1

Anwendungsmöglichkeiten von 3dreidimensionaler Vermessungstechniken im Holzbau Möglichkeiten und Grenzen

JENS KICKLER

Beuth Hochschule für Technik Berlin, kickler@beuth-hochschule.de

Zusammenfassung

Die Möglichkeiten der Erzeugung von dreidimensionalen Modellen von Bauwerken ist aufgrund der photogrammetrischen Möglichkeiten auch für Nicht-Geodäten mittlerweile ohne vertiefte Kenntnisse umsetzbar. Weiterhin werden die Möglichkeiten des Laserscann-nens zur Erzeugung der dreidimensionalen Punktwolken aufgrund der günstig werdenden Hardware und der anwenderfreundlichen Bedienung für kleine Firmen immer interessanter. Leider gibt es aber noch vielen Hürden bei der Weiterverarbeitung bzw. der Aufbereitung der Daten für eine sinnvolle Anwendung bei Baufirmen.

Die nachfolgenden Darstellungen zeigen deutlich auf, wo die eigentlichen Probleme für die Anwender bei Nutzung von Punktwolken sind. Aufgrund der sehr guten Techniken im Bereich der Photogrammetrie und des Laserscans ist die Erstellung der Punkwolken ohne Problem durchzuführen. Das Problem der Weiterverarbeitung ist aber bisher mit sehr gro-ßem Aufwand verbunden, aus diesem Grunde wird in den meisten baupraktischen Fällen auf eine dreidimensionale Bauaufnahme verzichtet, da der Nutzen für die Baustelle (z. B. Bauausführung Holzbau) begrenzt ist.

Durch eine Koppelung von Erstellung der Punkwolken mit der Weiterverarbeitung der Daten direkt bei dem Nutzer können viele dieser Probleme minimiert werden. Insbesondere entfällt dadurch die Erstellung von aufwendigen Zeichnungen, welche dann keiner Nutzung zugeführt werden. Durch die stetige Weiterentwicklung der Laserscantechnik wird in naher Zukunft ein Einsatz durch nicht Fachleute allgemein möglich. Dies wird sich aber nur durchsetzen, wenn die Weiterverarbeitung der Daten zu Erkenntniszugewinnen führt, die den Bauablauf vereinfachen bzw. positiv beeinflussen. Hierbei sind auch die steigenden Anforderungen in dem Bereich BIM (Building Information Modeling) einzubeziehen.

Von großer Bedeutung ist es, dass nur die relevanten Informationen aus den Punktwolken herausgelesen werden. Dies sollte dann auch zeitlich unabhängig erfolgen können, d.h. zu einem beliebigen späteren Zeitpunkt. Hieraus ergibt sich, dass das Problem der Archivie-rung der Daten (Dateiformate) ein wesentlicher Aspekt der Gesamtproblematik ist, welcher bisher noch nicht allgemein werden konnte. Es auch vorstellbar, dass sich als Austausch-format mit den Anwendern z. B. eine 3D-pdf Datei herausstellt, dies erfüllt die Anforde-rung an die Archievierung und die Lesbarkeit für jeden (Akrobat Reader). Bisher ist die Leistungsfähigkeit insbesondere bei großen Datenmengen und geringer Rechnerleistung bei diesem Format aber noch ungenügend.

Hanke, K. & Weinold, Th. (Hrsg.) (2017): 19. Internationale Geodätische Woche Obergurgl 2017. © Herbert Wichmann Verlag, VDE VERLAG GMBH, Berlin/Offenbach. ISBN 978-3-87907-xxx-x.

2 J. Kickler

1. Hintergründe zur Nutzung der digitalen Bauaufnahme im Bauwesen

Die Unterstützung durch Computersysteme hat in allen Planungsarbeiten, die für ein zu Bauwerk von Architekten, Ingenieure und Konstrukteuren zu erledigen sind Einzug gehal-ten. Dies betrifft die Planung von zu entstehenden Konstruktionen, aber auch von Existie-renden. Das Zeichnen mit CAD wurde schon in den 80er Jahren eingeführt und ist heute ein nicht mehr wegzudenkender Bestandteil aller Planungen.

