Änderungsmanagement von Gebäuden

Gemeinsam mit Linsinger Ziviltechnik wurden im Rahmen dieses Projektes Methoden untersucht, mit denen man Bestandsaufnahme, Erkennung sowie Dokumentation von Änderungen an Gebäuden – vorzugsweise im Bereich des Kulturerbes – möglichst genau und effizient durchführen kann. Dabei wurden sowohl terrestrische Scanner als auch Drohnen eingesetzt, um die Gebäude in ihrer Gesamtheit zu erfassen. Die eingesetzten Methoden beinhalten Laserscanner, Fotogrammetrie, Thermographie und Fotometrie, um auch kleinste Änderungen zu detektieren.

Erfassungsmethoden

Restaurierungen und Bauvorhaben im Bestand spielen eine immer größere Rolle im Bereich des Gebäudemanagements. Bauwerkliche Bestandsdokumentationen bilden daher die Grundlage für alle Arten von Planungen. Mittlerweile hat sich die Datenaufnahme mittels 3D-Laserscanner und anschließender Auswertung im Innendienst etabliert. Damit haben Architekt, Restaurator und Handwerker ein wirkungsvolles Planungsinstrument in der Hand. Viele historische Gebäude lassen sich jedoch vom Boden oder von einer Hebebühne aus nur bedingt einsehen: der Kölner Dom – ein Paradebeispiel aus dem Repertoire von Linsinger ZT – ist beim besten Willen nicht mehr komplett terrestrisch erfassbar. In solchen Fällen kommen unmanned aerial vehicles (UAVs, meist als „Drohnen“ bezeichnet) immer öfter zum Einsatz. Diese tragen höchstauflösende Kameras, die hunderte von Fotos des Gebäudes aus allen Blickwinkeln innerhalb kurzer Zeit anfertigen können.

Aus diesen „Foto-Wolken“ kann mittels fotogrammetrischer Methoden auf hochparallelen Computer-Clustern dann ein dreidimensionales Modell des Gebäudes errechnet werden. Diese Modelle können in Echtzeit von allen Seiten betrachtet werden und dienen sowohl zur Dokumentation des Ist-Zustands als auch zur Erstellung konventioneller Darstellung, wie zum Beispiel einer Linienzeichnung in Orthoprojektion, die einen beliebig großen Teil der Fassade unverzerrt darstellt.

Neuentwicklungen

Mittels der oben beschriebenen Methoden kann man zwar den Zustand der Gebäude sehr gut beschreiben, aber manche Aspekte der Alterung sind dadurch nur schwer erfassbar: Ausblühungen und Bemoosung ist nur schwer visuell identifizierbar, und gerade geringe Anfangsschäden, wie zum Beispiel Mikrorisse oder beginnendes Abblättern können in der Fotogrammetrie nicht präzise festgestellt werden. Aus diesem Grund kombinieren wir im vorliegenden Projekt zusätzliche Methoden mit den vorhandenen: Fotometrische Verfahren erlauben die Rekonstruktion minimaler Höhenunterschiede, selbst Pinselstriche und Kratzer werden dadurch gut sichtbar. Dadurch können der Verlauf und die Ausbreitung geringfügiger Veränderungen der Oberfläche verfolgt und dokumentiert werden (Abb. 3). Far Infrared Vision – FIR, auch als Thermalfotografie bezeichnet – erlaubt es, geringfügigste Unterschiede im Temperaturverlauf, zum Beispiel bedingt durch Bewuchs oder Abblätterungen, zu detektieren und darzustellen (Abb. 4). Eine Kombination von sichtbarem Licht und FIR erlaubt uns die detaillierte Rekonstruktion von Gebäuden mit der Messung feinster Temperaturunterschiede (<0.04K) zu fusionieren.

Wirkung und Effekte

Die Kombination von multispektralen Daten mit der hohen Auflösung von fotometrischer Rekonstruktion erlaubt die langfristige Beobachtung von subtilsten Änderungen am Gebäude. Dadurch können rechtzeitig potentielle Schadstellen erkannt werden um größeren Schaden oder sogar Gefahr für Personen zu vermeiden.

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Lesen Sie den Standard-Artikel "Fliegende Fassadenfotografen" dazu.

Dieses Projekt ist ein Arbeitspaket des FFG gefördert Projekts DSS.