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detaillierte Gebäudeerfassung: Gebäudehülle 06_2014, terra vermesseungen

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Gebäudeerfassung mit 3D-Laserscanning

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detaillierte Gebäudeerfassung: Gebäudehülle 06_2014, terra vermesseungen

  1. 1. 06 | 2014 GEBÄUDEHÜLLE FOKUS " BAUAUFNAHME 11 Bestandspläne sind vielfach ungenau oder nicht vorhanden. Deshalb wird oftmals das 3D-Laserscanning als Gebäudevermessung bei Sanierungen oder Umbauten eingesetzt. DETAILLIERTE ERFASSUNG Das moderne Verfahren des 3D-Laserscanning dient der digitalen räumlichen Erfassung von Landschaften, Gebäuden oder komplexen Bauteilen. Man setzt es zur Gebäudevermessung bei Sanierungen oder Umbauten ein. Mit seinem hohen Detaillierungsgrad ist das Verfahren vor allem für Planungsbüros von grossem Nutzen. Korrekte Bestandspläne sind die Vor-aussetzung für präzise Bauunterlagen. Entwürfe und fortführende Sanierungs-oder Umbaumassnahmen entstehen auf dieser Grundlage. Bestandspläne sind vielfach ungenau oder nicht vorhanden. Diese Ausgangslage ist oft der Anlass für eine digitale Gebäudevermessung mit 3D-Laserscanning. Der Kundenkreis umfasst sowohl Archi-tekturbüros, Ämter, Gemeinden und Un-ternehmer als auch private Bauherren, für die eine Vermessung in den unterschied-lichsten Planungsphasen hilfreich sein kann. Üblicherweise wird ein Vermes-sungsbüro vor der eigentlichen Planung FOTO: TERRA VERMESSUNGEN AG hinzugezogen. Nicht selten werden die Dienste auch in fortführenden Baupha-sen in Anspruch genommen. Mit der Ermittlung und Dokumentation des je-weiligen Ist-Zustands lassen sich bei-spielsweise Ausführungsfehler rechtzeitig erkennen. Die anfallenden Kosten zur Vermessung eines Gebäudes orientieren sich gewöhnlich an der Grösse des Baus, der Lage, Zugänglichkeit, Anzahl der in Auftrag gegebenen Pläne und dem De-taillierungsgrad. Hohe Informationsdichte Laserscanning bedeutet das Abtasten oder Abrastern von Oberflächen oder Objekten. Nur wenige Minuten sind not-wendig, um einen 3D-Scan einer Umge-bung, bestehend aus mehreren Millionen Punkten, zu erstellen. Dafür werden die aufgenommenen Punkte zu Flächen vermascht. Der 3D-Laserscanner zeich-net Bauteile mit den unterschiedlichs-ten Formen und Oberflächen auf, aus denen sich exakte Flächenmodelle und Messkoordinaten bestimmen lassen. 3D-Volumenmodelle sowie Schnitt-, Grund-riss- oder Fassadenpläne in 2D-gerechter Form sind jederzeit in hoher Informa-tionsdichte abrufbar, die anschliessend dem Ingenieur- oder Architekturbüro zur Verfügung gestellt werden. Für die
  2. 2. 06 | 2014 GEBÄUDEHÜLLE FOKUS " BAUAUFNAHME Mit dem Orthobild respektive «Röntgenbild» können massstabsgetreue Abbildungen direkt in CAD hinterlegt werden. 0LW HLQHP 8PVDW] YRQ PHKU DOV 0UG ¼ 3URGXNWLRQVVWlWWHQ VRZLH EHU 0LWDUEHLWHUQ ZHOWZHLW ]lKOW GLH 6RSUHPD *UXSSH ]X GHQ IKUHQGHQ +HUVWHOOHUQ YRQ %LWXPHQ ÀVVLJHQ XQG KRFKSROPHUHQ $EGLFKWXQJVVVWHPHQ IU GHQ )ODFKGDFK XQG %DXZHUNVEHUHLFK =XU 9HUVWlUNXQJ XQVHUHV 7HDPV LQ GHU 6FKZHL] VXFKHQ ZLU SHU VRIRUW RGHU QDFK 9HUHLQEDUXQJ $XVVHQGLHQVWPLWDUEHLWHU 5HJLRQ =ULFK
  3. 3. 12 FOTO: TERRA VERMESSUNGEN AG ?ĩÕ§ÕĹŦ Ę²ĒƚÕĹŦ `²ĒƵƚǖÕĹŦ ZŸŇÆƱĦƚÕ ƱĹÆ `ÕŸLjĘ²Õ LjŇĹ ZŸŇòƀ îƵŸ ZŸŇòƀŦ ăǏƀŇŦ²Ē *}`M * © /ėÝƟǚƪ ?ĩŇƚÕĹ fÕĩŦ Ūüő üƟ ƪóó óó óó *}`M * © /ėƟǚóƟ GƵĹ²ĒÕŧƱ²ĒƀÕÕ *}`M ` © /ėőǚƪƟ ŸĘƀƀĘÕŸ ,KU 3UR¿O ‡ 7HFKQLVFKH *UXQGDXVELOGXQJ ]% DOV 'DFKGHFNHU RGHU %DXVSHQJOHU