Bei neuen Bauwerken hat die Entwicklung mit dem Begriff BIM einen neuen Höhepunkt erreicht. Die komplette digitale Gebäudemodellierung aller relevanten Bauwerksinformati-onen und die Kombinierung und Vernetzung von allen technischen Teilbereichen hat die Projektplanung optimiert, bündelt alle notwendigen Informationen in einer Hand und macht sie allen Projektbeteiligten verfügbar und zur Bearbeitung zugänglich.

Im weiteren Lebenszyklus eines Gebäudes ist die Integration allumfassender Lösungen weitaus weniger vorangeschritten und besteht aus „angepassten“ Teillösungen. (Petzold, 2001)

Dies betrifft insbesondere die Planungsarbeiten, die bei Bestandsbauwerken anfallen. Das Instandsetzen, Renovieren, Sanieren, Anbauen, Umbauen oder auch das Rückbauen erfor-dert jedoch zuverlässige Aussagen über die Bestandssituation, bestenfalls ebenso gebündelt und in Beziehung gesetzt. Die Grundlage für einen Projekt-Datensatz ist hierbei zuerst einmal ein bestenfalls maßstabsgetreues, geometrisches Modell, welches aus analogen Bestandsplänen hergeleitet werden kann.

Eine Kombination von photogrammetrischer Aufnahme, tachymetrischer- oder Laserver-messung und softwareunterstützter Verarbeitung kann hierbei sinnvoll sein. Die Aufnahme von Daten und Weiterverarbeitung über die Schnittstelle zwischen Rohdaten und Modellie-rungs- und Zeichensoftware sind Hauptbetrachtung dieser Arbeit.

Es soll dargestellt werden, welche Methoden zu welchem Anwendungszweck mit begrenz-ten zeitlichen und finanziellen Aufwand mit den heute zur Verfügung stehenden Lösungen bewerkstelligt werden können und welche Ergebnisse mit überschaubarem Zeit- und Arbeitsaufwand möglich sind.

2. Photogrammetrische Messverfahren

Moderne Bildbearbeitungssoftware erlaubt das Entzerren und das Erstellen von 3D-Punktwolken mit Hilfe einfacher Kameras, wie zum Beispiel von Mobiltelefonen oder einfachen photographischen Aufnahmen, ohne über Kenntnis der äußeren Orientierung zu besitzen. (Eckhof, 2015; Przybilla, 2010) Software zur Auswertung der Bilder steht zum Teil auch kostenlos zur Verfügung.

Im Rahmen einer Russlandexkursion wurden diese Verfahren anhand von einfachen Bei-spielen am roten Platz Kathedarale des seeligen Basilius (Rundumblick und im Kreml (Uspenski Kathedrale, Eingangstor) für Demonstrationszwecke durchgeführt. Hierbei soll nur dargestellt werden, mit welche Aufwand welche Ergebnisse erzeugt werden können.

Anwendungsmöglichkeiten von 3dreidimensionalen Vermessungstechniken im Holzbau 3

Für die Bildaufnahmen wurde im Fall des Eingangstors der Uspenski Kathedrale ca. 8 Mi-nuten aufgewendet (52 Aufnahmen) und im zweiten Fall (Kathedarale des seeligen Basili-us) ca. 35 Minuten (340 Aufnahmen). Hierbei wurde kein Wert auf eine hohe Genauigkeit oder besondere Techniken bei den Kameraeinstellungen gelegt. Es wurde mit den automati-schen Einstellungen Systemkamera gearbeitet, die Verarbeitung der Bilder erfolgte mit der Software Agisoft Professional.

Die grundsätzliche Geometrie und die geometrischen Proportionen sind erkennbar und lassen sich auf der Grundlage der Punktwolke, nach dem die Kalibrierung des Maßstabes erfolgte, abmessen. Auf der Abb. 1 ist gut zu erkennen, dass die Bereich die bei den Fotos nur schlecht erkennbar waren (z. B. Podest vor dem Eingang oder die Dachbereiche vgl. Abb. 1) nicht in der Punktwolke vorhanden sind – dennoch kann die Größe des Podestes aus dem Punktwolkenmodell sehr genau herausgemessen werden.

