Vorteile der digitalen Bestandserfassung mit 3D-Laserscanning

Die digitale Bestands­erfassung dokumentiert nicht nur einzelne Maße oder Gebäude­punkte, sondern nahezu den gesamten sichtbaren Bestand. Dadurch entsteht eine umfassende Daten­grundlage für Planung, Dokumentation und spätere Auswertungen.

Bei einer klassischen Bestands­aufnahme werden in der Regel ausgewählte Punkte gemessen, aus denen anschließend Grundrisse, Schnitte oder Ansichten erstellt werden. Welche Informationen später zur Verfügung stehen, wird dabei bereits während der Vermessung festgelegt.

Die digitale Bestands­erfassung mit 3D-Laserscanning verfolgt einen anderen Ansatz.

Statt nur einzelne Punkte zu erfassen, werden nahezu alle sichtbaren Oberflächen eines Gebäudes aufgenommen. Das Ergebnis ist eine registrierte Punktwolke, die den tatsächlichen Gebäude­bestand drei­dimensional dokumentiert und als Grundlage für alle weiteren Auswertungen dient.

Dadurch entsteht eine Daten­grundlage, die weit über die Anforderungen einer einzelnen Planungs­aufgabe hinaus genutzt werden kann. Viele Informationen, die zum Zeitpunkt der Bestands­aufnahme noch nicht benötigt werden, stehen später dennoch zur Verfügung.

Nicht einzelne Maße werden dokumentiert – sondern nahezu der gesamte sichtbare Bestand.

Ein Beispiel aus der Praxis

Bei der Vermessung eines historischen Gebäudes interessieren zunächst häufig nur Grundrisse und einige Gebäude­abmessungen.

Im weiteren Projekt­verlauf werden jedoch zusätzliche Schnitte, Fassaden­ansichten oder Detail­bereiche benötigt. Wurde das Gebäude bereits vollständig digital erfasst, können viele dieser Auswertungen auf Basis der vorhandenen Daten erstellt werden – ohne dass die Bestands­aufnahme wiederholt werden muss.

Die vollständige digitale Erfassung schafft damit die Grundlage für einen flexiblen Projekt­verlauf und verringert das Risiko, dass wichtige Informationen später fehlen.

Damit dieser große Informations­umfang wirtschaftlich genutzt werden kann, muss die Daten­erfassung nicht nur vollständig, sondern auch effizient erfolgen. Genau darin liegt ein weiterer wesentlicher Vorteil der digitalen Bestands­erfassung.

Die digitale Bestands­erfassung mit 3D-Laserscanning ermöglicht es, innerhalb kurzer Zeit eine außer­gewöhnlich umfassende Daten­grundlage zu schaffen. Moderne 3D-Laserscanner erfassen innerhalb kurzer Zeit Millionen von Mess­punkten und dokumentieren so nahezu den gesamten sichtbaren Bestand.

Eine möglichst vollständige Bestandsaufnahme wäre wenig hilfreich, wenn sie nur mit großem Zeit­aufwand möglich wäre. Genau hier zeigt sich eine weitere Stärke der digitalen Bestands­erfassung.

Wer zum ersten Mal sieht, wie ein Gebäude mit einem 3D-Laser­scanner erfasst wird, ist häufig überrascht. Innerhalb weniger Minuten entstehen Millionen von Mess­punkten, die zusammen ein detailliertes digitales Abbild des Gebäudes bilden.

Dadurch können selbst umfangreiche oder komplexe Bauwerke innerhalb vergleichs­weise kurzer Zeit dokumentiert werden. Der eigentliche Vorteil liegt dabei nicht allein in der Geschwindigkeit der Daten­erfassung, sondern darin, dass in kurzer Zeit eine außer­gewöhnlich voll­ständige und lang­fristig nutzbare Daten­grundlage entsteht.

Gerade bei Gebäuden mit vielen Details zeigt sich dieser Mehrwert besonders deutlich. Dazu gehören beispielsweise:

• historische Dachstühle,
• Kirchen und denkmalgeschützte Gebäude,
• reich gegliederte Naturstein­fassaden,
• Industrieanlagen mit Rohr­leitungen und Stahlkonstruktionen,
• Verwaltungs- und Gewerbegebäude. 

Moderne 3D-Laser­scanner, wie sie bei punktWOLKE im täglichen Projekt­einsatz verwendet werden, ermöglichen diese umfassende Bestands­erfassung auch bei anspruchsvollen Objekten. Entscheidend ist dabei jedoch nicht allein die eingesetzte Messtechnik, sondern die sorgfältige Planung der Scan­positionen und die spätere Zusammen­führung aller Einzel­aufnahmen zu einer voll­ständigen registrierten Punktwolke. Erst dadurch entsteht eine Daten­grundlage, die lang­fristig für unterschiedlichste Planungs­aufgaben genutzt werden kann.

