Technikmagazin für Bauplanung und Bauausführung. hard- & software

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1 Technikmagazin für Bauplanung und Bauausführung hard- & software forschung/entwicklung LED-Technik für Medienfassaden streifzug IT-Support im Facility Management technik + praxis 3-D-Laserscanner in der Bauaufnahme wirtschaft + trends Mobile Daten- und Zeiterfassung planung + ausführung Softwareeinsatz im Ingenieurtiefbau

2 Coverbild: Ars Electronica Center in Linz Dank modernster Computertechnologie ist die neu gestaltete Fassade des Zentrums für digitale Kunst und Medienkultur individuell bespielbar Milchglasscheiben dienen den Protagonisten dabei als digitale Leinwand (siehe Baukultur auf Seite 64).

3 Rubrik Hard- & Software 033 Liebe Technikerinnen, liebe Techniker, wundern Sie sich nicht! Unsere zweite Ausgabe aus der Reihe bau thema beginnt mit Seite 33 und schließt damit nahtlos an das erste Heft an, das Sie Ende September als Beilage mit der bau.zeitung und dem Architektur & BauForum erhalten haben. In der vorliegenden Ausgabe widmen wir uns dem Spezialgebiet Hard- und Software in der Bauplanung und Bauausführung. Das inhaltliche Portfolio reicht dabei vom Einsatz der LED- und Computertechnik in der zeitgenössischen Architekturgestaltung über die Möglichkeiten und Anwendungsgebiete der mobilen Daten- und Zeiterfassung bis hin zu den Planungswerkzeugen, die im Ingenieurtiefbau zur Anwendung gelangen. Auch dieses Mal haben wir ein kompetentes Autorenteam zusammengestellt, das Ihnen einen übersichtlichen Einblick in aktuelle Trends und Entwicklungen am Bau-Software-Sektor bietet. Die umfassenden Marktübersichten und Herstellerverzeichnisse, die Sie im Anschluss an die jeweiligen Fachbeiträge finden, sollen Ihnen bei der Wahl der für Ihren Bedarf am besten geeigneten Software-Lösungen Hilfestellung leisten. Mit Ende November erhalten Sie mit unserem Betonund Schalungsbau Special die dritte und letzte Ausgabe dieses Jahres. Zugleich finden Sie darin auch ein Gesamtinhaltsverzeichnis der Themen, die wir heuer unter die Lupe genommen und aus dem Blickwinkel der Technik für Sie aufbereitet haben. Für das kommende Jahr planen wir vier weitere Ausgaben von bau thema, die sich schwerpunktmäßig wieder den technischen Aspekten des Planens und Bauens widmen werden. So erhalten Sie nach und nach ein profundes Nachschlagewerk mit Hintergrundinformationen, Marktübersichten und Produktvergleichen, auf das Sie jederzeit gezielt zurückgreifen können. Eine kurzweilige und interessante Lektüre wünscht Ihnen Tom Cervinka 34 Panorama Trends am Bau-Software-Markt Vom digitalen 2-D-Plan zum BIM 38 Forschung/Entwicklung LED-Technik Standardisiertes Medienfassadensystem 43 Streifzug CAFM IT-Support im Facility-Management 46 Technik + Praxis 3-D-Laserscanner Bauwerke wirtschaftlich erfassen 51 Wirtschaft + Trends Mobile Zeiterfassung Exakte Abrechnung mit digitaler Datenerfassung 56 Planung + Ausführung Software im Tiefbau Neue Software für den Ingenieurtiefbau 62 Industrie + Wirtschaft Hard- & Software Neue Produkte und Anwendungen 64 Baukunst Ars Electronica Center Kristalline Skulptur mit digitaler Hülle IMPRESSUM bau thema Supplement von bau.zeitung und Architektur & Bauforum Medieninhaber, Herausgeber, Verleger Österreichischer Wirtschaftsverlag GmbH Wiedner Hauptstraße , 1051 Wien T +43(0)1/ F +43(0)1/ DW 347 Internet Ressortleiter Mag.arch.Ing. Konrad Fischer, DW 344 Stv. Ressortleiter Dipl.-Ing. Tom Cervinka, DW 224 Redaktionsleitung Dipl.-Ing. Tom Cervinka, DW 224, Mitarbeiter dieser Ausgabe Dipl.-Inform. Ingrid Beckmann Mag. Veronika Janýrovà Dorian Kreicic Dipl.-Ing. Dr.techn. Mag Alexander Redlein Dipl.-Ing. Dr.techn. Oliver Schürer Dipl.-Ing. Alexander Semper Grafisches Konzept Simon Jappel, DW 327 Grafik Andreas Juva, DW 375, Geschäftsführung Thomas Zembacher Verkaufsleitung Bau Christoph Wurz Anzeigenleitung Ing. Daniel Wernicki Anzeigenberatung Ing. Daniel Wernicki, DW 319, Birgit Wilheim, DW 300, Anzeigenservice Andrea Fischer, DW 291, Anzeigenrepräsentanz OÖ Verlagsbüro Gerhard Weberberger Otmar Wagner 4030 Linz, Saporoshjestr. 3/3 T +43(0)732/ F +43(0)732/ Mobil: +43(0)676/ , Anzeigenrepräsentanz Vorarlberg Media-Team Kommunikationsberatung Ges.m.b.H. Interpark FOCUS 3, 6832 Röthis T +43(0)5523/ F +43(0)5523/ Hersteller Gutenberg Druck 2700 Wiener Neustadt Marketing Paul Kampusch, DW 206 Online-Marketing Simon Drabosenig, DW 336 DVR Druckauflage Exemplare

