Umbauprojekte schneller umsetzen
BIM-Bestandsdatenerfassung mit Laserscanning
Bauprojekte in Deutschland sind in der überwiegenden Mehrheit Umbauten am Bestand. Dafür ist seine akkurate Erfassung notwendig: Diese Bestandsdatenerfassung muss nicht mehr manuell erfolgen, sondern kann mit der Technologie des Laserscannings vereinfacht und automatisiert werden. Dabei wird die gesamte Oberfläche aller sichtbaren Bauteile in Millionen von Messpunkten detailgenau aufgenommen und in einer Punktwolke dargestellt. Mit der passenden Software gelingen der Brückenschlag zu CAD und Konstruktion und damit die Weiterverarbeitung der Daten.
Scanner vor Ort in Paris
Scanner vor Ort in ParisBild: LSA Laser Scanning Architecture

In Deutschland gibt es immer weniger Bauland, rund 80 Prozent der Bauprojekte finden deswegen im Bestand statt. Oft sind hier Tragstruktur und Beton technisch noch in Ordnung, aber Fassaden energetisch nicht mehr auf dem aktuellen Stand und müssen ertüchtigt werden. Umbauten betreffen auch gezielte Umnutzungen z.B. von Büro- zu Wohnbauten. Eine akkurate Erfassung des Bestandes ist Grundlage für Planungssicherheit bei diesen Umbauten. Früher zog man dafür mit Maßband und Lasermessgeräten durch die Gebäude und vermaß sie manuell. Die Dokumentation erfolgte auf Papier. Mit Laserscannern können Bestandserfassungen heute schneller, präziser und wirtschaftlicher durchgeführt werden. Die Messung erfolgt automatisiert und liefert statt Einzelpunkten das Komplettaufmaß. Beim terrestrischen Scan ist der Scanner hierfür auf einem Stativ montiert und dreht sich einmal um die eigene Achse. Ein Laserstrahl scannt alle Oberflächen der Umgebung in einem Raster und gibt die Messwerte an die Scannereinheit zurück – eine Million Punkte pro Sekunde sind möglich. Intensität und Punktdaten hängen von der Reflexion ab. Gleichzeitig werden Kameraaufnahmen integriert. Aus diesen Daten entsteht eine Punktewolke als 3D-Abbildung. Mit Fotodaten kann sie eingefärbt werden, um Rückschlüsse auf die Qualität von Baumaterialien zu erlauben. Jeder Einzelscan umfasst eine 360 Grad-Abbildung der Umgebung dieses Standortes.

Beispiel 3D-Modellierung in Autocad 
Architecture anhand der Punktwolke
Beispiel 3D-Modellierung in Autocad Architecture anhand der PunktwolkeBild: LSA Laser Scanning Architecture

Laserscan: schneller und präziser

Die Technologie macht es nicht nur möglich, Bestandsdaten vollständig zu erfassen, sondern auch, die großen Datenmengen, die dabei erzeugt werden, zu speichern und zu verarbeiten. Denn schon eine Aufstellung mit mittlerer Auflösung erzeugt in vier Minuten rund 30 Millionen Messpunkte der Umgebung. Gerade komplexere Aufmaßprojekte umfassen zudem mehrere hunderte Einzelscans. Am Ende kann die entstehende Punktwolke leicht 100GByte groß werden, was eine entsprechende Rechenleistung der Systeme erfordert. Die erzeugten Daten können dann beliebig reduziert und aus einer 3D-Wolke 2D-Extraktionen gezogen werden. Der digitale Zwilling erlaubt vollständige geometrische Transparenz: Es ist möglich, verformungsgerechte Grundrisse, Ansichten oder Schnitte in den gewünschten Höhenlagen zu extrahieren. Die räumliche Situation kann gedreht werden, um jeden beliebigen Blickwinkel zuzulassen. Ein Laserscanner arbeitet zudem deutlich schneller als eine händische Vermessung: Wo die Vermessung z.B. eines alten Gehöfts früher ein Zweierteam zwei Wochen im Handaufmaß beschäftigte, kann es mit dem Laser in zwei Tagen erfolgen. Der Scan macht es zudem möglich, über 100m entfernt zu messen. So können auch gefährliche Umgebungen, etwa von einsturzgefährdeten Gebäuden oder Fabrikanlagen von einem sicheren Standort aus aufgenommen werden.

