Scan-to-BIM

Scan-to-BIM – vom 3D-Laserscan zum digitalen Gebäudemodell

Scan-to-BIM bezeichnet den Prozess, bei dem ein bestehendes Gebäude zunächst digital vermessen und aus den gewonnenen Messdaten anschließend ein strukturiertes 3D-Gebäudemodell bzw. BIM-Modell erstellt wird. Das Verfahren wird insbesondere bei Bestandsgebäuden eingesetzt, für die keine ausreichend genauen oder aktuellen digitalen Planunterlagen vorhanden sind.

Grundlage ist häufig ein 3D-Laserscan. Dabei erfasst ein Laserscanner die sichtbaren Oberflächen des Gebäudes mit einer sehr großen Anzahl räumlicher Messpunkte. Aus mehreren Scannerstandorten entsteht nach der Registrierung der Messungen eine zusammenhängende dreidimensionale Punktwolke.

Diese Punktwolke bildet die geometrische Grundlage für die anschließende Modellierung des Gebäudebestandes.

Wie funktioniert Scan-to-BIM?

Der typische Ablauf besteht aus mehreren Arbeitsschritten:

1. Sichtung vorhandener Bestandsunterlagen
2. Festlegung des erforderlichen Detaillierungsgrades
3. 3D-Laserscanning des Gebäudes
4. Registrierung der einzelnen Scanpositionen
5. Erzeugung einer zusammenhängenden Punktwolke
6. Prüfung und Aufbereitung der Messdaten
7. Import der Punktwolke in eine CAD- oder BIM-Software
8. Modellierung der vorhandenen Gebäudestruktur
9. Qualitätskontrolle des Gebäudemodells
10. Übergabe des BIM-Modells und der vereinbarten Planunterlagen.

Aus den aufgenommenen Messpunkten werden dabei beispielsweise Wände, Decken, Stützen, Fenster, Türen, Treppen, Dächer und weitere Bauteile als digitale Modellelemente rekonstruiert.

Ist eine Punktwolke bereits ein BIM-Modell?

Nein. Diese Unterscheidung ist beim Scan-to-BIM besonders wichtig.

Eine Punktwolke besteht zunächst aus Millionen räumlich bestimmter Messpunkte. Sie bildet die aufgenommenen Oberflächen eines Gebäudes geometrisch ab, besitzt jedoch noch nicht automatisch die für ein BIM-Modell typische Bauteilstruktur.

Erst durch die anschließende fachliche Modellierung werden aus den Messdaten digitale Bauteile.

Vereinfacht lautet der Prozess:

Gebäude → 3D-Laserscan → Punktwolke → Modellierung → BIM-Modell

Der wesentliche Arbeitsschritt beim Scan-to-BIM liegt deshalb nicht allein in der Vermessung, sondern auch in der fachgerechten Interpretation und Modellierung des vorhandenen Gebäudes.

Wofür wird Scan-to-BIM eingesetzt?

Scan-to-BIM eignet sich insbesondere als Planungsgrundlage für:

• Umbau und Sanierung
• Modernisierung
• Erweiterungen
• Dachgeschossausbau
• Nutzungsänderungen
• energetische Sanierung
• technische Gebäudeausrüstung
• Kollisionsprüfungen
• Flächen- und Massenermittlungen
• Aufteilungsplanung
• Gebäudedokumentation
• Facility Management
• Denkmalpflege.

Besonders bei größeren oder geometrisch komplexen Bestandsgebäuden bietet die dreidimensionale Erfassung erhebliche Vorteile gegenüber einer ausschließlich zweidimensionalen Bestandsaufnahme.

Welche Gebäude eignen sich für Scan-to-BIM?

Das Verfahren kann grundsätzlich bei nahezu allen Bestandsgebäuden eingesetzt werden.

Typische Anwendungsbereiche sind:

• Mehrfamilienhäuser
• Wohnanlagen
• Bürogebäude
• Hotels
• Gewerbeimmobilien
• Industriegebäude
• öffentliche Gebäude
• Schulen und Verwaltungsgebäude
• historische Gebäude
• Baudenkmale
• komplexe technische Anlagen.

Je komplexer die vorhandene Gebäudestruktur ist, desto größer können die Vorteile einer umfassenden dreidimensionalen Bestandserfassung sein.

Welche Vorteile bietet Scan-to-BIM?

Ein wesentlicher Vorteil liegt darin, dass die geometrischen Bestandsinformationen nach dem örtlichen Aufmaß digital zur Verfügung stehen.

Dadurch können viele Maße auch später noch innerhalb der Punktwolke überprüft werden.

Das kann:

• zusätzliche Ortstermine reduzieren,
• Nachmessungen vermeiden,
• die Planungssicherheit erhöhen,
• geometrische Zusammenhänge sichtbar machen,
• die Koordination verschiedener Fachplanungen verbessern,
• Planungsfehler frühzeitig erkennen helfen.

