Scan 2 BIM

Zollstock und Punktlaser sind von gestern: Laserscantechnologie hält in Architekturbüros Einzug und revolutioniert das einst mühsame Handaufmaß. In wenigen Arbeitstagen vor Ort können selbst komplexe und großflächige Gebäudestrukturen wie Logistikzentren mit ungekannter Präzision erfasst werden. Regalierte Lagerhallen weisen oft eine Höhe von über 8 Metern auf – Bauteile unter der Dachhaut waren daher mit den geläufigen Mess-Tools nur schwer zu erreichen. Mit einer Reichweite von bis zu 45 Metern ist das für den Laserscanner aber kein Problem. Selbst schwer zugängliche Bauteile können zuverlässig und schnell erfasst werden, wobei durch eine Vielzahl von Setups die Messschatten eliminiert werden. Die vor Ort aufgenommenen Scans im Innen- und Außenraum, von Erdgeschoss bis zum Dach werden anschließend zu einer zusammenhängenden Punktwolke „registriert“ – sprich zusammengefügt – und stehen dann der weiteren Nachbereitung im Büro zur Verfügung.

Das Gebäude mit ins Büro nehmen

Der größte Vorteil des 360°-Scans: Man kann nichts vergessen. Neben den über 600.000 Punkten pro Sekunde nimmt der Scanner auch ein sphärisches Foto auf, durch welches man den Scan später aus der Perspektive des Scanners betrachten und sich sämtliche Details erneut ansehen kann.  

Der anschließende Workflow im Büro gliedert sich in drei Schritte: 

1. Die Nachbereitung der Punktwolke und Export 

2. Import in Auswertungssoftware  

3. Echtzeitübergabe an CAD über Plugin 

Beim Scanvorgang vor Ort wird der Scanner per Tablet gesteuert und die aufgenommenen Scans vorregistriert. Als erster Schritt in der Nachbereitung wird dieses Scan-Bündel mit der leistungsstärkeren Punktwolkenregistrierungssoftware am Rechner optimiert, sodass alle einzelnen Scandaten perfekt zusammenpassen. Die Daten werden nun im kompakten und herstellerneutralen E57-Dateiformat exportiert.  

Aufmaß am Schreibtisch

Nachdem die Scandaten in die Auswertungssoftware importiert wurden, beginnt die eigentliche Auswertung der Daten und hier wird auch zum ersten Mal etwas gemessen. Natürlich nicht mit einem Zollstock, sondern per Mauszeiger in der sphärischen Aufnahme. Da die Auswertungssoftware ausgewählte Daten via Plugin in Echtzeit an die CAD-Software übergibt, finden die Schritte zwei und drei fortlaufend und parallel statt. In der Praxis sieht es so aus, dass mit zwei Monitoren gearbeitet wird – auf dem einen ist die Auswertungssoftware geöffnet und auf dem anderen die CAD. Es stehen verschiedene Funktionen der Datenübergabe zur Verfügung: Es können 2D-Geometrien wie Punkte, Linien und Flächen, aber auch 3D-Geometrien wie Volumenkörper oder ganze Räume and die CAD übergeben werden. Ebenso können Einzelmaße abgegriffen werden, was sich zum Beispiel bei der Höhenbestimmung von Türstürzen, Stützen oder auch Attiken anbietet. Die wohl praktischste Funktion ist das Erzeugen von Profilschnitten in allen Achsrichtungen durch die Punktwolke. So können mit wenigen Klicks Grundrisse, Schnitte und Ansichten generiert und an die CAD-Software übergeben werden, wo dann beispielsweise ein Abgleich vom genehmigten Bestand zum tatsächlichen Bestand stattfinden kann und kleinste Abweichungen (in cm-Bereich) sofort auffallen. Bei komplizierteren Anschlussdetails kann auch die Funktion „Punktwolke übergeben“ genutzt werden, die dann den gesamten ausgewählten Ausschnitt an die CAD übermittelt. 

Es stellt sich vielleicht die Frage, warum nicht einfach die gesamte Punktwolke an die CAD übergeben wird. Das liegt an der enormen Datenmenge, die in ihrer Gänze die CAD belasten und verlangsamen würde. Daher werden selektiv nur die wirklich notwendigen Informationen übergeben.  

Guter Nutzen für BIM

Durch die Einrichtung eines Projekt-Koordinatensystems in der Auswertungssoftware liegen die an die CAD übergebenen Daten automatisch an der richtigen Position und müssen nicht mehr händisch verschoben werden, was zu Ungenauigkeiten führen könnte. Dies gilt auch für die z-Koordinaten, weshalb sich der Workflow mit Punktwolken insbesondere für das 3D-BIM-Modelling eignet. Aber auch 2D-Zeichnungen lassen sich aus den Punktwolken problemlos erstellen.  

Wenn der örtliche Bestand als Punktwolke mit einem Laserscanner erfasst worden ist, können mit der Auswertungssoftware die Scandaten selektiv an die CAD-Software – z. B. als Profilschnitte – übergeben werden, woraus im Handumdrehen architektonische Zeichnungen erstellt werden können, ohne eine einzige Messung mit einem Zollstock oder Punktlaser getan haben zu müssen. Da zudem einmal gescannte Daten und sphärische Fotos unbegrenzt zur Verfügung stehen und immer wieder gesichtet und ausgewertet werden können, ist die Effizienzsteigerung der Bestandserfassung enorm und wird aus der Praxis in Architekturbüros bald nicht mehr wegzudenken sein.

Lückenschluss in der Planung

Die aktuellen Entwicklungen in der Architektur und neue Technologien ergänzen sich ideal. Das Bauen im Bestand ist schon lange eines der größten Felder in der Bauwirtschaft. Zunehmend nimmt auch BIM (Building Information Modeling), das virtuelle Gebäudemodell in dem Bauteile wissen was sie sind, einen großen Stellenwert ein. Der 3D Gebäudescan ist ein Lückenschluss zwischen dem Handaufmaß im Bestand und der Planung mit BIM am Computer.