In einer Reihe von Blogs, die sich mit der bebauten Umwelt befassen, erläutert der Journalist Stephen Cousins die Vorteile des Laserscannings und wie 3D-Modelle Building Information Modeling ermöglichen (BIM).
Die sich ständig weiterentwickelnden 3D-Scantechniken, darunter Drohnen, UAVs, terrestrische Scanner und digitale Photogrammetrie, ermöglichen es, fast jeden Winkel einer Baustelle mit einem noch nie dagewesenen Detailgrad zu kartieren.
In der Planungsphase konzentriert sich dies in der Regel auf Sanierungs-, Nachrüstungs- oder Erweiterungsprojekte (siehe Blogbeitrag "Alles, was Sie über Scan-toBIMwissen müssen" hier). In dieser Phase müssen skizzenhafte Dokumentationen und Zeichnungen des bestehenden Gebäudes durch eine genaue Bestandsaufnahme ersetzt oder ergänzt werden.
In der Bauphase können Scantechnologien bei allen Arten von Projekten eingesetzt werden, auch bei Neubauten. Sie bieten eine hochpräzise und regelmäßig aktualisierte Aufzeichnung des Fortschritts auf der Baustelle, mit entsprechenden Vorteilen für Kosten, Bauqualität und Lieferung.
Die Vorteile des Laserscannings im Bauwesen
Bei einem typischen Bauprojekt können Nacharbeiten bis zu 15 Prozent der Baukosten ausmachen. Durch regelmäßiges 3D-Scannen können jedoch potenzielle Probleme aufgedeckt werden, bevor sie zu Änderungsaufträgen führen, was das Risiko für den Hauptauftragnehmer verringert.
Durch das Scannen in festgelegten Intervallen können kritische Meilensteine, wie z. B. Übergaben zwischen verschiedenen Gewerken, dokumentiert werden, um die geleistete Arbeit mit den geplanten Modellen und Zeichnungen zur Qualitätssicherung zu vergleichen.
Das US-amerikanische Vermessungsunternehmen Precision Point kennt die Vorzüge des 3D-Laserscannings besser als die meisten anderen. Vor kurzem sprach ich mit dem Gründer und CEO des Unternehmens , Mark Hanna. Mark erklärte, dass eine umfassende 3D-Laservermessung praktisch eine Nachbildung des Gebäudes zum Zeitpunkt des Scans ist. Damit kann sichergestellt werden, dass die Subunternehmer die vertraglich vereinbarten Leistungen erfüllt haben.
"Das sorgt für mehr Ehrlichkeit bei den Auftragnehmern und verringert die Zahl der Änderungsaufträge, die bei Projekten, die ohne Laserscanning schlecht dokumentiert sind, typischerweise anfallen", sagt er. Und die Transparenz des Informationsaustauschs ist ein bewährtes Mittel, um Konflikte bei Projekten in der Bauindustrie zu reduzieren.
In bestimmten Situationen können Laserscans zusätzliche Informationen über einen bestimmten Aspekt der Konstruktion liefern, so dass Korrekturmaßnahmen ergriffen werden können. So kann ein genaues Modell einer Betonplatte beispielsweise Bereiche identifizieren, die nicht eben sind, und die Software kann die Materialmenge bestimmen, die zur Anpassung des Niveaus erforderlich ist, wodurch der Abfall verringert wird.
Millimetergenaue Scandaten von Rohrleitungen, Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen, Baustahl, Bewehrungsstäben in Beton usw., die mit den tatsächlichen Einbaudaten versehen sind, können mit dem Entwurf verglichen werden, um zu überprüfen, ob alle Komponenten an den richtigen Stellen eingebaut sind. Werden Fehler aufgedeckt, ist es möglich, den Entwurf zu überarbeiten und neue Komponenten zu fertigen, anstatt Nachbesserungsarbeiten vor Ort durchführen zu müssen.
Eine Aufzeichnung dessen, was sich hinter den Wänden, über den Decken und unter den Bodenplatten befindet, kann für Bauherren und Gebäudeeigentümer von Vorteil sein. Sie können sie nach der Übergabe für die Gebäudeverwaltung und -wartung oder als Grundlage für künftige Renovierungsarbeiten nutzen.
Hanna kommentiert: "Durch das Scannen von Gegenständen, die bald hinter Wänden und Decken verborgen sein werden, entsteht eine dauerhafte Bestandsdokumentation für den Gebäudeeigentümer oder Facility Manager. Diese Aufzeichnung ist besser als eine Bilddokumentation und ermöglicht geopositionierte Bilder mit Point-and-Click-Messungen und die Erstellung von Point of Interest (POI) für die Kommunikation und Zusammenarbeit."