Beispiel 3D-Modell aus Scandaten in einer industriellen Umgebung
Beispiel 3D-Modell aus Scandaten in einer industriellen UmgebungBild: LSA Laser Scanning Architecture

Zahlreiche Anwendungsfälle

Die Einsatzmöglichkeiten des Laserscannings sind vielfältig. Der Sanierungsbedarf lässt sich leichter ermitteln: Bei Bauwerken wie Brücken kann die Tragfähigkeit komplett statt nur punktuell auf die Durchbiegung hin untersucht werden. Bei der Huntebrücke in Osnabrück sollte etwa nur der Überbau abgetragen werden, doch der Scan brachte verdrehte Pfeilerreihen hervor, was zum Komplettabriss führte. Ganz allgemein können vorliegende Pläne überprüft und korrigiert und damit Probleme in der weiteren Bauausführung z.B. bei Statik oder Wandstärken verhindert werden, da die wahre Geometrie bekannt ist. Ein weiterer Anwendungsfall ist die Dokumentation historischer Gebäude für Denkmalschutz oder Restaurationsmaßnahmen. Bei der gotischen Marienkirche in Osnabrück wurde z.B. die Kippung von Wänden oder die Schiefstellung von Stützen erfasst. So kann ein Statiker bei der Sanierung historischer Bauwerke unterstützt werden. Auch komplexe geometrische Situationen etwa von Industrieanlagen, die händisch nicht mehr zu erfassen sind, können mit einem Scan präzise abgebildet werden. Hier finden oft Umbauten statt, um alte Anlagen zu modernisieren und an neue Erfordernisse anzupassen. Potenzial bietet zudem die Vermessung mit Drohnen aus der Luft: Damit können z.B. Rotorblätter von Windkraftanlagen untersucht werden, wofür in der Vergangenheit Industriekletterer notwendig waren. Die Daten von terrestrischen Scans und von Drohnen können zusammengeführt werden, wodurch ein lückenloses Modell entsteht, das auch verschattete oder schwer zugängliche Bereiche wie Türme und Dachflächen genau visualisiert. Weitere Anwendungsmöglichkeiten der Scantechnologie reichen vom virtuellen Durchflug oder einer virtuellen Begehung, über Schulungen von Arbeits- und Brandschutzmaßnahmen am Modell bis hin zu digitaler Wartung und Facility Management: Virtuelle Touren können hierfür mit Betriebsanleitungen oder Dokumenten wie Videos, Fotos und Link hinterlegt werden.

Autodesk Revit: Schnitt eines Gebäudes Punktwolke und Revit-Bauteile
Autodesk Revit: Schnitt eines Gebäudes Punktwolke und Revit-Bauteile Bild: LSA Laser Scanning Architecture

Baufortschrittskontrolle

Ein zentraler Einsatzbereich liegt in der Baufortschrittskontrolle: Egal, ob Stahlbau oder Betonkonstruktion – mit einem Scanner kann die Baustelle überwacht und damit Vergleiche zwischen der Planung und den tatsächlichen (Um)bauten sowie der Umsetzung gezogen werden. Fehler wie Abweichungen in den Maßen werden früher erkannt und Bauzeiten können reduziert werden. Gleichzeitig dient der Scan als Beweissicherung. Zwar ist die Baufortschrittskontrolle via Scans zunächst mit Zusatzkosten verbunden, doch diese werden mehr als nur ausgeglichen: Durch die Transparenz reduzieren sich die Baukosten und die steigende Nachfrage zeigt, dass das Potenzial in der Praxis erkannt wurde. Je größer und komplexer das Projekt, je mehr beteiligte Gewerke und je enger die Zeitfenster, desto größer der Nutzen. Und die Entwicklung schreitet voran: So geht der Trend in Richtung mobiles Scanning, das über einen beweglichen Sensor in einem Rucksack erfolgen kann. Zudem sind die Preise für die Laserscantechnologie gefallen, während die Qualität besser geworden ist.