Abb. 1 Punktwolken Uspenski u. Basilius Kathedralen

Interessant wird diese Technik für Bauingenieure erst, wenn ein Export in ein Format erfol-gen kann, welches sich gut mit einem CAD-System weiterbearbeiten lässt. In diesem Fall wird mit dem Programm Lexocad der Firma Cadwork gearbeitet (vgl. Abb. 2). Dieses Pro-gramm ist besonders gut hierfür geeignet, da sehr viele Schnittstellen zur Verfügung stehen und eine Weiterverarbeitung in dem Programm Cadwork (3D Holzkonstruktionen) sehr einfach möglich ist.

Der normale Ablauf, wie bisher meist durchgeführt, sollte nicht sein, dass ganze Modell in ein CAD-Modell zu überführen, da dies mit einem immensen Aufwand verbunden ist. Wei-terhin entsprechen die CAD-Pläne auch nicht der exakten Geometrie der Punktwolke, da Verformungen und Krümmungen in den Bauteilen durch die gerade Kantenbeschreiben des CAD-Modells nicht mit abgebildet werden.

4 J. Kickler

Bevor eine

Abb. 2 Bearbeitungsfenster in Lexocad

Weiterverarbeitung der Daten in den Punktwolken erfolgt sollten die nachfolgenden Fragen berücksichtigt werden:

Wie sollen die 3D Daten ermittelt werden (Laserscan, Photogrammetrie) Welche Daten aus dem 3D-Modell werden überhaupt benötigt? Wann werden welche Informationen benötigt? Wer benötigt welche Informationen? Wie wird mit Änderungen während des Bauablaufs an dem Objekt umgegangen In welchem Format werden die Daten gespeichert und weitergegeben

Diese Fragen sind während der Erstellung der Fotos oder des Laserscans nicht beantwort-bar. Hieraus folgt, dass es sinnvoll ist sich auf eine allg. gültige Vorgehensweise zu einigen, welche es erlaubt die Fragen je nach Bedarf und Zeitpunkt die notwendigen Details zu ermitteln.

In den folgenden Ausführungen soll versucht werden die Fragen in Bezug auf das Bauinge-nieurwesen anhand von Restaurationsarbeiten im Holzbau zu beantworten.

3. Erfassung der Punkwolken mit Laserscan oder Photogrammetrie

Diese Frage stellt sich bisher nicht, da professionelle Laserscantechnik für kleiner Baufir-men nicht erschwinglich ist und sich in diesen Firmen niemand mit dem Vorgehen bei der Photogrammetrie auskennt bzw. die entsprechende Software besitzt. Dies ist bisher der Hauptgrund, warum derartige Techniken und in sehr geringem Umfang Einsatz bei den Baufirmen gefunden haben. Es gibt jetzt die ersten Ansätze diese Techniken für einen brei-teren Einsatz im täglichen Gebrauch nutzbar zu machen. Insbesondere in der Laserscan-

Anwendungsmöglichkeiten von 3dreidimensionalen Vermessungstechniken im Holzbau 5

technik kommen Geräte mit ca. 15.000€ (Leica BLK 360, ab März 2017) auf dem Markt, welche einfach zu bedienen sind und für die meisten praktischen Baueinsätze eine ausrei-chende Genauigkeit besitzen. Abb. 3Weiterhin wir die Frage der benötigten Genauigkeit immer mit sehr hohen Anforderungen beantwortet, es zeigt sich aber, dass nur in wenigen Fällen diese hohe Genauigkeit auch wirklich genutzt worden ist. Folgenden Fragen sind hierbei von großer Wichtigkeit:

Wer benötigt die Bauaufnahmedaten? Zu welchem Zwecke werden die Daten erstellt Wer erstellt die Daten

Insbesondere die dritte Frage zeigt, dass nur ein Gesamtkonzept zu einem sinnvollen und wirtschaftlichen Einsatz dieser Aufmaßtechniken führt. Es ist leicht zu erkennen, wenn derjenige der das Aufmaß erstellt und die Daten später auch nutzen will eine Person ist, es hierbei zu keinen Schwierigkeiten kommt wird, da dies während der Erstellung der Daten direkt berücksichtigt wird. Das gleich gilt für die Genauigkeit, den Umfang und den Zweck.

Aus dieser einfachen Argumentation zeigt sich, dass sich vielfältige Einsatzgebiete für eine 3D-Aufmaß ergeben, wenn das Aufmaß mit relativ geringen geodätischen Kenntnissen erfolgen kann.

