Moderne Vermessungstechnologien wie 3D-Laserscanning und hochauflösende Photogrammetrie mit Drohnen verändern die Scan-toBIM -Prozesse und die Art und Weise, wie Bauprojekte weltweit geplant und durchgeführt werden.
Die Möglichkeit der digitalen Erfassung eines physischen Raums oder Standorts, sowohl vom Boden als auch aus der Luft, unter Verwendung von Scandaten zur Erstellung eines intelligenten 3D-Modells, wird häufig als Scan-toBIM bezeichnet.
Der Scan-toBIM -Prozess ist ein wichtiger Ausgangspunkt für Designteams, die 3D-Modelle BIM verwenden, um ihre Entwürfe zu iterieren und anschließend alle Projektinformationen zu verwalten, zu koordinieren und gemeinsam zu nutzen.
Scan-toBIM wird durch die Technologie neu geformt
Scan-toBIM wird in der Regel bei Projekten eingesetzt, bei denen ein bestehendes Gebäude erfasst werden muss, z. B. bei einer Renovierung, einem Denkmalschutzprojekt oder einem Anbau an ein bestehendes Gebäude. Es hat sich jedoch auch bei Neubauprojekten als nützlich erwiesen, wenn es darum geht, den vorhandenen Kontext und die angrenzenden Gebäude und Strukturen zu erfassen, oder wenn ein Gebäude vor dem Abriss erfasst werden soll.
Vermessungsunternehmen können häufig eine Kombination aus drei Haupttechnologien zur Erfassung der 3D-Daten einsetzen. Terrestrische Laserscanner auf Stativbasis sind in der Lage, Innenräume und Außenfassaden oder schwer zugängliche mechanische und elektrische Installationen oder Sanitäranlagen, die in Wänden oder hinter Deckenplatten verborgen sind, zu erfassen.
Bei Projekten mit großen Flächen oder wenn die Geschwindigkeit des Scanvorgangs von entscheidender Bedeutung ist, greifen Vermessungsfachleute zunehmend auf das NavVis M6 Indoor mobiles Mapping System (IMMS). Es erfasst detaillierte Punktwolkendaten, die auch als Point Cloud Scan-toBIM bezeichnet werden. Als Reality Capture liefert es auch Bilddaten für die Erstellung von Innenraum-Visualisierungen mit Navigation.
Scan-toBIM Prozessgeschwindigkeit dezimiert Scanzeit
Vor kurzem sprach ich mit Mark Hanna, dem Gründer und CEO des US-amerikanischen Vermessungsunternehmens PrecisionPoint, einem vertrauenswürdigen Partner von NavVis. Marc war begeistert von der Verwendung des NavVis M6 bei großen Architekturprojekten. Seine Vermessungsingenieure sind in der Lage, mit einem einzigen trolley an einem Tag 100.000 bis 150.000 Quadratmeter zu erfassen, verglichen mit etwa 25.000 Quadratmetern pro Tag mit einem herkömmlichen Stativscanner.
"Schnelligkeit ist wichtig, denn viele der Gebäude, die wir scannen, werden gerade genutzt. Es ist weniger störend, wenn wir mit dem IMMS in den Raum eindringen und ihn kartieren können, und wir müssen keine Ziele in dem Raum aufstellen, um eine Dimensionskontrolle durchzuführen", sagte er.
Zusätzlich zu terrestrischen und mobilen Scannern können hochauflösende Fotos, die von mit hochauflösenden Kameras ausgestatteten Drohnen aufgenommen wurden, mit Hilfe von Software und komplexen Algorithmen zu umfassenden Informationsmodellen zusammengefügt werden (Photogrammetrie).
Mit Hilfe der Photogrammetrie werden Orthophotos erstellt, d. h. geometrisch korrigierte Fotos mit einheitlichem Maßstab, die wie eine Karte zur Messung der tatsächlichen Entfernungen verwendet werden können. Darüber hinaus kann eine zweite Punktwolke erstellt werden, die alle schwer zugänglichen Bereiche des Gebäudes, wie z. B. das Dach, abdeckt. Kombiniert mit den Punktwolkendaten der Innenräume ergibt sich so ein Masterdatensatz für das Projekt und die Grundlage für eine sehr detaillierte BIM.
Sehr detaillierte Modelle BIM erfordern neue Technologien
Der "BIM"-Aspekt von Scan-to-BIM ist wohl die schwierigste Aufgabe für Vermessungsingenieure, die diese detaillierten, aber "dummen" Punktwolkendaten in ein intelligentes 3D-Modell umwandeln müssen.