4 034 Hard- & software PANORAMA Trends auf dem Bau-Software-Markt Vom digitalen 2-D-Plan zum BIM CAD-Programme sind längst nicht mehr nur Werkzeuge zum Zeichnen und Konstruieren. Sie unterstützen Planer in allen Projektphasen vom Entwurf bis zur Ausführungsplanung, von der Akquisition bis zur Ausschreibung, von der Angebotserstellung bis zur Projektdokumentation. Text Alexander Semper Foto PHOTOS.COM VISUALISIERUNG doso DIGITAL PASSION Der Planer und sein Werk am Computer dank ausgefeilter Softwarelösungen sind alle am Projekt Beteiligten permanent auf dem Laufenden, Sücklisten und Massenberechnungen laufen im Hintergrund wie von selbst ab. Computer Aided design CAD in der Praxis Obgleich es in älteren Fachkreisen immer noch das alte Reisbrett gibt, und viele, die mit der Materie zu tun haben, vermutlich nach wie vor lieber zu Bleistift und Lineal greifen, können die Vorzüge der sogenannten CAD-Software nicht mehr wegargumentiert werden. Computer Aided Design (CAD) auf Deutsch so viel wie computerunterstütztes Entwerfen ist heute in keinem Unternehmen mehr wegzudenken. Ganz gleich, ob es sich um ein Architekturbüro, einen Baumeisterbetrieb oder um ein kleines Handwerksunternehmen handelt. Die wirtschaftliche Notwendigkeit solcher Programme zeigt auch ihre vielseitige Anwendung in verschiedensten Bereichen: Maschinenbau, Anlagenbau, Architektur, Bauwesen und z. B. Automobilbau. Im Bereich des Bauwesens dient sie der Planung und Entwicklung von allen Arten von Gebäuden, angefangen vom kleinen Bungalow bis hin zu großen Industrieanlagen oder Krankenhäusern. Die klassische Art zu zeichnen ist es nach wie vor, zweidimensionale Pläne und Zeichnungen zu erstellen, eben nur digital. Dazu werden vektororientierte Zeichenprogramme verwendet, die verschiedene Zeichnungselemente wie Punkt, Linie und Kreis, aber auch Möglichkeiten zur Bemaßung und Beschriftung zur Verfügung stellen. Diese können je nach Bedarf auf verschiedenen Ebenen, oder auch Layern, in der Zeichnung angeordnet werden, was die Flexibilität entscheidend erhöht. Von der Entwurfsskizze bis zum elektronischen Schaltplan kann so alles in einer einzigen Datei verwaltet werden. Diese Art von Software ist nicht sehr rechenintensiv, man braucht also nicht unbedingt die neueste Rechnergeneration. Sie ist leicht zu erlernen, bietet einfache Handhabung und hat den großen Vorteil gegenüber althergebrachten Konstruktionszeichnungen, dass Pläne ganz einfach abgeändert werden können. Außerdem kann der Anwender jederzeit auf reichhaltige Bibliotheken an vorgefertigten Symbolen zurückgreifen. So bieten viele Hersteller bereits ausführliche elektronische Produktkataloge gratis an. Das wohl bekannteste CAD-Programm und der weltweite Marktführer für digitales, technisches Zeichnen wird von Autodesk produziert und hört auf den Namen AutoCAD. AutoCAD ist sicherlich der Alleskönner unter den top CAD-Programmen. Mit AutoCAD LT bietet Autodesk nach wie vor ein klassisches und kostengünstiges 2-D-Zeichenprogramm an. In Kombination mit bereits vorhandener Funktionalität, wie z. B. dynamische Blöcke und skalierbare Beschriftungselemente, profitiert der Anwender von den effizienteren Abläufen bei täglichen Aufgabenstellungen. In der neuesten Version werden Routinearbeiten außerdem durch echte DWG- Kompatibilität, neue Multifunktionsleisten, einen Menü-Browser sowie erweiterte Layer-Funktionen perfektioniert. 2-D versus 3-D Der größte Vorteil von CAD-Technologie ist jedoch das dreidimensionale Erstellen von Projekten. So gut wie

5 PANORAMA Hard- & Software 035 alle CAD-Programme bieten heutzutage bereits echte dreidimensionale Unterstützung, es kann je nach Ausrichtung und Philosophie der Software mehr oder weniger komplex mit Geraden und Flächen im Raum gearbeitet werden. Im Unterschied zur digitalen Konstruktionszeichnung dient das virtuelle Gestalten im Raum nicht als Ersatz für das Zeichenbrett, sondern das Bauwerk wird richtig dreidimensional gebaut. Wände, Stützen, Unterzüge und dergleichen werden direkt eingesetzt und erhalten im Programm automatisch eine korrekte Grundrissdarstellung aus Schnittfläche, Untersicht und Aufsicht. Ein großer Vorteil dieser Herangehensweise ist das bauteilorientierte 