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  5. 5. ‡ $XVGDXHUQGH XQG GQDPLVFKH 3HUVRQ PLW DXVJHSUlJWHQ NRPPXQLNDWLYHQ )lKLJNHLWHQ ‡ +RKHV (QJDJHPHQW VHOEVWlQGLJHV XQG NXQGHQRULHQWLHUWHV +DQGHOQ ‡ ,GHDOHV $OWHU ± -DKUH ,KU $XIJDEHQJHELHW ‡ 9HUNDXI YRQ XQVHUHQ KRFKZHUWLJHQ $EGLFKWXQJV XQG 'lPPVVWHPHQ ‡ %HUDWXQJ XQG %HWUHXXQJ XQVHUHU (QG XQG 'LUHNWNXQGHQ ‡ 1HXNXQGHQDNTXLVLWLRQ ‡ %HUDWXQJ GHU 3ODQHU XQG $UFKLWHNWHQ ‡ 2IIHUWZHVHQ :LU ELHWHQ ,KQHQ HLQH LQWHUHVVDQWH XQG DEZHFKVOXQJVUHLFKH 7lWLJNHLW LQ HLQHP VWDUN ZDFKVHQGHQ VRZLH LQWHUQDWLRQDO HUIROJUHLFKHQ 8QWHUQHKPHQ 0|FKWHQ 6LH 7HLO XQVHUHV HQJDJLHUWHQ 7HDPV ZHUGHQ 'DQQ VHQGHQ 6LH ,KUH YROOVWlQGLJHQ %HZHUEXQJVXQWHUODJHQ XQWHU $QJDEH GHV P|JOLFKHV (LQWULWWVGDWXP SHU 0DLO RGHU 3RVW DQ 6RSUHPD $* ]+G 'DQLHOH 'L 1LQQR +lUGOLVWUDVVH 6SUHLWHQEDFK 7HO
  6. 6. GGLQLQQR#VRSUHPDFK Bearbeitung werden von den Planungs-büros die bewährten Vektorgrafiksysteme eingesetzt. Aus den 3D-Daten können auch zusätz-liche Informationen abgeleitet werden, die bei einer einfachen Gebäudevermes-sung nicht erfasst werden, beispielsweise Wandstärken, Formen und Dimensionen von Stützen. In drei Dimensionen Nach einer Bedarfsanalyse und Definition des Messauftrages verläuft die eigent-liche Vermessung vor Ort recht zügig. Dabei ist die Aufnahme des gesamten Objektes empfehlenswert. Im Nachgang werden oftmals Bereiche in die Planung einbezogen, welche im Vermessungs-vorgang noch nicht relevant waren. «Bei einer Sanierung wissen die Auftraggeber zu Beginn des Projektes noch nicht ge-nau, wie der Umbau aussehen soll. Wir empfehlen daher, das gesamte Bauwerk
  7. 7. 06 | 2014 GEBÄUDEHÜLLE FOKUS BAUAUFNAHME 13 mit 3D-Laserscanning zu erfassen. Basie-rend auf diesen Daten liefern wir dem Kunden genau die von ihm benötigte Auswertung», erläutert Gabriele Kadner von Terra Vermessungen AG. Werden bei einer Gebäudeerfassung ge-wisse Teilbereiche erst zu einem späte-ren Zeitpunkt aufgenommen, wird sich eine erneute Aufnahme in den Kosten stärker niederschlagen als eine Gesamt-vermessung. Im Mittelpunkt der digitalen Erfassung steht ein 3D-Laserscanner. Vor allem Un-ternehmen aus den Bereichen Architek-tur, Bau, Sanierung und Denkmalpflege greifen zunehmend auf dieses Verfah-ren zurück. Unregelmässige geometri-sche Aufbauten können somit ebenfalls erfasst werden. 3D-Laserscanner über-zeugen mit einer hohen Präzision und einem hohen Detaillierungsgrad bei Ab-weichungen von lediglich 1 cm. Die Messungen im Aussenbereich finden bevorzugt bei trockenen Bedingungen statt. «Starken Regen versuchen wir zu vermeiden. Nicht zum Schutz unserer Mitarbeiter, sondern um eine gute Da-tenqualität und präzise Ergebnisse zu gewährleisten», erklärt Simon Rickenba-cher von Terra Vermessungen AG. Das Gerät ist generell wasserfest. Regen kann jedoch zu störenden Signalen und Mess-ergebnissen führen. Der Laserstrahl eines Laserscanners erfasst jegliche Objekte, mit denen er in Berührung kommt. Tro-ckene Witterungsverhältnisse sind daher für eine gute Datenqualität von Vorteil. Weiterverarbeitung in drei Stufen Die Auswertung und Weiterverarbeitung der Daten ist in drei Varianten mit belie-bigem Detaillierungsgrad möglich: · Massstabgerechtes Orthofoto – res-pektive «Röntgenbild»: Ein Orthofoto ist eine kostengünstige und schnell anzufertigende Variante. Diese Dar-stellung wird bevorzugt von Architek- Mit einem dreidimensionalen Gebäudemodell werden die Räumlichkeiten für Bearbeiter und Bauherren greifbar. FOTO: TERRA VERMESSUNGEN AG ten als