Die Beuth Hochschule für Technik, Berlin untersucht diesen Bereich schon seit längerem und hat festgestellt, dass die meisten Techniken nach kurzer Einarbeitungszeit auch von Bauingenieuren ohne Schwierigkeiten eingesetzt werden können – es fehlt bisher meist an den Geräten und der Kenntnis für die Weiterverarbeitung der 3D Daten.

In mehreren Abschlussarbeiten wurde erprobt, wo sinnvolle Einsatzbereiche der 3D Bau-aufnahme gegeben sind. Ein besonders schwieriges Problem – das Aufmaß von histori-schen Dachstühlen lässt sich damit sehr schnell und zuverlässig durchführen, dies wird im Folgenden beschrieben und analysiert.

4. Erstellung eines dreidimensionalen Aufmaßes eines histori-schen Dachstuhls (Schloss Rittmarshausen, Niedersachsen)

Bei dem Dachstuhl handelt es sich um eine ca. 300 Jahre alte Holzkonstruktion welche sich im Originalzustand befindet. Der Dachstuhl ist für die Problemstellung besonders geeignet, da ein Handaufmaß mit sehr hohem Aufwand verbunden wäre, welches sich aus der Größe und der Menge an Elementen ergibt.

In dem Dachstuhl wurden vier Rundum-Scans sofort in sehr hoher Auflösung, aufgenom-men.

Insgesamt entstanden 26 Punktwolken mit insgesamt 499 Millionen Punkten. Panoramabil-der für eine Texturierung der Punktwolken wurden nicht mit aufgenommen. Da das vor-nehmliche Ziel der Scans eine Erfassung der Geometrie, baukonstruktiver Details und stati-scher Systeme ist und nicht eine ansprechende Visualisierung, deshalb konnte auf Panora-maphotos verzichtet werden.

6 J. Kickler

Die Herstellung von 2D-Darstellungen können direkt oder indirekt erfolgen. Direkt bedeu-tet das direkte Exportieren von ausgewählten Schnitten aus unbehandelten oder bereits vermaschten Objekten.

Abb. 4 Laserscan im Dachstuhl

Indirekt kann die Darstellung durch das Ausmessen und anschließende Zeichnen anhand von Maßen erfolgen. Die bauteilorientierte Funktionsweise des 3D-Moduls von Cadwork stellt eine Arbeitsweise dar, wie ein 3D-Modell erzeugt werden kann. Die Modellierung in 3D ohne spezielle Material- oder Bauteilzuordnung kann auch mit AutoCAD oder Reshaper bewerkstelligt werden, respektive mit einer Vielzahl von Zeichnungsprogrammen. Auch Cyclone ermöglicht die Modellierung von einfachen geometrischen Objekten oder eine Punktevermaschung. Während eine Punktevermaschung für Geländeaufnahmen oder ande-re großflächige, komplexe Gebilde wie Verkehrsflächen gut möglich und sinnvoll ist, sollte eine Tragwerkskonstruktion oder Industrieanlagen eher auf Grundlage Ersatzgeometrien modelliert werden. Die geometrischen Primitive, die beispielsweise mit Cyclone erzeugt werden können sind für die Herstellung von Industrieanlagen mit Rohren oder Zylinder geeignet. Für das Modellieren von Holz- oder Stahlkonstruktionen bieten sich speziell zu-geschnittene CAD-Programme an. So wie Cadwork, welches das einfache Konstruieren von Holzkonstruktionen erlaubt.

Bei der Erstellung des Modells muss grundsätzlich festgelegt werden, ob die existierenden Verformungen einbezogen werden sollen. Da sinnvolle und präzise Aussagen über Verfor-mungen nur über den Einbezug des Scans in ein geodätisches Messnetz mit genauen Hö-hen- und Lagekoordinaten sind, kann als Ergebnis dieser Arbeit keine verformungsgetreues 3D-Modell präsentiert werden. Das erzeugte 3D-Modell stellt immer einer Annäherung an die reale Situation dar, insbesondere bezüglich der Positionen und Querschnitte der Bautei-le. Alle entnommene Maße sind Schätzungen anhand der Aufnahmen. Um genaue Aussa-gen über sie treffen zu können, ist immer eine erneute Überprüfung vor Ort notwendig. Deshalb sollte die Bauaufnahme von dem Anwender der späteren Daten durchgeführt werden.