3-D-Zeichnen. Die einzelnen Bauteile sind intelligent, das heißt, alle ihre Eigenschaften können jederzeit grafisch, in Bauteilstempeln und Bauteiltabellen ausgewertet werden. Auch weitere Funktionen im objektorientierten CAD wie assoziative Bemaßungen und automatische Räume bauen auf diesen intelligenten Bauteilen auf. Sogar Spezialanwendungen wie die Kompatibilität mit Bauphysikprogrammen ist keine Zukunftsmusik mehr. Die Entwicklung des bauteilorientierten 3-D-Zeichnens geht immer mehr in Richtung Interoperabilität. Ziel ist eine lückenlose, dynamische Informationskette in allen Projektphasen. Kostenkalkulation, bauspezifische Planung, Terminisierung und Raumbuchfunktionen werden im CAD-Programm zentral verwaltet, und es kann je nach Bedarf schon in einer sehr frühen Projektphase auf gewisse Parameter reagiert werden. So setzt Graphisoft von Anfang an auf diese Philosophie und entwickelte bereits vor 25 Jahren die erste modellgestützte dreidimensionale Architektursoftware. Bis heute setzt Archi- CAD auf den Schwerpunkt Modellierungsmöglichkeiten, was vor allem für Architekten während des gesamten Planungsprozesses die kreativen Freiräume sichert, die Arbeitsprozesse beschleunigt und damit die Effizienz im Büro steigert. In jeder Leistungsphase können wichtige Informationen wie Werkpläne, Schnitte, Ansichten, Maße, Detailpläne, Animationen und Renderings extrahiert werden. 3-D-Software Heute benötigt ein erfolgreicher Designer Werkzeuge, um Entwürfe schnell erstellen zu können und sie dann exakt an die zuständige Stelle in der Produktforschung, Entwicklung, im Marketing und Herstellungs- oder Konstruktionsprozess weiterzuleiten. Professionelle dreidimensionale CAD-Anwendungen können die zu konstruierenden Objekte als Geometriedaten verarbeiten und daraus ein sogenanntes Volumenmodell erstellen. Um Objekte dreidimensional zu modellieren, werden verschiedene Verfahren angewandt. So werden beispielsweise beim Kantenmodellverfahren die Kanten des Objekts als ein gedachtes Drahtmodell dargestellt. Weitere Modellierungsarten sind Flächenmodell oder Körpermodell. Diese helfen dabei schon am Anfang des Konstruktionsprozesses, eine sehr genaue Vorstellung des zu erstellenden Objektes zu haben. Dabei können mögliche Fehler oder Verbesserung in einem sehr frühen Stadium entdeckt und durchgeführt werden. Grundsätzlich gibt es sehr viele verschiedene Anbieter, darunter viele Spezial- und Nischenanbieter. Viele CAD-Firmen, aber auch unanhängige Entwickler bieten für das echte BIM Was ist das? Building Information Modeling (BIM) Der Begriff Building Information Modeling wurde vom Softwarehersteller Autodesk geprägt. Heute bieten alle namhaften Hersteller von CAD-Bausoftwarelösungen BIM-Verfahren an. BIM zu Deutsch: Gebäudedaten-Modellierung beschreibt die Methode der optimierten Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden unter Zuhilfenahme von speziellen Software-Lösungen. Dabei werden alle relevanten Gebäudedaten kombiniert. Im Bauwesen wird dafür auch der Begriff AEC für Architecture, Engineering and Construction verwendet. Mit BIM werden alle Änderungen an einer Projektdatei allen Beteiligten sowohl als Zeichnung als auch in Form eines Datenpaketes unmittelbar zur Verfügung gestellt. Massen oder Stückzahlen als Grundlage für die Kostenkalkulation und Ausschreibung werden automatisch abgeglichen.

6 036 Hard- & software PANORAMA Hochkomplexe Entwürfe und Gebäudekonzepte verlangen auch höchste Präzision in Planung uns Ausführung. BIM unterstützt bei der Datenvernetzung aller am Bau beteiligten Fachplaner. dreidimensionale Gestalten Spezialprogramme an. Ob und wie weit solche Werkzeuge in die CAD-Software integriert sind, ist von Anbieter zu Anbieter verschieden. Extra Software kaufen zu müssen ist für den Endverbraucher jedenfalls auch eine Kostenfrage. Mit voll integrierten Visualisierungswerkzeugen, die den Anforderungen von Planern und Architekten durchaus gerecht werden, können zum Beispiel Allplan, ArchiCAD, Microstation, Spirit und VectorWorks punkten. Viele Entwerfer greifen aus verschiedenen Gründen aber auch immer wieder mal auf eine eigenständige 3-D-Software für Modellierung, Animation und Rendering zurück. Am häufigsten sieht man 3ds Max Design, Rhino3D und Cinema 4D, aber auch Catia, Maya und andere werden je nach persönlichen Vorlieben