Basis zur Planerstellung für die Sanierungen und Umbauten genutzt. Die Grundrisse, Fassadenansichten ge-ben Auskunft zu den Wandstärken und der Dimensionierung von Säulen und Pfosten. Diese Lösung ist für Bau-herren empfehlenswert, die Gebäude jeder Grössenordnung umbauen oder sanieren möchten. · Pläne nach SIA 400: Eine sinnvolle Va-riante für kleinere und grössere Pro-jekte. Die fertigen CAD-Daten sind kompatibel mit den gängigen Pro-grammen wie ArchiCAD, AutoCAD und Vektorworks. · 3D-Modell: Das dreidimensionale Mo-dell enthält den konstruktiven Aufbau eines Gebäudes und macht die Räum-lichkeiten sowohl für Bearbeiter als auch den Bauherrn greifbar. 3D-Modelle zeigen Gebäude annähernd in Fotoqualität und stellen somit ein wichtiges Hilfsmittel für den Verkauf von geplanten, jedoch noch nicht gebauten Immobilien dar. Weiterhin dienen 3D-Mo-delle der Weiterbearbeitung in CAD und der Integration in BIM-Prozesse (Building Information Modelling). Die Variante dient der Weiterbearbeitung in CAD und der Integration in BIM-Pro-zesse (Building Information Modelling). BIM empfiehlt sich für grössere öffentli-che Objekte und Grossprojekte, die ein gutes Zusammenspiel mehrerer Beteilig-ter in der Planungs-, Ausführungs- und Betriebsphase erfordern. Dreidimensio-nale Modelle können mittels tragbarer Geräte auch auf der Baustelle genutzt werden. Sinnvolle Unterstützung Mit dem Laserscanning können Gebäude in kurzer Zeit dreidimensional und prä-zise erfasst werden. Die handlichen Geräte überzeugen mit einem hohen Detaillierungsgrad und hoher Präzision,
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  13. 13. 06 | 2014 GEBÄUDEHÜLLE FOKUS BAUAUFNAHME bei der die Abweichungen lediglich 2 mm bis 5 mm betragen. Gemessen wird mit Laserstrahlen, deren Wellenlängen in 900 Nanometern angegeben sind. Moderne Laserscanner erfüllen die Sicherheitsnor-men 14 bezüglich der Augensicherheit. Die hohen Rechenleistungen ermöglichen einen vollständigen 3D-Scan innerhalb weniger Minuten. Das Verfahren eignet sich sowohl zur Aufnahme bestehender Bauten als auch zur Qualitätssicherung bei Gebäuden in der Ausführung. Bei entsprechender Verarbeitung der Daten sind 3D-Modelle ein Bindeglied zwischen mehreren Projektbeteiligten. Zudem kön-nen Masse und Distanzen des Objektes auf einfache Weise ermittelt werden. Vor der Aufnahme sind die aufzuzeichnen-den Bereiche zu definieren, um Folge-kosten zu vermeiden. ■ Morris Breunig Mit der entsprechenden Weiterverarbeitung können aus den Daten der Gebäudeaufnahmen 3D-Modelle mit unterschiedlichem Detail-lierungsgrad entstehen. FOTO: TERRA VERMESSUNGEN AG Der virtuelle Rundgang Während der Messung tastet ein rotie-render Laser die Umgebung in einem dichten Punktraster ab. Aus den ge-messenen Distanz- und Winkelwerten lässt sich für jeden Messpunkt eine 3D-Koordinate berechnen. Die so entstan-dene Punktwolke bildet alle sichtbaren Objekte in der Umgebung des Scan-ners hoch detailliert in 3D ab. Gleich-zeitig werden mit einer Kamera Bilder aufgenommen, mit denen die Mess-punkte eingefärbt werden können. So entsteht eine Darstellung annähernd in Fotoqualität, die besonders für die Aufnahme von denkmalgeschützten Gebäuden oder erhaltenswerten Bau-ten sinnvoll ist. Mit einer Cloud-Lösung kann der Nutzer einen virtuellen Rund-gang durch das Gebäude machen und einfache Messungen durchführen. So-mit lässt sich beispielsweise die Höhe einer Tür überprüfen.

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