5. Vermessung der Punktwolke

Um eine prinzipielle oder schematische Darstellung des Dachstuhls zu erzeugen, reicht das Vermessung von einfachen Distanzen und Winkel. Vermessungstools sind in Cyclone, AutoCAD oder ReCap vorhanden. Das Zeichnen kann mit jedem gängigen 2D-Zeichnungssystem erfolgen. Autodesk ReCap 360 Pro bietet mit seiner sehr intuitiven

Anwendungsmöglichkeiten von 3dreidimensionalen Vermessungstechniken im Holzbau 7

Oberfläche das einfache und schnelle Vermessung von Distanzen in orthogonalen Richtun-gen, flächenorientiert oder freihändig, also von Punkt-zu-Punkt. Eine weitere Möglichkeit ist das Herstellen von Schnitte mit der direkten Arbeit an der Punktwolke. Nach Import der Punktwolke kann diese beliebig geschnitten werden und Zeichnung mit Hilfe des Punkt-fangs direkt verformungsgetreu erzeugt werden.

Das wichtigste Werkzeug bei allen Arbeiten mit Punktwolken in jedem Bearbeitungspro-gramm stellt die bereits erwähnte Limit-Box dar. Mit ihr lassen sich variabel bestimmte Bereiche eingrenzen. Alle außerhalb eines erzeugten „Würfels“ liegenden Punkte werden ausgeblendet. Somit können gezielt Balken isoliert und rechtwinklig geschnitten werden, um Maße zu entnehmen. Dabei lassen sich die Hölzer des Schloss-Dachstuhls nur sehr unpräzise vermessen, da starke Verformungen und abgefaste oder abgerundete Kanten, sowie große Längsrisse keine eindeutige Bestimmung der ursprünglichen Abmessungen zulassen. Viele Bauteile weisen starke Abweichungen entlang ihrer Längsachse auf und haben, vermutlich aufgrund ihrer Handbehauung, stark unregel-mäßige Querschnitte im Quer-profil. Vom Scanner abgewand-te und nicht gescannte Seiten von Balken können nicht ein-deutig vermessen werden.

Abb. 5 Schnittansicht und Be-maßung des Dachstuhls in Au-toDesk ReCap 360 Pro

Hilfreich dabei ist das Vermessungstool in Autodesk ReCap, welches eine Punkt-zu-Punkt-Vermessung erlaubt. Dies kann freihändig, in orthogonalen Richtungen oder durch den Normalenvektor eines Scanpunkts geschehen. Mit Hilfe der Projektion von Abständen in Normalenrichtung eines Scanpunkts, können auch verschattete Seiten von Balken gemessen werden, wobei dies mehr eine Schätzung als eine Messung darstellt (vgl. Abb. 6 und Abb. 7)

Eine manuelle Nachmessung vor Ort sollte somit zur genauen Bestimmung der Quer-schnittsabmessungen mit minimalen Kosten und Personalaufwand durchgeführt werden. Die in dieser Arbeit erstellten Pläne, in denen Querschnittsangaben gemacht werden, dürfen keineswegs ohne Nachkontrolle vor Ort für weitere Zwecke übernommen werden.

8 J. Kickler

Abb. 6 Vermessung von abgeschatteten Balkenseiten

So schwankt die gemessene Querschnittsreite der Sparren zwischen 13 und 19 Zentimeter und die Querschnittshöhe zwischen 13 und 22 Zentimeter. Im Mittel haben die Sparren eine Abmessung von 16 auf 16 cm.

Abb. 7 Nicht eindeutige, verdeckte Bauteile

Die maximale Scangenauigkeit im Dachstuhl bei 0,33 Zentimeter und der durchschnittliche Punktabstand bei einem Zentimeter, sowie die mittleren Abweichungen, die über einen Zentimeter hinausgehen, sollten beim Abgreifen von Maßen berücksichtigt werden. Für das 3D-Modellieren in z. B. R-Stab werden daher Mittelwerte genommen, welche damit für eine eventuelle Standsicherheitsbemessung eindeutig nicht auf der sicheren Seite liegen.