eingesetzt. Building Information Modeling (BIM) In der Bausoftware-Branche hat sich das objektorientierte dreidimensionale Konstruieren am Computer mit intelligenten Bauteilen im Großen und Ganzen durchgesetzt. Aber vor allem beim Datenaustausch zwischen verschiedenen Beteiligten und durch die teilweise noch sehr unterschiedlichen Programmstandards gehen nach wie vor zu viele Daten verloren oder müssen mehrmals eingegeben werden, was Zeit und Geld kostet. Im Zusammenhang mit computergestützter Planung wird daher neuerdings von Building Information Modeling (BIM) gesprochen. Ziel der Weiterentwicklung ist es, Anwendern mehr Komfort, schnellere Prozesse und eine höhere Projektreichweite zu bieten. So sollen in Zukunft für die Bereiche Entwurf, Architektur, Industriebau, Stahlbau, Haustechnik, Facility-Management, Visualisierung, Projektsteuerung, Kosten-Management und andere nutzungsrelevante Gebäudedaten in einem zentralen Gebäudedatenmodell dargestellt und verwaltet werden können. Erreicht wird dies in erster Linie durch eine Verbesserung und Erweiterung des Software-Portfolios sowie ein neues Maß an Integration der einzelnen Fachapplikationen in eine einheitliche Datenbasis. Die Entwicklung wird allen voran von großen Herstellern wie Bentley mit Microstation, Autodesk mit Revit Architecture und Nemetschek mit Allplan getragen. Vor-Ort-Lösungen Ein weiterer Trend geht immer mehr in Richtung Baustelle. Informationen sollen schnell und einfach vor Ort erfasst und anschließend in einer Bürolösung weiterverarbeitet werden können. Ziel ist es, eine durchgängige Datenkette von der Baustelle bis in die Verwaltung zu knüpfen. Dabei werden die Daten mit einem mobilen Endgerät, welches mit entsprechender Software ausgestattet ist, erfasst, z. B. ein Personal Digital Assistent (PDA) oder ein Tablet- PC. Bauleiter können so direkt vor Ort den Baufortschritt ermitteln, auswerten und dokumentieren. Auch können sofort Mängel und Bauschäden erfasst

7 PANORAMA Hard- & Software 037 und verwaltet werden. Ziel ist es auch, zeitraubendes manuelles Erfassen von Sachdaten bis hin zu Multimediadaten wie Fotos und dergleichen auf ein Minimum zu reduzieren. Vorraussetzung für eine erfolgreiche Datenrundreise zwischen Architekten, Hoch- und Tiefbauern, Haustechnikern, und anderen ist natürlich, Datenverlust zu vermeiden. Die Daten müssen, nachdem sie durch unterschiedliche Software- Produkte gereicht, editiert und erweitert wurden, im besten Fall der Fälle ohne Qualitätsverlust beim Ausgangssystem wieder ankommen. Bauteilorientierte Wände, Fenster und Türen beispielsweise sind weiterhin mit allen geometrischen und alphanummerischen Parametern angreifbar. Einer der Markführer und Vorreiter in Sachen On-Site Solutions ist die Firma Nemetschek mit der CAD-Softwarelösung Allplan. Allplan versteht sich als Komplettlösung und verspricht mehr Produktivität durch intuitiveres Arbeiten, höhere Planungsqualität durch BIM, präziseres Kostenbewusstsein bei der Planung durch Design2Cost und verlustfreien Datenaustausch über die gesamte Prozesskette. Ein Bild sagt mehr als Worte Aber die wahrscheinlich interessanteste Neuentwicklung im CAD-Bereich ist die Nutzung des PDF-Formats. Sie wird die Kommunikation via Internet und entscheidend verbessern. In Zukunft lassen sich nämlich auch aus dreidimensionalen CAD-Dateien PDF- Dateien exportieren. So ermöglicht die neue Version von Nemetschek Allplan bereits jetzt den Export von virtuellen 3-D-Modellen auf Grundlage der CAD- Daten. 3-D-Modelle lassen sich damit perspektivisch darstellen, drehen oder sogar virtuell begehen. Der Vorteil: Der Acrobat Reader ist heutzutage auf fast jedem Computer installiert oder schnell heruntergeladen, somit können digitale 3-D-Modelle auch Bauherren, Handwerksbetrieben oder anderen Projektbeteiligten ohne CAD-Ausstattung zur Verfügung gestellt werden. Planer können auf diese Weise z. B. verschiedene Projektstände relativ bequem an Projektpartner weitergeben. Diese Einbindung kann sehr nützlich sein, um Missverständnisse zu vermeiden, den Bauherren über den Planungsprozess zu informieren, Entwurfsdetails abzustimmen etc. Mit seinem Angebot ist der Hersteller Nemetschek momentan ein Vorreiter bei der Nutzung des PDF- Formats im CAD-Bereich, doch es ist absehbar, dass auch andere Software- Anbieter den 3-D-Datenexport ins PDF- Format