Die Fragen von morgen müssen zum Zeitpunkt der Aufnahme noch nicht bekannt sein.

Ein Beispiel aus der Praxis

Ein historischer Dach­stuhl besteht aus hunderten Sparren, Pfetten, Streben und Holzverbindungen. Eine vollständige Erfassung mit klassischen Mess­verfahren würde sich in der Regel auf ausgewählte Punkte und charakteristische Maße konzentrieren.

Mit der digitalen Bestands­erfassung wird dagegen nahezu die gesamte sichtbare Dach­konstruktion dokumentiert.

Dadurch stehen nicht nur die heute benötigten Informationen zur Verfügung. Auch Details, die zum Zeitpunkt der Bestands­aufnahme noch keine Rolle spielen, können später für Restaurierung, Planung oder Dokumentation von großer Bedeutung sein.

Die hohe Erfassungs­geschwindigkeit schafft damit die Voraussetzung für eine vollständige Daten­grundlage. Damit diese auch als verlässliche Planungs­grundlage dient, kommt es im nächsten Schritt auf ihre Genauigkeit an.

Entscheidend ist nicht allein die Genauigkeit eines einzelnen Scans, sondern die Qualität der fertigen Bestands­dokumentation.

Eine der häufigsten Fragen von Architekten, Fach­planern und Bauherren lautet:

„Wie genau ist eine Bestands­aufnahme mit 3D-Laserscanning?“

Vielen Planern ist nicht bewusst, welche Genauigkeiten sich mit heutiger Laser­scan­technologie bereits erreichen lassen. Moderne hochwertige 3D-Laserscanner – wie die bei punktWOLKE eingesetzten Leica RTC360 und Leica BLK360 – erreichen unter günstigen Aufnahme­bedingungen und je nach Mess­entfernung Mess­genauigkeiten im Bereich von etwa ±2 mm.

Für die Qualität einer Bestands­aufnahme ist jedoch nicht allein die Genauigkeit eines einzelnen Scans entscheidend. Maßgebend ist vielmehr die Qualität der fertig registrierten Punktwolke, die später als Grundlage für alle weiteren Auswertungen dient.

Diese entsteht durch das Zusammen­spiel mehrerer Faktoren:

• ein durchdachtes Messkonzept,
• hochwertige Messtechnik,
• ausreichend überlappende Scanpositionen,
• eine präzise Registrierung der Einzelaufnahmen,
• sowie eine sorgfältige Qualitäts­kontrolle der Ergebnisse. 

Erst dieses Zusammen­spiel führt zu einer belastbaren digitalen Bestands­grundlage, auf deren Basis Architektinnen und Fachplaner sicher planen können.

Die eigentliche Ingenieur­leistung besteht deshalb nicht darin, möglichst viele Scans aufzunehmen, sondern die geeignete Mess­strategie für das jeweilige Projekt zu entwickeln und die Qualität der gesamten Bestands­aufnahme sicherzustellen.

Hohe Messgenauigkeit entsteht nicht allein durch den Scanner, sondern durch das Zusammenspiel von Messkonzept, Messtechnik und Qualitätskontrolle.

Ein Beispiel aus der Praxis

Ein Architekt plant den Umbau eines Bestands-gebäudes. Bereits geringe Abweichungen zwischen Planung und tatsächlichem Bestand können später zu Problemen bei Anschlüssen, Einbauten oder vorgefertigten Bauteilen führen.

Eine präzise digitale Bestands­aufnahme schafft hier die notwendige Planungs­sicherheit und bildet eine verlässliche Grundlage für alle weiteren Planungs­schritte.

Die passende Detailtiefe für jede Planungsaufgabe

Wie detailliert Pläne oder Modelle ausgearbeitet werden, wird bereits zu Beginn eines Projekts gemeinsam festgelegt. Diese Festlegung beschreibt der Level of Detail (LOD).

Nicht jede Unebenheit, jede Verformung oder jedes Detail muss in jeder Auswertung übernommen werden. Je nach Planungs­aufgabe werden Informationen bewusst ausgewählt, vereinfacht oder generalisiert. Ziel ist es, genau die Informationen bereit­zu­stellen, die für die jeweilige Planung tatsächlich benötigt werden.

Die hohe Genauigkeit der Bestands­aufnahme und eine projekt­gerechte Generalisierung stehen dabei nicht im Widerspruch. Sie ergänzen sich und bilden gemeinsam die Grundlage wirtschaftlicher und praxis­gerechter Planungsunterlagen.