Ein generelles Problem liegt in den großen Verschattungen der Bauteile im oberen Stuhl. Eine größere Anzahl an Scans würden die Bereiche verkleinern. Für das menschliche Auge nicht einsehbare Bereiche werden auch für den Laserscanner verdeckt bleiben, wobei dies eine natürliche Schwäche des Systems aufzeigt (vgl. Abb. 7). Kenntnisse über die Kon-struktion im Speziellen und über die zimmermannsmäßige Holzbauweise generell sind nur bei Fachleuten gegeben und helfen an vielen Stellen die Bauteile logisch fortzusetzen und fehlende Bereiche zu ergänzen. An vielen Punkten bleibt die Modellierung jedoch somit eine. Durch eine Verkleinerung der Verschattungsbereiche durch eine höhere Anzahl von Scans, kann das Problem zwar verkleinert, aber nicht behoben werden.

? ?

Anwendungsmöglichkeiten von 3dreidimensionalen Vermessungstechniken im Holzbau 9

Abb. 8: Ablaufschema 3D-Modellierung mit Cadwork

Besonders Knotenpunkte, Verbindungen und Anschlüsse können in den Punktwolken nicht zweifelsfrei bestimmt werden. Darunter zählen Form und Ausbildung der Zapfenan-schlüsse, Verkämmungen, Kerven oder Überblattungen.

Auch die Form der Stuhlschwellen oder Fußschwellen und Stuhlrähme oder Fußrähm las-sen sich aus der reinen Betrachtung der Punktwolke nicht zweifelsfrei bestimmen. Sie kön-nen viereckig, aber auch konstruktionstypisch fünfeckig sein. Die Ausbildung der Quer-schnitte sind zur Bestimmung des Tragverhaltens essentiell und müssten vor Ort geprüft werden. Insbesondere die Frage, ob Sparren eine Verbindung mit den Rähmen besitzen, ist essentiell für die Klassifizierung

Das Cadwork Modul Lexocad ist für den Import von Punktwolken geeignet und ermöglicht den Export von Punkten, Linien, Oberflächen oder Körpern in das 2D- oder 3D-Modul von Cadwork. So können beispielsweise Holz- oder Stahlbauteile an die Punktwolke angepasst werden.

In Lexocad sollen Balkenlagen, Abstände sowie Winkel erfasst werden, an denen die Holz-bauteile angepasst werden können. In dieser Arbeit soll das am kompletten Scan des teil-eingescannten Dachstuhls erfolgen.

Für Lexocad muss die pts-Datei zunächst in das las-Format umgewandelt werden. Bei dem Import kann ein „LOD“, „Level-of-Detail“ erzeugt werden. Bei einem „LOD“ soll die Darstellungsgeschwindigkeit erhöht werden, in dem bei einem Herauszoomen der Detail-grad verringert wird.

Nach der Konvertierung in das las-Format kann die Punktwolke in Cadwork angezeigt werden. Die neu erzeugte las-Datei ist 1,5 Gigabyte groß und umfasst 40 Millionen Punkte. Die Punktwolke sollte in Abhängigkeit des zur Verfügung stehenden Arbeitsspeichers ver-kleinert werden, um ein flüssiges Arbeiten in der Punktwolke zu ermöglichen. Damit ist erkennbar, dass die Leistung des verwendeten Computers eine wichtige Rolle spielt.

10 J. Kickler

In Lexocad werden die unteren, sichtbaren Oberflächen der Sparren, Spannriegel, Kehlbal-ken, Hahnenbalken, Stuhlsäulen, Stiele, Stuhlrähme, Kopfbänder und Windverbände mit Hilfe von Knoten und der Verbindung der Knoten durch Linien in der genannten Reihen-folge abgegriffen. Ziel ist hierbei nicht die exakte Erfassung der Geometrie, sondern eher der Abstände und Balkenlagen. Die Linien können durch Markieren und die „Export all visible elements to 3dz“-Funktion in die Zwischenablage kopiert und in das 3D-Modul von cadwork eingefügt werden.

Abb. 9 Abgreifen von Linien und Knoten in lexocad

Das Ergebnis ist eine flächenhafte Darstellung des Dachstuhls.

Nach Export in cadwork 3D, können 3D-Bauteile an die exportierten Flächen angepasst werden. Als temporäre Arbeitsfläche wurde ein Hilfsvolumen hinzugefügt mit dem äußeren Aufriss des Gebäudes.

Bei der Reihenfolge der Bauteile sollte, ähnlich der realen Konstruktionsabfolge, zunächst der eigentlich, liegende Dachstuhl, modelliert werden, um die Übersicht zu bewahren.