schon sehr bald ermöglichen werden. Wer die Wahl hat, hat die Qual Allein im deutschsprachigen Raum gibt es mehrere dutzend Anbieter bauspezifischer CAD-Software. Jede Software hat ihre eigenen Tücken, Stärken und Schwächen. Wichtig ist es daher, den Kauf von CAD-Software oder den Umstieg auf eine andere Softwarefirma auf die individuellen Bedürfnisse abzustimmen. Letztendlich ist es natürlich immer eine Preisfrage. Wobei unbedingt auf den Vergleich von Basispreis zu den Mehrkosten für Komplett- oder Individualausstattung zu achten ist. Auch Rabatte bei Mehrfachlizenzen sind eine gern gesehene Option. Bei der Wahl der CAD-Programme ist es jedenfalls wichtig, einen Hersteller zu finden, der immer kompetent mit Rat und Tat zur Seite steht automatische Software-Aktualisierungen gehören heute zum guten Ton. Wenn sie regelmäßig durchgeführt werden, hat es außerdem den Vorteil, dass sich keine Neuerungen ansammeln, sondern in kleinen Portionen antrainiert werden können. wahl der software Welche Software ist die richtige? Die folgenden Fragen und Antworten können die Entscheidung bei der Suche nach dem passenden Software-Paket erleichtern: Ist die CAD-Software eine Applikation einer Standardsoftware, wie zum Beispiel AutoCAD, oder handelt es sich um einen eigenen CAD-Kern? Das ist eine Frage der Kommunikation, obwohl die Standardformate DXF und DWG heute bereits von allen Programmen gelesen werden können. Natürlich: je mehr Schnittstellen, desto besser. Zusätzlich wird vor allem das PDF-Format von Bedeutung sein. Welche Zielgruppe hat die Software? Architekten, Ingenieure, Bauzeichner, Bauhandwerker, sie alle haben ihre eigenen, ganz spezifischen Anforderungen. Daraus ergibt sich vor allem, welchem Konzept der Vorzug gegeben wird: 2-D, 3-D, bauteilorientiert, BIM. Liegt der Schwerpunkt der Zeichenarbeit im Bereich Symbole, wie Architektur, Elektro, Brandschutz, usw. oder im Bereich intelligenter Bauteile, wie Wände, Decken, Treppen, Dächer und Sonstiges? Ein weiterer wichtiger Punkt ist, welche Ausgabedateien unterstützt das Programm? Braucht man vor allem Pläne, Flächen, Maße oder Stücklisten, Kosten, etc.? Welche Art und Qualität von Visualisierung ist vonnöten? Kriterien wie Farbe, Material, Raytracing und andere kommen sicherlich für Architekten, aber nicht für Haustechniker oder Statiker infrage. Wichtig ist für manche sicherlich auch, ob eine Direktanbindung zu AVA-Software gegeben ist.

8 038 Hard- & software FORSCHUNG/ENTWICKLUNG LED-Technik Standardisiertes Medienfassadensystem Forschung im Baubereich kann als Architektur vor der Architektur verstanden werden. Gilt es doch, die Basis zu schaffen, von der aus die später sichtbare Architektur entworfen und realisiert werden kann. Text Gernot Tscherteu und Oliver Schürer Illustrationen Catherine Ludwig Fotos WolFgang Leeb Durch die Integration von LED-Bildpunkten in Fassadensystemen lassen sich Gebäudefassaden jeder Größenordnung in Screens verwandeln bzw. für spektakuläre Lichtinszenierungen nutzen. Medienfassaden, als viel diskutierte technologische Neuerung im Bereich Fassaden, eröffnen eine Reihe von Herausforderungen: wirtschaftliche, kulturelle, architektonische und nicht zuletzt technische. Das vom FFG geförderte Projekt mediafacade.net hat sich der Entwicklung einer integrativen Systemlösung für eine Medienfassade verschrieben. Durch die Standardisierung von Fassadenelementen sollte es für Architekten leichter werden, Medienfassaden frühzeitig in ihre Gebäudekonzepte zu integrieren und bei der Planung und Kalkulation zu berücksichtigen. Ergebnis ist der Prototyp für ein Produkt, das für viele verschiedene Bauaufgaben geeignet ist. Herausforderung und Ziele Medienfassaden stecken noch in den Kinderschuhen und weisen eine Reihe von kritischen Punkten auf: Leuchtkraft, Bildqualität, hohes Ausfallsrisiko, hoher Wartungsaufwand, Qualitätsbeeinträchtigung von hinter Fassaden liegenden Arbeits- und Wohnräumen sowie Belastungen des öffentlichen Raums. Viele Probleme resultieren aus dem Umstand, dass Medienfassaden nachträglich auf das fertiggestellte Gebäude angebracht werden. Entwickelt wurde deshalb eine Lösung, die diese Probleme beseitigt und als System für Planer und Architekten bereits im frühen Planungsstadium zur Verfügung steht. Konsortium Es gibt weltweit kein Unternehmen, das eine gesamtheitliche Systemlösung für Medienfassadensysteme anbieten könnte. mediafacade.net ist ein Unter-

