe

einer Tür überprüfen.

detaillierte gebäudeerfassung: gebäudehülle 06_2014, terra vermesseungen

Technology