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Bulent Yusuf Di, Mai 5, '20 6 min read

Alles, was Sie über Scan-to-BIM wissen müssen | NavVis

Erfahren Sie mehr darüber, wie mit scan-to-BIM ein bestehendes Gebäude als Punktwolke digital erfasst und in ein BIM-Modell umgewandelt werden kann.

Scan-to-BIM ist ein Prozess, bei dem ein bestehendes Gebäude digitalisiert wird, um eine digitale Planungsmethodik namens Building Information Modeling (BIM) zu ermöglichen.

Dabei werden zunächst mit Hilfe von 3D-Laserscannern Punktwolkendaten eines physischen Gebäudes, einer Struktur oder eines Raumes erfasst, die dann zur Erstellung und Pflege eines BIM-Modells verwendet werden, das den Ist-Zustand widerspiegelt.

Sekundäre Anwendungen für Modelle, die mit Scan-to-BIM erstellt wurden, reichen von der Bestandsdokumentation über Projektrenovierungen und -ergänzungen bis hin zum Facility Management. Mit Scan-to-BIM erstellte Modelle sind außerdem auch für den Vergleich mit Originalplänen, eine topografische Erfassung und vieles mehr äußerst nützlich.

Soweit die Grundlagen. Für eine umfassende Definition von Scan-to-BIM sollten wir jedoch nochmal ein paar Schritte zurückgehen und untersuchen, was dieser Begriff im Kontext von BIM eigentlich genau bedeutet. Dafür schauen wir uns am besten einmal genauer an, wie BIM heutzutage in der Architektur-, Ingenieur- und Bauindustrie (AEC) genutzt wird und welche Rolle diese Methodik dort einnimmt.

Was ist BIM?

BIM graphic

Laut dem nordamerikanischen National BIM Standard Project Committee ist Building Information Modeling (BIM) „eine digitale Darstellung der physischen und funktionalen Eigenschaften eines Gebäudes“.

„Ein BIM-Modell dient als eine gemeinsame Wissensressource für Informationen über ein bestimmtes Gebäude und bildet somit eine verlässliche Grundlage für Entscheidungen über den gesamten Lebenszyklus hinweg, von der ersten Konzeption bis hin zum Abriss.”

In der Praxis versteht man unter BIM eine standardisierte Planungsmethode im AEC-Bereich zur Erstellung digitaler 3D-Modelle. In einem einzigen BIM-Modell können dabei sämtliche physische und funktionale Merkmale eines Gebäudes in nur einem einzigen Datensatz erfasst werden.

Eine Designerin kann so beispielsweise intelligente 3D-Modelle erstellen, in denen alle relevanten Elemente klar definiert sind - einschließlich aller notwendigen Informationen. Selbst wenn nur ein einziges Element in diesem Modell geändert wird, z. B. eine tragende Säule oder eine Türöffnung, wird jede Ansicht des Modells, vom Schnitt über bis zur Zeichnung, entsprechend aktualisiert.

Eine solche Änderung kann nicht nur von einer Person, sondern von allen an dem BIM-Modell beteiligten Parteien vorgenommen werden. Denn schließlich steht bei BIM eine möglichst effiziente Zusammenarbeit über die verschiedenen Phasen des Gebäudelebenszyklus hinweg im Fokus. Egal, ob es sich um einen Architekten, eine Vermessungsingenieurin, einen Gebäudebetreiber oder einen Generalunternehmer handelt: Jede und jeder Beteiligte kann Informationen in ein BIM-Modell einpflegen, extrahieren, aktualisieren oder ändern.

Der große Vorteil von BIM liegt also darin, dass alle Beteiligten anhand sorgfältig abgestimmter Modelle effizient zusammenarbeiten können und jeder und jede etwas beitragen kann. BIM liefert dabei die notwendigen Informationen und Mittel, um die gebaute Umwelt effektiver zu planen, zu entwerfen, zu bauen und zu verwalten.

Wie hängt BIM mit Scan-to-BIM zusammen?

Die Nachfrage nach BIM-Anwendungen wird in der AEC-Branche immer größer, und damit auch die Nachfrage nach der Erstellung von BIM-Schemata für bestehende Gebäude, wodurch Scan-to-BIM schnell zu einem integralen Bestandteil des BIM-Prozesses wird.

Handelt es sich bei einem Projekt um ein bereits bestehendes Gebäude oder Standort (was in den meisten Fällen der Fall sein wird), kann die Erfassung des Ist-Zustandes dem Modell die wichtigsten Informationen liefern, bevor überhaupt mit der Planung begonnen wird.

Der Einfachheit halber hier eine kurze Zusammenfassung: Scan-to-BIM ist der Prozess der digitalen Erfassung eines physischen Raums oder Gebäudes in Form von Laserscandaten, die dann für die Erstellung, Entwicklung und Pflege eines BIM-Modells verwendet werden.

Von 3D-Laserscannern zu Punktwolken und BIM-Modellen

Mit Laserscannern erfasste Daten liegen fast immer in Form einer Punktwolke vor. Dabei handelt es sich um eine Menge von Datenpunkten in einem dreidimensionalen Koordinatensystem, die auf den klassischen Achsen X, Y und Z positioniert sind und die äußere Oberfläche eines Objekts oder die innere Umgebung darstellen können.

3D-Laserscanner - z. B. terrestrische Laserscanner oder mobile Mappingsysteme - können Millionen von Messungen vornehmen und so wertvolle Informationen über ein bestimmtes Gebäude sammeln. All diese Informationen werden dann verarbeitet und zu einer virtuellen Darstellung zusammengefügt: einer Punktwolke.