9 FORSCHUNG/ENTWICKLUNG Hard- & Software 039 Light Emitting Diodes kurz LEDs werden dank ihrer hohen Leuchtdichte zunehmend für die Inszenierung von Architektur eingesetzt. nehmens- und Forschungs-Konsortium, in dem qualitativ hochwertige, integrative Systemlösungen für Medienfassaden entwickelt wurden. Die im Konsortium vertretenen Unternehmen kombinierten ihr Know-how und konnten durch das Projekt eine bereite Palette an Kompetenzen aufbauen. Worin bestand die Zusammenarbeit und woraus besteht das entwickelte Produkt? Die Bestandteile des Produkts sind LEDs, Verkabelung, Gebäudetechnik, Bilderzeugung, Tragkonstruktion, Content-Management-Systeme, deren Zusammenspiel und die Adaption an gesellschaftliche Anforderungen im öffentlichen Raum. LEDs und Architektur Der Begriff LED ist die Abkürzung von Light Emitting Diode, zu Deutsch Leuchtdiode, ein elektronisches Halbleiter-Bauelement, das unter Strom Licht abgibt. Sie werden schon lange als Anzeigelämpchen verwendet. Neuere Entwicklungen erlauben ihren Einsatz für Anwendungen, bei denen wesentlich stärkeres Licht gefordert ist wie etwa Blitzlichter. LEDs sind sehr klein, aber ihre Leuchtdichte ist größer als bei allen anderen Leuchtmedien. In engem Abstand zu Modulen guppiert, ermöglichen sie die Produktion von sehr hellen Displays. Nur LED-Displays sind so hell, dass sie auch gegen Sonnenlicht bestehen können. Architektonisches Ziel aller Entwicklungen ist, kleine LED-Module so in der Fassade zu integrieren, dass sie im ausgeschalteten Zustand möglichst unsichtbar sind. Gleichzeitig sollen sie aber genug Helligkeit abgeben, um ihre Aufgabe zu erfüllen. Durch immer lichtstärkere LEDs ist es nun auch möglich, den Abstand zwischen den LEDs zu vergrößern und insgesamt trotzdem große Helligkeiten zu erreichen. Entwurfsparameter sind hier variable LED-Abstände und damit variable Auflösungen. Mit gezielter Verkabelung zu neuen Qualitäten Die Versorgung der LEDs mit Daten und Strom ist bei Medienfassaden eine besondere Herausforderung. Wenn sich die Bildpunkte einer Medienfassade über große Gebäudeoberflächen verteilen, fallen lange Leitungswege an. Die Gesamtlänge von Kabeln können mehrere hundert Kilometer betragen! Also war es wichtig, diese Distanzen durch eine geeignete Hardwarearchitektur zu minimieren. Aus bauphysikalischen Gründen wurde die Fassade an möglichst wenigen Stellen durchdrungen. Steckverbindungen stellen ein Ausfallsrisiko dar und wurden nach Möglichkeit minimiert. Besonders schutzbedürftige Elemente wie Computer wurden in einfach zugänglichen Räumen im Gebäudeinneren untergebracht, was die Nutzungsdauer erhöht und im Schadensfall einfache Reparatur ermöglicht. Diese speziellen Netzwerke werden BUS-Systeme genannt, sie bleiben unsichtbar, aber erst ihr gezielter Einsatz erlaubt das Erreichen von ganz bestimmten Qualitäten: Die Kombination aus Daten und Stromversorgung in einem BUS-System ist besonders wichtig, um die Wartung und die Betriebskosten zu verringern. Bei mediafacade. ArchitekturTrend Eine Architektur der Bilder Medienfassaden lassen eine neue Art von Architektur, die Medienarchitektur, entstehen. Nicht nur das spezifische Gebäude, sondern auch der umgebende städtische Raum wird so in neuartiger Weise geprägt. Am 17. und wurde im Deutschen Architekturzentrum eine von Oliver Schürer geleitete Konferenz zu diesen Themenbereich im Rahmen des Medienfassaden- Festivals Berlin, abgehalten. Experten aus den Bereichen Medien, Kunst, Architektur, Werbung, Immobilien, Stadtplanung und Politik hielten Vorträge. Zentrales Thema war die Entstehung eines neuen urbanen Massenmediums durch das architektonische Element Medienfassaden. Dieses neue Medium erfordert Medieninhalte im urbanen Maßstab, und es galt, ihre Einbindung in einem örtlichen, zeitlichen, gebauten sowie strukturellen Kontext zu untersuchen. Das Ziel war, alle relevanten Disziplinen einzubinden, gemeinsam diese Entwicklung mitzugestalten. Noch bis läuft im Deutschen Architekturzentrum eine von Gernot Tscherteu kuratierte Ausstellung, die eine ganze Reihe von zeitgenössischen Medienfassaden und Experimenten im Verhältnis von digitalen Bildern und Gebäudehülle vorstellt. Großaufnahme LED-Leuchtkörper verfügen über eine extrem hohe Lichtausbeute.