Gleichzeitig entsteht eine digitale Bestandsgrundlage, die über die ursprüngliche Vermessungsaufgabe hinaus für weitere Planungsprozesse genutzt werden kann.

Wie genau ist ein Scan-to-BIM-Modell?

Die Genauigkeit eines BIM-Modells hängt nicht ausschließlich von der Genauigkeit des verwendeten Laserscanners ab.

Entscheidend ist die gesamte Prozesskette:

Messgenauigkeit → Punktwolke → Interpretation → Modellierungsgenauigkeit → BIM-Modell

Ein hochpräziser Laserscan führt deshalb nicht automatisch zu einem ebenso detaillierten BIM-Modell.

Vor Beginn des Projektes sollte festgelegt werden, welche Bauteile benötigt werden und mit welcher Genauigkeit und welchem Detaillierungsgrad sie modelliert werden sollen.

Was ist der Unterschied zwischen 3D-Laserscanning und Scan-to-BIM?

Beim 3D-Laserscanning steht zunächst die geometrische Vermessung des vorhandenen Gebäudes im Mittelpunkt.

Das Ergebnis ist typischerweise eine registrierte Punktwolke.

Beim Scan-to-BIM folgt darauf ein weiterer wesentlicher Arbeitsschritt: Aus der Punktwolke wird ein strukturiertes digitales Gebäudemodell erstellt.

Damit gilt:

3D-Laserscanning erzeugt die Messgrundlage. Scan-to-BIM erzeugt daraus ein nutzbares Gebäudemodell.

Welche Daten können aus Scan-to-BIM entstehen?

Abhängig vom vereinbarten Leistungsumfang können aus einem Scan-to-BIM-Projekt beispielsweise bereitgestellt werden:

• registrierte Punktwolken
• 3D-Bestandsmodelle
• BIM-Modelle
• Grundrisse
• Schnitte
• Ansichten
• Fassadenpläne
• Dachaufsichten
• CAD-Dateien
• IFC-Modelle
• PDF-Pläne
• DWG- oder DXF-Dateien.

Welche Daten tatsächlich benötigt werden, sollte anhand der späteren Nutzung festgelegt werden.

Scan-to-BIM als Grundlage der Bestandsplanung

Der besondere Wert von Scan-to-BIM liegt in der Verbindung aus realem Gebäudebestand und digitaler Planung.

Statt einen vorhandenen Bau ausschließlich anhand möglicherweise veralteter Zeichnungen nachzubilden, wird zunächst der tatsächlich vorhandene Zustand vermessen.

Damit kann Scan-to-BIM eine belastbare Grundlage für weitere Architektur- und Fachplanungen schaffen.

Gerade bei Umbau- und Sanierungsmaßnahmen ist dies von Bedeutung, da die Qualität der weiteren Planung unmittelbar von der Qualität der vorhandenen Bestandsinformationen abhängt.

Scan-to-BIM und ArchiCAD

Eine Punktwolke kann in eine BIM-fähige Planungsumgebung übernommen und dort als geometrische Referenz für die Modellierung verwendet werden.

So können beispielsweise Wände, Geschossdecken, Stützen, Fenster, Türen, Treppen und Dachflächen anhand des tatsächlich aufgenommenen Gebäudebestandes rekonstruiert werden.

Das daraus entstehende Gebäudemodell kann anschließend Grundlage für Grundrisse, Schnitte, Ansichten und die weitere Bestandsplanung sein.

Über geeignete Austauschformate wie IFC können die Gebäudedaten zudem in BIM-basierte Planungsprozesse mit weiteren Projektbeteiligten eingebunden werden.

Scan-to-BIM oder klassisches Bestandsaufmaß?

Nicht für jede Aufgabe ist Scan-to-BIM erforderlich.

Bei einer kleinen und geometrisch einfachen Nutzungseinheit kann ein klassisches oder digitales Bestandsaufmaß wirtschaftlicher sein.

Bei größeren, komplexeren oder langfristig zu dokumentierenden Gebäuden bietet Scan-to-BIM dagegen erhebliche Vorteile.

Die Wahl des geeigneten Verfahrens sollte sich deshalb nicht an der verfügbaren Technik, sondern an der konkreten Planungsaufgabe orientieren.

Fazit

Scan-to-BIM verbindet moderne 3D-Vermessung mit digitaler Bestandsplanung.

Ein bestehendes Gebäude wird zunächst mittels 3D-Laserscanning geometrisch erfasst. Die daraus erzeugte Punktwolke dient anschließend als Grundlage für die fachliche Erstellung eines strukturierten BIM- bzw. 3D-Gebäudemodells.

Damit entsteht eine belastbare digitale Grundlage für Umbau, Sanierung, Modernisierung, Aufteilungsplanung und langfristige Gebäudedokumentation.