Viele Gebäude wirken auf den ersten Blick gerade und unverändert. Tatsächlich weisen Bestands­gebäude jedoch häufig Verformungen, Setzungen oder geometrische Besonderheiten auf, die mit bloßem Auge kaum wahrnehmbar sind.

Gebäude entsprechen nur selten exakt den ursprünglichen Plan­unterlagen. Im Laufe der Jahre verändern sich Bauteile durch Setzungen, Material­verformungen oder Umbauten. Einige entstehen erst im Laufe der Zeit, andere waren bereits bei der Errichtung vorhanden.

Erst eine flächige digitale Bestands­aufnahme macht viele dieser Abweichungen sichtbar. Da nahezu der gesamte sichtbare Bestand erfasst wird, können auch gering­fügige Verformungen, Schief­stellungen oder unregelmäßige Geometrien später erkannt und ausgewertet werden.

Viele Verformungen werden erst durch eine vollständige digitale Bestandsaufnahme sichtbar.

Gerade im Gebäude­bestand wird der besondere Nutzen der digitalen Bestands­erfassung deutlich. Historische Gebäude, Industrie­anlagen oder technisch komplexe Bauwerke weisen häufig Geometrien auf, die sich mit klassischen Mess­methoden nur schwer vollständig dokumentieren lassen.

Die digitale Bestands­erfassung schafft hier eine wesentlich bessere Grundlage für die spätere Planung. Verformungen werden nicht geschätzt, sondern auf Basis der vorhandenen Messdaten beurteilt.

Ein Beispiel aus der Praxis

Bei der Vermessung einer historischen Kirche zeigte sich während der Auswertung, dass mehrere Stützen und Wand­flächen deutliche Abweichungen von der idealen Geometrie aufwiesen.

Vor Ort waren diese Verformungen kaum wahr­nehmbar. Erst die vollständige digitale Dokumentation machte ihre tatsächliche Ausprägung sichtbar und ermöglichte eine zuverlässige Beurteilung für die weitere Planung in der Denkmalpflege.

Die digitale Bestands­erfassung dokumentiert den vorhandenen Gebäude­bestand mit hoher Genauigkeit. Welche Informationen später in Plänen oder Modellen dargestellt werden, richtet sich jedoch nach den Anforderungen des jeweiligen Projekts.

Wie detailliert Pläne oder Modelle ausgearbeitet werden, wird bereits zu Beginn eines Projekts gemeinsam festgelegt. Diese Festlegung beschreibt der Level of Detail (LOD).

Nicht jede Unebenheit oder Verformung muss in jeder Auswertung dargestellt werden. Je nach Planungs­aufgabe werden Informationen bewusst ausgewählt, vereinfacht oder generalisiert. Dadurch entstehen genau die Planungs­unterlagen, die für das jeweilige Projekt erforderlich sind.

Nur was erkannt wird, kann bei der Planung berücksichtigt werden.

Die Fähigkeit, Verformungen und komplexe Geometrien zuverlässig zu dokumentieren, bildet gleichzeitig die Grundlage für zahlreiche weitere Auswertungen. Welche Ergebnisse sich aus einer digitalen Bestands­aufnahme ableiten lassen, zeigt das nächste Kapitel.

Eine digitale Bestands­aufnahme liefert weit mehr als Grundrisse oder einzelne Gebäude­abmessungen. Die einmal erfasste registrierte Punktwolke bildet die Grundlage für zahlreiche unterschiedliche Auswertungen. Je nach Projekt entstehen daraus genau die Ergebnisse, die für die weitere Planung benötigt werden.

Aus derselben Daten­grundlage können unter anderem entstehen:

• CAD-Bestandspläne für Umbau- und Sanierungs­planungen,
• Orthofotos für Fassaden, historische Bauwerke oder technische Dokumentationen,
• 3D-Modelle für räumliche Darstellungen,
• BIM-Modelle für die digitale Gebäudeplanung,
• Flächen- und Massenermittlungen,
• Dokumentationen technischer Anlagen. 

Dadurch muss ein Gebäude nicht für jede neue Aufgaben­stellung erneut vermessen werden. Stattdessen wird die vorhandene Daten­grundlage entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Projekts ausgewertet.

Die eigentliche Ingenieur­leistung besteht dabei nicht in der Daten­erfassung selbst. Erst durch die fachgerechte Auswertung entstehen projekt­gerechte Planungs­unterlagen, die den Anforderungen von Architekten, Fachplanern und Auftrag­gebern entsprechen.