10 040 Hard- & software FORSCHUNG/ENTWICKLUNG info Medienfassaden Bilderzeugung Durch spezielle Rechner, sogenannte Bildgeneratoren, wird der eingegebene Medien-Content, z. B. Bilder und Videos, in Bildpunkte umgerechnet. Durch geeignete Rechenkapazitäten ist es nicht nur möglich, vorgefertigten Content abzuspielen, sondern auch 3-D-Animatiwww.daz.de Konsortium: Archconsult GmbH: Planung und Gestaltung von Medienfassaden AluKönigStahl GmbH: Design und Prototyping von Profilen und Fassadenelementen. Peter Cornwell: Design und Prototyping von LED-Display-Komponenten, Netzwerk-Fassade, Bildgenerierung, Content-Management Realitylab Pöllabauer-Tscherteu KEG: Netzwerkmanagement, Projektvisualisierungen, contentspezifische Anpassung des Content-Managements Technische Universität Wien, Institute für Computertechnik und Architekturtheorie: Entwicklung einer Schnittstelle Medienfassade und Gebäudeautomation, Integration der Gebäudeautomation in das Medienkonzept, Verbinden von Medien- und Architekturkonzept, Abstecken der architektonischen, städtebaulichen und kulturellen Randbedingungen sowie Aufbereitung von Informationen für die Planer- und Architekturszene net wurde erstmals eine Schnittstelle zwischen dem Netzwerk einer Fassade und dem Netzwerk eines Gebäudeautomationssystems realisiert. Dadurch können kann auch die Gebäudebeleuchtung und der Sonnenschutz in das Medienkonzept miteinbezogen werden sowie die Energieeffizienz der Fassade erhöht werden. Gebäudetechnik Das menschliche Auge ist gegenüber schadhaften Komponenten auf Medienfassaden sehr empfindlich. Schon einzelne Pixelfehler, seien es kaputte Pixel oder die Anzeige einer falschen Farbe, werden als sehr störend empfunden. In der Praxis weisen viele Medienfassaden vermeidbare Pixelfehler auf. Durch spezielle Diagnosetechniken werden nun Fehler schon erkannt, bevor sie auftreten. Die Problemkomponenten können ausgetauscht werden, bevor sie defekt sind. So werden Pixelfehler schon im Vorfeld ausgeschaltet. LEDs haben gegenüber herkömmlichen Leuchtmitteln eine lange, aber natürlich auch begrenzte Lebensdauer. Insbesondere wenn sie über längere Zeit auf Volllast genutzt werden, verkürzt sich ihre Lebenserwartung. Daher spart es Kosten und erhöht den Effekt, wenn die Lichtstärke des Displays exakt an die Umgebungshelligkeit angepasst wird. Lichtsensoren in der Fassade stellen fest, wann bestimmte Gebäudeteile im Schatten liegen, während andere Teile dem Sonnenlicht ausgesetzt sind. Die Helligkeit des Displays muss dementsprechend auf den Bereichen unterschiedlich und aufeinander abgestimmt sein. Sensorsteuerung hilft aber nicht nur Kosten zu sparen, damit wird auch die Darstellung optimiert. Sensordaten können aber nicht nur aus der Umgebung des Gebäudes, sondern auch aus dem Gebäudeinneren gewonnen werden. Daten aus der Gebäudetechnik können beispielsweise Aufschluss darüber geben, wie viele Besucher gerade im Haus oder wie viele Mitarbeiter auf Pause sind. Das ist ein weiterer Nutzen der Schnittstelle der Gebäudetechnik zur Fassade. So kann die Beleuchtung im Inneren des Gebäudes oder der Sonnenschutz mit in die Inszenierung der Medienfassade aufgenommen werden. Damit eröffnen sich völlig neue Entwurfsmöglichkeiten für Fassaden. Sie können den Aktivitätszustand eines Gebäudes ausdrücken und werden als datenbasierte Gebäudeinszenierung zum Teil des Medienkonzepts.

11 FORSCHUNG/ENTWICKLUNG Hard- & Software 041 onen in Echtzeit zu rendern und somit auch aktuelle Informationen in Echtzeit einzuspielen. Der Bildgenerator basiert auf Peter Cornwells eigenen Hard- und Softwarelösungen und jahrzehntelanger Erfahrung mit Echtzeitsimulationen. Die Bildverarbeitung erfolgt neben den Bildgeneratoren auch in Controllern, die sich in unmittelbarer Nähe der LEDs in der Fassade selbst befinden. Durch diese verteilte Rechnerleistung werden die Prozesse wesentlich beschleunigt und Bildwiederholraten von bis zu 100 Bildern pro Sekunde möglich. Im Vergleich dazu haben Fernsehbilder nur Bildwiederholraten von 25 Bildern pro Sekunde. Hohe Bildwiederholraten verbessern die Bildqualität signifikant und erlauben unter anderem die ruckfreie Darstellung von sehr schnell bewegten Objekten auf großen Displays. Tragkonstruktion Eines der wichtigsten Projektziele war es, eine Medienfassaden-Systemlösung zu entwickeln, die schon bei der Planung eines Gebäudes miteinbezogen werden kann. AluKönigStahl setzt mit der Entwicklung neue Standards im Bereich Fassadensysteme, indem spezielle Profile den besonderen Erfordernissen von Medienfassaden Rechnung tragen. LEDs sind in die Profile direkt eingefügt. Diese werden schließlich in die Fassade eingeclipst. So fügen sich die Pixel nahtlos, selbst aus nächster Nähe betrachtet, in die Fassadenkonstruktion ein. LED-Leuchtelemente können auf diese Weise an unterschiedlichen Stellen an der Fassade angebracht werden: In den Deckkappen der Pfosten- Riegel-Konstruktion, in Oberflächenpaneelen oder in Sonnenschutzlamellen. Natürlich können neben diesen Standardlösungen auch spezielle Anforderungen bewältigt werden. Auch in diesem Fall kann die Fassadenlösung so gestaltet werden, dass die Kabelführung unsichtbar erfolgt, und Wartung