Seiten: 1 2Auf einer Seite lesen

Das könnte Sie auch Interessieren

Bild: RUD Ketten Rieger & Dietz GmbH u. Co. KG
Bild: RUD Ketten Rieger & Dietz GmbH u. Co. KG
Analyse-Tool für smarte Prozesssicherheit

Analyse-Tool für smarte Prozesssicherheit

Einfaches Anlagenmonitoring: Mit dem RUD Cockpit von RUD Ketten Rieger & Dietz können Betreiber von Industrieanlagen ihre Förderer jederzeit im Blick behalten. Das Analyse-Tool erfasst Echtzeitdaten der Förderanlagen und soll damit die vorausschauende Wartung verbessern. In einem visuellen Dashboard können gefährliche Betriebsbedingungen, wie unzulässige Hitze oder auch ungewöhnliche Geschwindigkeiten, schnell erkannt werden, bevor es zu einem erhöhten Verschleiß der Komponenten oder zu einem Stillstand der Anlage kommt. Zudem ist das Tool auf verschiedenen mobilen Endgeräten verfügbar.

Bild: @-yet GmbH
Bild: @-yet GmbH
Die Cloud richtig absichern

Die Cloud richtig absichern

Während der Pandemie wurde in vielen Unternehmen der Betrieb kurzfristig auf Cloud-Anwendungen umgestellt und Störungsbehebung oder Installationen per Fernwartung durchgeführt. Aufgrund des unerwarteten Zeitdrucks wurden die hierfür notwendigen Entscheidungen vielfach überstürzt getroffen und Risiko-Bewertung vernachlässigt. Nun sollten die neu eingeführten Konzepte hinsichtlich der IT-Sicherheit genauer analysiert werden.

Bild: Eplan GmbH & Co. KG
Bild: Eplan GmbH & Co. KG
Schaltschrank in 3D: Mehr Übersicht für Service und Instandhaltung

Schaltschrank in 3D: Mehr Übersicht für Service und Instandhaltung

Ein Viewer ist im Konstruktionsalltag nichts Besonderes. Wenn er aber AR-Funktionalität integriert und damit einen Schaltschrank in die virtuelle Welt ‚hineinplatziert‘, dann ist das schon außergewöhnlich. Mit der neuen Version von Eplan eView Free ist die AR-Funktion jetzt direkt über eine 3D-Visualisierung zugänglich. Zudem soll die neue 3D-Engine für mehr Übersicht in Service und Instandhaltung sorgen: Einzelne Bereiche eines Schaltschranks können dadurch ein- und ausblendendet werden – und der Schrank kann frei im Raum gedreht werden, was die Navigation im Projekt einfacher machen soll.

Bild: Pilz GmbH & Co. KG
Bild: Pilz GmbH & Co. KG
Anlagen safe und secure warten

Anlagen safe und secure warten

Für die sichere Durchführung von Wartungsarbeiten hat Pilz die neue Wartungssicherung Key-in-pocket im Programm. Sie soll vor dem unerlaubten Wiederanlauf einer Maschine schützen. Die digitale Wartungssicherung basierend auf dem Zugangsberechtigungssystem PITreader gewährleistet Safety und Industrial Security: Nur autorisierte Personen gelangen während des Wartungsprozesses an die Maschine oder Anlage – Manipulation und Fehlbedienung ausgeschlossen.