Es gibt viele verschiedene Arten von Laserscannern auf dem Markt, die mit Technologien wie LiDAR (Light Detection and Ranging) oder SLAM (Simultaneous Localization and Mapping) arbeiten. Diese Geräte liefern Daten in der erforderlichen Qualität und Genauigkeit, um Punktwolken für die nahtlose Integration in Standard-BIM-Prozesse zu erzeugen.

Probleme, die Scan-to-BIM lösen kann

BIM-workflow-de

Wenn Scan-to-BIM die Antwort ist, was ist dann die Frage? Welche Probleme lassen sich mit Scan-to-BIM besonders gut lösen?

Die für die Datenerfassung notwendige sorgfältige Planung ist zeitaufwändig; besonders, wenn das BIM-Modell eines bestehenden Gebäudes regelmäßig aktualisiert werden muss.

  • In der Planungsphase stützt man sich auf unvollständige oder unzuverlässige Informationen, um BIM-Modelle von bestehenden Gebäuden zu erstellen. Die Bestandsdokumentation ist dadurch oft veraltet, lückenhaft, oder schlimmstenfalls beides gleichzeitig. Wenn man Pech hat, verschwendet man viel Zeit damit, Daten akribisch zusammenzufügen, um ein zusammenhängendes BIM-Modell zu erstellen, dem man jedoch nicht vertrauen kann. Fehler im Modell können gravierende Folgen haben, da es als für alle Beteiligten als primäre Informationsquelle dient.

  • In der Bauphase ist das Sammeln von Daten zur Aktualisierung und Überprüfung der Modelle meist eine große Herausforderung. Immerhin muss in der Regel jemand vor Ort sein, um Messungen durchzuführen und Fotos zu machen. Daraus ergeben sich weitere logistische Hürden, etwa was den Zugang zum Standort, den Zeitraum vor Ort, und die Anzahl der für die Aufgabe benötigten Mitarbeitenden angeht. Das dauert nicht nur seine Zeit, sondern kann auch schnell sehr teuer werden.

Mit Hilfe von 3D-Scantechnologien jedoch können AEC-Fachleute scan-to-BIM-Workflows deutlich schneller realisieren. Bei Scan-to-BIM-Projekten kommen 3D-Laserscanner zum Einsatz, um einen präzisen Punktwolkendatensatz von den Gegebenheiten vor Ort zu erstellen und anschließend ein Modell zu erstellen - und zwar mit einer Geschwindigkeit und in einem Maßstab, der den Anforderungen des Auftrags gerecht wird.

Vorteile eines Scan-to-BIM-Workflows

Schauen wir uns nun einige Beispiele für die Vorteile eines Scan-to-BIM-Workflows an.

Der offensichtlichste Vorteil: Sie werden weniger Fehler machen, wenn Sie Renovierungen oder Erweiterungen für Gebäude planen, für die es keine digitalen Bau- und Konstruktionsunterlagen gibt. Wir haben dieses Thema bereits in der Phase der Datenerhebung angesprochen. Zuverlässige Grundrisse in einem modernen, standardisierten Format können so einfacher erstellt werden.

Darüber hinaus bietet Scan-to-BIM eine gute Möglichkeit zur Qualitätssicherung, da Sie in jeder Phase eines Projekts den Fortschritt mit der Planung vergleichen können. Inspektionen können häufiger außerhalb der Baustelle als vor Ort stattfinden, was die Notwendigkeit von Reisen reduziert, ohne die Qualität der Bewertung zu beeinträchtigen.

Bei komplexen Neubauprojekten in der Nähe bereits bestehender Gebäude kann ein Scan-to-BIM-Workflow ebenfalls einen enormen Nutzen bringen. So können zum Beispiel Gebäude in der Umgebung vor Schäden geschützt werden, indem vollständige und aktuelle Pläne der Versorgungsanlagen erstellt werden, die Ihnen dabei helfen, potenzielle Probleme vorzeitig zu erkennen und zu beheben.

Außerdem bringt scan-to-BIM auch enorme Vorteile beim Asset- und Facility-Management älterer Immobilien. So lässt sich beispielsweise der CO2-Fußabdruck verringern, indem Sie mit Hilfe des BIM-Modells bestimmen, wo eine bessere Isolierung angebracht werden könnte. Nicht zuletzt wird auch die Meldung von Fehlern für die laufende Wartung präziser.

Fazit

Scan-to-BIM ist ein wichtiger Bestandteil des BIM-Prozesses, und wird im Gleichschritt mit BIM im Bauwesen und in der Gebäudeinstandhaltung insgesamt immer relevanter.

Ein weiterer Faktor ist die zunehmende Zugänglichkeit und Nutzbarkeit der Punktwolkentechnologie, wodurch die Technologie in der AEC-Branche immer zugänglicher wird.

Beteiligte auf allen Ebenen eines Projekts - von Vermessung, Projektmanagement und Bau bis hin zu Konstruktion und Architektur - können dank scan-to-BIM besser zusammenarbeiten.

Wenn Sie gerne mehr darüber erfahren möchten, wie so ein scan-to-BIM-Projekt im Einzelnen aussieht: Hier finden Sie einen passenden Beitrag aus unserer Serie: Scan-to-BIM Basics: Wie man ein bestehendes Gebäude in BIM integriert

In der Zwischenzeit können Sie sich hier unseren kostenlosen BIM Guide herunterladen.

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