Die Querschnitte der Balken werden aus Mittelwerten berechnet und sind, außer bei den Windverbänden und Stuhlstreben für eine Bauteilgruppe jeweils gleich gewählt.

Nach Ausarbeitung des komplexeren Walmbereichs, können die Stiele und die oberen Rähme und Hahnenbalken gesetzt werden.

Bei Knotenpunkten können keine realitätsgetreuen Verbindungen, aufgrund fehlender In-formationen über die Ausbildung modelliert werden. Dies betrifft insbesondere die Fuß-punkte der Grat-Stuhlsäulen aber auch den komplexen Knoten Kehlbalken-Spannriegel-Stuhlsäule-

Rähm am Kopfende der Stuhlsäulen. Die reale Situation kann generell nur abgebildet wer-den, wenn durch Klaffung ein Blick auf die Verbindung sichtbar wird. In den Punktwolken ist dies nicht der Fall, ob es also klaffende Verbindungen im realen Dachstuhl gibt, kann nicht auf Basis der Punktwolke gesagt werden.

Anwendungsmöglichkeiten von 3dreidimensionalen Vermessungstechniken im Holzbau 11

Abb. 10 Import der Vektorengrafik aus Lexocad

Die Anpassung der verschiedenen Konstruktionsglieder untereinander verbraucht hierbei die meiste Zeit, da die streng gleichförmigen Cadwork-Bauteile nur schwer an die stark verformten und unregelmäßigen Balken anzupassen sind. So muss jedes Teil händisch an das andere Teil angepasst werden. Bekannte Verbindungsarten können gleich eingearbeitet werden.

Abb. 11 Fußpunkt der Gratstuhlsäule (links), und Kopfende mit fünfeckigem Rähm

Die Mauerlatten werden aufgrund fehlender Erfassung mit den geschätzten Querschnitten b/h = 15/15 Zentimetern verlegt. Für die Zerrbalken wird mit 30 Zentimeter die Breite der Zerrbalken aus dem Nordflügel genommen, die Höhe wird mit 30 Zentimetern geschätzt.

12 J. Kickler

Abb. 12 fertig modellierte, östlicher Dachstuhl

Die erzeugten Wandflächen und der Fußboden dienen nur visuellen Zwecken und wurden nicht an die Punktwolke angepasst. Das erzeugte 3D-Modell kann nun für die Ableitung von 2D-Zeichnungen im 2D-Modul von cadwork oder von beliebigen Zeichenprogrammen verwendet werden. Für diese Arbeit entstanden Ansichten, Querschnitte von Leer- und Hauptgespärren und ein Grundriss.

6. Literatur

BORCHARDT, BENJAMIN. 2016, Möglichkeiten der Erstellung und Weiterverarbeitung von dreidimensionalen Messdaten in CAD/BIM-Systemen im Bauwesen. 2016.

CADWORK INFORMATIK AG (2016): cadwork Schnittstellen. cadwork informatik AG. [Onli-ne] [Zitat vom: 26. August 2016.] http://www.cadwork.de/cwde/Loesungen/Schnittstellen

HARTKE, NIKLASSS (2016): Erstellung und Verarbeitung Laserscans für die Verwendung im historischen Holzbau, Bachelorarbeit, Beuthhochschule für Technik, Berlin

PETZOLD, DIPL.-INF. FRANK. (2001): Computergestützte Bauaufnahme als Grundlage für den Bestand. Untersuchungen zur digitalen Erfassung und Modellbildung, Dissertation an der Bauhaus-Universität Weimar. Weimar : s.n., Januar 2001.

SEMPFHUBER, W. (2013): Geodätische Monitoringsysteme mit RTK Low-Cost-GNSS, tech 13 - Trends im Vermessungswesen: Aktuelle Trends und Herausforderungen in der Ingeni-eurgeodäsie, ISBN 978-3-9814453-4-3.

SUKALE, J. u. Neumann, S. (2013): Überwachungsmessung und terrestrisches Laserscan-ning an der Verklärungskirche in Kischi, Bachelorarbeit der Beuth Hochschule für Technik Berlin.

WIELGOSZ, ROBERT. (2015): Bachelorarbeit - Modellierung und Verifizierung moderner Bauaufnahmen. Berlin : s.n., 2015.