Eine einheitliche Punktwolkendatei ist in der Regel sehr datenintensiv und muss in überschaubare Teile aufgeteilt werden. Zum Beispiel das Äußere, die erste Etage, die zweite Etage, die dritte Etage usw., um eine effiziente Modellierung in BIM Authoring-Tools wie Autodesk Revit zu ermöglichen.
Algorithmusbasierte Modellierungswerkzeuge, die in der Autorensoftware BIM eingesetzt werden, vereinfachen den Prozess, indem sie eine automatische Merkmalsextraktion durchführen, Elemente wie Rohrleitungen oder Baustahl identifizieren und sie in 3D-Objekte umwandeln.
3D-Komponenten in BIM "wissen", was sie sind und wo sie sich im Modell befinden, und sie sind mit Vermessungsdaten und Attributen versehen. Sie bieten den Konstrukteuren viel detailliertere Informationen als statische 2D-Grundrisse, Schnitte und Ansichten, mit denen sie arbeiten können.
Wie Scan-to-BIM verwendet wird
Scan-toBIM kann zu jedem Zeitpunkt der Planungsphase beginnen. Manchmal gibt der Kunde dies bereits zu Beginn eines Projekts vor, bevor ein Architekt ernannt wurde. Es wird ein einziges digitales "Datenquelle" für ein Projekt erstellt, anstatt ein Paket von Tausenden von Zeichnungen aus verschiedenen, manchmal unzuverlässigen Quellen herausgeben zu müssen.
Bestehende Gebäude, insbesondere ältere, leiden häufig unter einem Mangel an Bestandsdokumentation oder veralteten und irreführenden Plänen. Scan-to-BIM kann die Genauigkeit und Transparenz der Informationen erheblich verbessern.
Ein gutes visuelles Modell kann dem Kunden helfen, das Gebäude zu erkunden, ohne den Standort physisch besuchen zu müssen, und er kann sich sofort ein Bild von angrenzenden Bereichen oder Planungsproblemen machen, was einen erheblichen Vorsprung für die Planung bedeutet. Unter dem Gesichtspunkt der Gesundheit und Sicherheit kann es helfen, etwaige Gefahren, wie asbesthaltige Materialien, oder Probleme beim Zugang zum Gelände zu erkennen.
Da jedoch viele Gebäudeeigentümer nicht mit der Technik vertraut sind, wird Scan-to-BIM derzeit am häufigsten vom Architekten im Namen des Bauherrn vor der Detailplanung angefordert, wenn er die Unterlagen für die Ausschreibung vorbereitet. Hier bietet die neuere Technologie, wie das NavVis System, einen Vorteil bietet. Die mit dem NavVis M6 erfassten Daten können in die Software BIM hochgeladen werden, stehen aber auch als interaktiver, browserbasierter 3D-"Rundgang" zur Verfügung, den der Kunde einfach nutzen kann.
Mark Hanna wies in einem Gespräch mit mir darauf hin, dass die Veröffentlichung von Gebäudedaten im browserbasierten NavVis IndoorViewer eine beliebte Lösung ist, wenn viele Beteiligte involviert sind, die möglicherweise nicht über BIM Fachwissen verfügen.
Die Vorteile von 3D-Gebäudeinformationsmodellen
Das Baugewerbe arbeitet in der Regel mit geringen Gewinnspannen. Eine größere Genauigkeit und Transparenz in einem frühen Stadium hilft den Auftragnehmern, ihr Risiko zu verringern und somit realistischere Angebote zu unterbreiten. Ein detailliertes Modell von BIM kann ihnen zum Beispiel helfen, Materialmengen und -flächen genau zu berechnen und zu planen, wie viel Material sie auf der Baustelle lagern können und wie viele Arbeitsstunden für die Ausführung der Arbeiten benötigt werden. Ein Modell von BIM verschafft den Bietern auch mehr Zeit, um Fragen zu stellen und die Projektrisiken zu verstehen.
Natürlich ist das 3D-Scannen und -Modellieren im Vorfeld mit Kosten verbunden, vor allem im Vergleich zu einer herkömmlichen 2D-Erhebung. Aber es kann zu erheblichen Einsparungen führen.
Laut Hanna hat ein von PrecisionPoint für einen Kunden erstelltes BIM Modell Hunderttausende von Dollar an Änderungsaufträgen eingespart, indem es aufzeigte, dass der Baustahl in den vorhandenen Bestandsplänen an einigen Stellen um mehrere Meter zu niedrig war.
Und die Argumente für Scan-toBIM werden noch überzeugender, wenn man die potenziellen langfristigen Einsparungen bedenkt, die der transparente Datenaustausch und die frühzeitige Einbindung in die intelligente 3D-Konstruktion für Projekte mit sich bringen können.