Gebäudeplanung per 3-D-Laserscan: Wenn die Firma zur Punktwolke wird


 

Christian (l.) und Peter Hanosek mit einem ihrer 3-D-Laserscanner der Marke Faro und den „Referenzpunkten“, die überdeckend sichtbar in der zu scannenden Industriehalle fest angebracht werden müssen. Das strategische Setzen dieser Referenzen erfordert reichlich Erfahrung. Beim 3-D-Laserscan einer gängigen Industriehalle wandern dann schnell 10 bis 25 GB an Daten auf die SD-Karte des Geräts.

Für die komplette 3-D-Ausmessung einer Pro­duktionshalle sind mehrere Scans von verschiedenen Positionen aus nötig, um in alle Ecken der Halle „sehen“ zu können (denn röntgen kann das Gerät selbstverständlich nicht). Referenzpunkte, die zu Beginn der Mess-Serie strategisch und unveränderlich im Raum angebracht werden müssen (zum Einsatz kommen hier weiße Kugeln bzw. schwarzweiße Schachbrettmarken), ermöglichen es, die digitalen Einzelscans später am Rechner zum gewünschten Gesamt-Messergebnis zusammenzufügen. Die Anzahl der zu setzenden Referenzpunkte ist ebenso wie die Anzahl der letztlich notwendigen Einzelscans (bis zu 100) abhängig von der Geometrie und den Inhalten des zu scannenden Raums. Zu ungefähr 70% werden Innenräume vermessen, eine Kombination von Außen- und Innenscans kann aber sinnvoll sein, etwa zur Wandstärkenvermaßung oder falls jemand eine externe Papierentsorgung oder eine Energieversorgung auf dem Dach plant (Erfassung von Anschlüssen, Durchbrüchen, Verrohrung etc.).

 
 

Der 3-D-Laserscanner liefert eigentlich „S/W-Punktwolkenbilder“. Aufgrund einer integrierten Kamerafunktion können diese aber nachträglich auch mit Farbinformationen angereichert werden.

Endlich aktuelle Bestandsdaten! 

Vier verschiedene Einsatzzwecke sind typisch für 3-D-Laserscans, einer davon ist etwas speziell:

  • Kurzfristige Planungsaufgaben: Die Punktwolkenbilder des Laserscans werden direkt ge­nutzt, um CAD-Modelle von Produktions­anlagen in diesen Kontext zu setzen. So lässt sich schnell und einfach klären, ob in der Praxis Einbringungsprobleme drohen oder bestimmte Materialfluss-/Stapler-Fahrtwege oder Ähnliches durch etwaige Veränderung der Maschinenausrichtung gestört werden.
  • Langfristige Digitalisierung: Detailliertere Punktwolken werden zu CAD-Grundrissplänen bzw. 3-D-Modellen oder 2-D-Querschnittszeichnungen ausgearbeitet, die dann als Basis für die Langfristplanung von Um­bauten, Ausbauten oder für Änderungen der Ablauforganisation dienen. Nutzbar ist das CAD-Modell aber auch für den Gebäudetechniker bei der Erstellung der Anlagenbestandsdokumentation (Facility Management).
  • Reine Visualisierungsfunktion: Erstellen von fotorealistischen 3-D-Animationen aus den CAD-Daten der Planer, etwa für Präsentationen oder virtuelle Begehungen.
  • Maschinenbau-Anwendungen: Im Sinne des „Reverse Engineering“ können zum Beispiel durch eine artverwandte Scantechnik Ersatzteile für alte, nicht mehr verfügbare Maschinen entstehen (Prozedere: vom defekten Teil zum CAD-Modell und zurück zum gefertigten Ersatzteil).

Kosten und Visionen

 
 

Endprodukt kann wie hier ein dreidimensionales BIM-Modell (Building Informa­tion Model) sein, oder eine architektonische Zeichnung, die die Informationen ...

Techno-Grafica selbst hat sich den Aufbau seines zweiten Standbeins einiges kosten lassen. Allein die Grundausrüstung fürs Scannen plus Spezialsoftware zur Konvertierung nach CAD oder für die 3-D-Visualisie­rung beziffert sich initial auf rund 200.000 Euro. Der Aufwand für den langjährigen Know-how-Aufbau im Hause – auch im Bereich Datenhal-tung, der bei derart großen Datenmengen gerne unterschätzt wird – dürfte noch um einiges höher liegen. Es scheint sich aber gelohnt zu haben: Längst hat sich das Unternehmen wegen der guten Auslastung einen zweiten 3-D-Laserscanner zugelegt. Ein dritter, montiert auf einem Auslegerarm für den Außeneinsatz bei Großprojekten, kommt in den nächsten Tagen hinzu.

Für den Kunden sind die Dienstleistungskosten trotzdem moderat, wenn man bedenkt, wie teuer und zeitaufwendig der herkömmliche Weg der Vermessung und Planung wäre. So setzt das Unternehmen für eine 5000 m2 große Halle mit gängiger Maschinenausstattung etwa zwei bis drei Tage reinen Scanaufwands an (circa 100 Scans), was den Kunden rund 6000 Euro kosten würde. Nicht eingerechnet sind hier, falls erwünscht, die nachfolgende Ausarbeitung von Grundrissplänen auf Basis der Scans oder auch das Drucken von 3-D-Modellen (Rapid Prototyping), was Techno-Grafica ebenfalls anbietet. Jedes Projekt ist also sehr individuell, was eine pauschale Aussage über die Gesamtkosten

 
 

... von Innen- und Außenscans kombiniert. Aus einem solchen Plan kann aber auch gegenläufig ein 3-D-Planungsmodell entstehen (z.B. bei der Neubau-Planung).

 schwierig macht.
Dass die Techno-Grafica GmbH hohe Erwartungen in die zukünftige Entwicklung des neuen Geschäftsfelds setzt (die auch weit über die Druckindustrie hinausreichen), dokumentiert das Unternehmen nicht zuletzt auch dadurch, dass die interne 3-D-Laserscanning-Abteilung demnächst formaljuristisch in 3-D-Techno-Grafica umbenannt werden soll.

Erschienen in DD3/2013

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