Aus einer gemeinsamen Daten­grundlage entstehen genau die Auswertungen, die für das jeweilige Projekt benötigt werden.

Ein Beispiel aus der Praxis

Für die Sanierung eines Verwaltungs­gebäudes werden zunächst CAD-Bestands­pläne benötigt.

Im weiteren Projekt­verlauf kommen zusätzliche Anforderungen hinzu: Fassaden­ansichten für die Gebäude­hülle, Flächen­berechnungen für die Miet­flächen und ein 3D-Modell zur Abstimmung mit der Haustechnik.

Da alle Auswertungen auf derselben digitalen Bestands­aufnahme basieren, können diese Ergebnisse ohne eine erneute Bestands­aufnahme vor Ort erstellt werden.

Von der Datengrundlage zur Planungsgrundlage

Welche Auswertungen tatsächlich erstellt werden, richtet sich ausschließlich nach den Anforderungen des jeweiligen Projekts. Nicht jede Bestands­aufnahme führt automatisch zu allen möglichen Ergebnissen.

Gemeinsam mit dem Auftrag­geber wird bereits zu Beginn festgelegt, welche Planungs­unterlagen benötigt werden und welcher Detail­grad dafür erforderlich ist. Dadurch entstehen wirtschaftliche und bedarfs­gerechte Ergebnisse, ohne unnötigen Aufwand zu verursachen.

Je vielfältiger die Auswertungs­möglichkeiten sind, desto größer wird der langfristige Nutzen einer einmal erfassten digitalen Bestands­dokumentation.

Eine hochwertige digitale Bestandsaufnahme endet nicht mit der Übergabe der Planungs­unterlagen. Die erfassten Bestands­daten können häufig über viele Jahre hinweg für weitere Projekte genutzt werden und bilden eine verlässliche Grundlage für zukünftige Planungs- und Dokumentations­aufgaben.

Gebäude verändern sich kontinuierlich. Umbauten, Sanierungen, Modernisierungen oder Nutzungs­änderungen führen regel­mäßig zu neuen Anforderungen. Eine bereits vorhandene digitale Bestands­dokumentation erleichtert es, auf diese Veränderungen zu reagieren, ohne jedes Projekt mit einer vollständigen Neu­vermessung beginnen zu müssen.

Die vorhandenen Bestandsdaten können für unterschiedlichste Aufgaben genutzt werden – beispiels-weise für Erweiterungen, technische Modernisierungen, Dokumentationen oder spätere Umbau­planungen. Dadurch wächst der Nutzen einer einmal durchgeführten Bestands­aufnahme mit jedem weiteren Projekt.

Nicht jede Veränderung erfordert dabei eine vollständige Neu­vermessung. Häufig genügt es, einzelne Bereiche gezielt nachzu­erfassen und die vorhandenen Bestands­daten sinnvoll zu ergänzen. So bleibt die Dokumentation aktuell und kann wirtschaftlich fortgeführt werden.

Eine gute Bestands­aufnahme beantwortet nicht nur die Fragen von heute, sondern unterstützt auch die Planungs­entscheidungen von morgen.

Ein Beispiel aus der Praxis

Ein Schulgebäude wird zunächst im Rahmen einer Fassaden­sanierung vollständig digital erfasst.

Drei Jahre später folgt die Modernisierung der Heizungs­anlage. Weitere Jahre danach wird ein barriere­freier Umbau geplant.

Da bereits eine vollständige digitale Bestands­dokumentation vorliegt, können alle Projekte auf dieselbe Daten­grundlage zurück­greifen. Lediglich die zwischen­zeitlich veränderten Bereiche werden ergänzend aufgenommen.

Dadurch bleiben bereits erfasste Informationen langfristig nutzbar und müssen nicht bei jedem Projekt erneut erstellt werden.

Bestandsdaten als langfristige Investition

Der Wert einer digitalen Bestands­aufnahme zeigt sich häufig erst im Laufe der Zeit. Mit jeder weiteren Planungs­aufgabe wächst der Nutzen der vorhandenen Bestands­daten, da sie immer wieder als Grundlage für neue Entscheidungen dienen können.

Die langfristige Nutzung der Bestands­daten zeigt, dass eine digitale Bestands­aufnahme weit mehr ist als eine Moment­aufnahme. Sie schafft eine verlässliche Grundlage für fundierte Entscheidungen während des gesamten Lebens­zyklus eines Gebäudes.

Damit schließt sich der Kreis: Die Qualität einer digitalen Bestands­aufnahme zeigt sich nicht nur am Tag der Vermessung, sondern vor allem in ihrem lang­fristigen Nutzen für Planung, Dokumentation und zukünftige Projekte.