Geschwindigkeit, Detailgenauigkeit, Häufigkeit
Generalunternehmer beauftragen häufig spezialisierte Vermessungsunternehmen wie Precision Point mit Laserscanning-Dienstleistungen, aber viele entscheiden sich auch dafür, die Arbeit selbst durchzuführen, indem sie einen eigenen Laserscanner und Software mieten oder kaufen.
Die Auswahl der am besten geeigneten Geräte für die jeweilige Aufgabe hängt von Faktoren wie dem Umfang des Projekts, der Definition der erforderlichen Daten sowie der Geschwindigkeit und Häufigkeit der Erhebungen ab.
Terrestrische 3D-Laserscanner bieten in der Regel den höchsten Genauigkeitsgrad und können sehr dichte Punktwolken aufzeichnen. Dabei handelt es sich um dreidimensionale digitale Bilder des Raums, die auf einer großen Anzahl von Punkten basieren, einschließlich X-, Y- und Z-Koordinaten sowie Farb- und Reflexionswerten. Solche Punktwolkendaten können in die Software BIM exportiert werden.
Drohnen oder unbemannte Luftfahrtsysteme können eingesetzt werden, um die Topografie und die Außenbereiche von Gebäuden, einschließlich schwer zugänglicher Bereiche auf Dächern, als hochauflösende Bilder zu erfassen, die zu Punktwolken zusammengefügt werden können.
Ein mobiles Mapping System wie das NavVis M6 trolley kann einen großen Einfluss auf Projekte haben, die schnell und häufig qualitativ hochwertige Daten zur Aktualisierung von Bestandsinformationen erfassen müssen.
Der M6 ist bis zu 10-mal schneller als statische Scangeräte und kann pro Tag 100.000 bis 150.000 Quadratmeter Daten erfassen, im Vergleich zu etwa 25.000 Quadratmetern bei Verwendung eines Stativscanners. Dies ist besonders nützlich auf einer überfüllten Baustelle mit einem begrenzten Zeitfenster für den Zugang durch ein Vermesser:in.
Darüber hinaus ist der M6 mit der neuen 6D SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) Technologie ausgestattet, die für die präzise Erfassung von Daten auf unebenen Oberflächen entwickelt wurde, was besonders in anspruchsvollen Umgebungen wie Baustellen von Bedeutung ist.
Vom 3D-Scan zum intelligenten Design
Die 3D-Erfassung als Punktwolke ist nur die halbe Miete, wenn es um Scan-toBIM geht, und den Projektteams stehen verschiedene Methoden zur Verfügung, um die Bilder zu exportieren und in Software abzufragen.
Bestimmte Projektüberprüfungssoftware kann Punktwolken der tatsächlichen "baulichen Gegebenheiten" importieren und ein gemeinsames Koordinatensystem überlagern, um Kollisionsprüfungen mit dem Entwurf durchzuführen und Probleme aufzuzeigen. Das föderierte Modell BIM , das in der Regel die Architektur, die Struktur und die Haustechnik umfasst, kann regelmäßig aktualisiert werden, um mit der Punktwolke übereinzustimmen.
"Wenn ein Projekt ursprünglich in BIM entworfen wurde, können die laufenden Scanning-Meilensteine genutzt werden, um die bestehende BIM anzupassen", sagt Hanna.
Derzeit gibt es keine vollautomatische oder sofortige Möglichkeit, Punktwolkendaten in intelligente BIM Komponenten umzuwandeln. Dieser Prozess wird nach wie vor meist manuell und von Fachleuten durchgeführt, in der Regel von einem Vermessungsbüro oder einem anderen Fachmann.
Einige Software-Tools wie Autodesk Revit können die Modellierung halbautomatisch durchführen, indem sie Algorithmen verwenden, die Geometrien für Dinge wie Rohre, Baustahl und Wände erkennen und sie in geometrische BIM Objekte umwandeln.
Für diejenigen, die keine Zeit und Energie für die Modellierung aufwenden wollen, bietet die Software NavVis' Indoor Viewer eine praktische Abkürzung. Mit dem webbasierten Tool können Sie ganz einfach im Stil von Google Street View durch hochrealistische Panoramabilder des Projekts blicken und navigieren. Sie können damit eine Punktwolke anzeigen, markieren und Messungen vornehmen.
"Die Tatsache, dass es webbasiert ist, erleichtert die gemeinsame Nutzung und die Zusammenarbeit mit den Projektbeteiligten", sagt Hanna.
Bauteams auf der ganzen Welt erkennen allmählich die Vorteile des Laserscannings in Bezug auf Geschwindigkeit und Genauigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Vermessungen, und wenn die Ergebnisse auf BIM veröffentlicht werden, sind die Möglichkeiten praktisch unbegrenzt.
Für weitere Informationen besuchen Sie uns: NavVis Virtuelle Bauüberwachung