Dez
14
2011

3D Dokumentation der 1200 qm überspannenden Stahlkonstruktion des Glasdaches der Leibniz-Universität Hannover

Digitales Aufmaß mit FARO Laser Scanner Focus3D. War das dreidimensionale Aufmaß von Bauwerken bisher sehr aufwändig, teuer und fehleranfällig, gelingt die Datenerfassung mit der neuesten Generation von 3D-Laser Scannern einfach, präzise und schnell. Ganze Gebäude und deren Einbauten lassen sich mit ihrer Hilfe vollständig und maßgenau in digitale Modelle übertragen. Die aktuellen Scanner erfassen bis zu einer Million Messpunkte pro Sekunde, wodurch Oberflächen bis zu einer Entfernung von etwa 50 Metern detailliert und hoch aufgelöst wiedergegeben werden können. Die äußerst geringen Maßabweichungen von ca. 0,1 Prozent liegen dabei innerhalb der im Bauwesen geforderten DIN-Toleranzen.

Jetzt lassen sich die 3D Daten auch vom Endnutzer komfortabel bearbeiten, da die Computer-Hardware leistungsfähiger und direkter CAD Import dank Autodesks Punktwolke-Engine für Autocad und Revit Architecture möglich geworden ist. Dadurch entfällt die teure externe Aufbereitung der Daten und die Kosten sinken auf ein ähnliches Niveau wie bei klassischen Aufmaßverfahren. Damit ist das bisherige Nischendasein der 3D-Dokumentation für viele Anwendungsbereiche beendet: 3D Dokumentation wird den bisherigen Umgang mit Bestandsdaten revolutionieren! Räumliche Gebäudemodelle haben gegenüber der klassischen 2D-Bestandsaufnahme zahlreiche Vorteile. Weil im räumlichen Modell alle Informationen dreidimensional vorliegen, sind multifunktionale Anwendungen möglich.

Die Spanne reicht dabei von einfachen Maß und Flächenberechnungen bis hin zur stereoskopischen Navigation im virtuellen Gebäude. Weil der Scanner sämtliche sichtbaren Strukturen von Gebäuden und Bauteilen erfasst, entstehen vollständige und lückenlose Datensätze, die interdisziplinär genutzt werden können. Informationen, die für den jeweiligen Anwendungsfall nicht benötigt werden, können gelöscht werden, um wichtige Details freizulegen und die Dateigrößen gering zu halten. Die Einsatzbereiche sind überaus vielfältig, denn überall, wo exakte geometrische Ermittlungen der Umgebung und eine schnelle Visualisierung derselben benötigt werden, ist die optische 3D-Vermessung mit Hilfe der 3D Dokumentation konkurrenzlos.

Das Projekt Im Rahmen der energetischen Sanierung des Lichtdaches über dem denkmalgeschützten Innenhof des Welfenschlosses wurde eine Neuverglasung aus einer Aluminium-Profilkonstruktion mit hochwärmegedämmten Schüco-Elementen ausgeführt. Diese sind auf den Lichthof von einer überspannenden Stahlkonstruktion, mit einer Größe von ca. 1200 qm, aufgelagert. Die Bestandsunterlagen des räumlichen Tragwerkes aus Stahlrundrohr und Doppel-I-Profilen waren zu alt und ungenau, um alle notwendigen Maße zu erhalten. Nach abwägenden Überlegungen entschied sich der ausführende Betrieb, Masche Metallbau aus Langenhagen, für die Bestandserfassung per 3D-Dokumentation. Diese Dienstleistung wurde vom Architekten J. Rechenbach, mit seinem Büro Laser Scanning Architecture, erbracht. Dazu wurde die Unterkonstruktion aus Stahl mit 12 Einzelscans dreidimensional vermessen und die Scandaten zur Werkplanung an die hauseigene CAD-Abteilung übergeben.

Durch dieses Verfahren konnte innerhalb von zwei Werktagen das digitale 3D-Abbild der kompletten Geometrie erstellt und übergeben werden. Die Einsatzdauer des Laser Scanners vor Ort betrug sogar nur 3 Stunden. Ein manuelles Aufmaß hätte ca. 40-60 Arbeitsstunden gedauert, jedoch ohne die Sicherheit, alle Maße detailgenau ermittelt zu haben.
Diese Zahlen belegen, dass die Methode der 3D-Dokumentation nicht nur präzise und schnell, sondern auch höchst wirtschaftlich ist! Visualisierung der 3DPunktwolke mit SCENE von FARO und Autodesk Navisworks Eine anschauliche Visualisierung wurde mit verschiedenen Softwarelösungen realisiert. Zum einen bietet die FARO Software SCENE einen fotorealistischen Anzeigemodus der aufgenommenen Daten, darüber hinaus wurde der Scan auch in Autodesk Navisworks eingelesen. Hier besteht die Möglichkeit, die Daten des Laserscans mit 3D-Daten, aus anderen Quellen, zu vereinen. Dadurch lässt sich ein Soll-Ist- Vergleich durchführen, bei dem die Scandaten mit der neu erstellten CAD-Planung überlagert dargestellt und Abweichungen sofort sichtbar werden. Somit können schon in einer frühen Phase Planungsfehler systematisch vermieden und dadurch der Bauablauf optimiert werden. In diesem Fall wäre die Fehlproduktion eines einzigen großformatigen Aluminium-Glaselementes teurer gewesen, als die gesamte 3D-Vermessung des Objektes!

AutoCAD Architecture als optimales Tool zur Weiterverwendung der Daten Die Detailzeichnungen entstanden in der CAD-Abteilung von Masche Metallbau im 2DModus mit Autocad Architecture. Dazu wurde das 3D-Punktwolkemodell an beliebigen Stellen in „Scheiben“ geschnitten, um die wahre Geometrie der Stahlunterkonstruktion an der jeweils gewünschten Position anzuzeigen und die Glaselemente der Überdachung entsprechend zu planen. Dabei wurde der frei erhältliche Zusatz-Plugin von Autodesk, Point Cloud Extraction, direkt in Autocad angewendet. Blitzschnell lässt sich damit das komplexe 3D-Modell auf beliebige 2D-Inhalte reduzieren. Das Verfahren ist sehr intuitiv und einfach. So konnten alle gewünschten Maße entnommen und die 2D-Details zügig erarbeitet werden.

FAZIT
Die erfolgreiche Fertigstellung der Baumaßnahme dokumentiert nun, wie präzise die Daten der digitalen Vermessung sind und welch hohen Nutzen die 3D Dokumentation für Anwendungen des Bauens im Bestand und des baulichen Denkmalschutzes bietet. Gerade bei komplexeren Geometrien und älteren Bauten, an denen Verformungen aufgetreten sein können, bildet die 3D Dokumentation den As-Built Zustand exakt ab und bietet dadurch eine hohe Planungssicherheit für einen optimierten Bauprozess.



Der Laserscanner Blog

Alles rund um Laserscanning, 3D-Dokumentation und 3D-Messtechnik für Architekten und Bauingenieure

RSS Feed RSS-Feed

Follow us on twitter

Follow us on twitter

Aktuelle Kommentare

    Rss-Feed