12 042 Hard- & software FORSCHUNG/ENTWICKLUNG Spezielle LED-Komponenten wurden in Sonderprofilen (hier Deckkappen) integriert. Der Einbau ist an verschiedenen anderen Positionen wie z. B. Sonnenschutzlamellen ebenfalls möglich, und es können unterschiedliche Pixelabstände gewählt werden. Dipl.-Ing. Dr.techn. Oliver Schürer Universitätsassistent am Institut für Architekturwissenschaften an der Technischen Universität Wien optimal unterstützt wird. Damit ist neben dem Einsatz in Serie auch die flexible Integration in ein bestehendes Fassadensystem möglich. Content-Management-System Die Inhalte, die auf Medienfassaden gezeigt werden, müssen speziellen Anforderungen gerecht werden. Wichtig ist zu beachten, dass Passanten Bilder und Animationen völlig anders wahrnehmen als Menschen vor TV oder Computer. Verkehr und die spezifischen Situationen im öffentlichen Raum verhindern, dass man sich über längere Zeit auf Medieninhalte konzentrieren will. Darüber hinaus ist die Bildwirkung auf Gebäuden und bei Tageslicht eine völlig andere als auf einem Monitor in einem geschlossenen Raum. Weiters ist es geradezu eine Stärke von Medienfassaden, praktisch nie das klassische 4:3- oder 16:9- Seitenverhältnis aufzuweisen, wie das auf Bildschirmen üblich ist. Daneben sind Gebäude oft auch noch gekrümmt oder gefaltet. Deshalb können Plakatwerbung oder Spots nicht direkt auf Medienfassaden übernommen werden. Ganz im Gegenteil, Medienfassaden erlauben und erfordern die Entwicklung von ganz neuartigen Medienformaten. Aus diesen Gründen müssen Fassade und Konzept für den zukünftigen Medieninhalt gemeinsam entwickelt werden. Die Wirkung der Inhalte wird deshalb vor der Umsetzung durch Mediendesigner mittels Computersimulationen überprüft. Reality Lab bringen wichtiges Know-how und Erfahrung für die Produktion und Simulation von Content auf Medienfassaden ein. Konsortialpartner Peter Cornwell verfügt über mehr als zehnjährige Erfahrung in der Produktion von Bildmaterial und Entwicklung von Content-Management-Systemen für Großdisplays. Dies bildet die Grundlagen für professionelles und komfortables Content-Management.

13 Streifzug Hard- & Software 043 CAFM IT-Support im Facility-Management Alle reden über Computer Aided Facility-Management (CAFM) die meisten denken dabei aber nur an grafische Tools. Wie sieht das in der Praxis tatsächlich aus? Die Technische Universität Wien führt seit dem Jahr 2005 jährliche Umfragen zum Status quo im Facility-Management durch. Text + Grafiken Alexander Redlein Foto Beyer Obwohl uns viele IT-Hersteller immer noch glauben machen wollen, dass wir ohne den Einsatz von grafikorientierten CAFM-Systemen, sprich durch die Verwendung von auf Raumplänen basierten IT-Tools, unsere Aufgaben im Facility-Management nicht erfolgreich meistern können, ist der Einsatz solcher Tools immer noch sehr beschränkt. FM-Bestandsaufnahme Die TU führt seit 2005 eine jährliche Umfrage über den Status quo von Facility-Management-Systemen bei den 300 größten österreichischen Unternehmen durch. Befragt man diese Betriebe, so nimmt die Verwendung von CAFM-Tools zwar jährlich etwas zu, aber es verwenden immer noch nur 55 Prozent, also knapp mehr als die Hälfte der Unternehmen, eine derartige Software. Diese klassischen CAFM-Systeme dienen vor allem dem Flächen-Management, der Belegungsplanung und dem Umzugs-Management. Eines hat sich aber geändert. Während in den vergangenen Jahren vor allem die Datensammlung und Aufbereitung im Mittelpunkt der Aktivitäten stand, geht es nun vor allem um die tägliche Arbeit und die Auswertungen, die als Basis für die tägliche Arbeit im Vordergrund stehen. Bekannte Stolpersteine Die Problemfelder haben sich seit den Anfängen des FM-Einsatzes aber nicht wesentlich geändert: Datenstrukturierung und die Frage, was soll ich wie detailliert erheben, sind immer noch Was ist FM? Facility Management bezeichnet die Verwaltung und Bewirtschaftung von Gebäuden, Anlagen und Einrichtungen (engl. facilities). Das FM umfasst die professionelle Abwicklung von Sekundärprozessen. Dazu gehören technische, infrastrukturelle und kaufmännische Aufgaben, die nicht in das Kerngeschäft einer Organisation fallen, sondern diese unterstützen. Dazu zählt zum Beispiel das Beschaffungsmanagement für sämtliche Energiearten oder die Reinigungsmaschinen, die in einem Gebäude benötigt werden. Viertel Zwei die City in der City: Durchdachtes Facility-Management sichert bei einem Bürokomplex dieser Größenordnung nicht nur den reibungslosen Ablauf in der Bewirtschaftung, sondern auch den wirtschaftlichen Betrieb.

14 044 Hard- & software Streifzug Was ist ERP? Enterprise Resource Planning Bezeichnet die unternehmerische Aufgabe, die in einem Unternehmen vorhandene Ressourcen (Kapital, Betriebsmittel, Personal, etc.) möglichst effizient für den betrieblichen Ablauf einzusetzen. Unter ERP-Systemen versteht man komplexe Softwareanwendungen zur Unterstützung der Ressourcenplanung eines gesamten Unternehmens. die häufigsten Punkte, womit sich Unternehmen beschäftigen. Eine weitere Problemstellung ist, wie die Daten nach Umbauten am besten aktuell gehalten werden sollen. Pflegt ein interner Mitarbeiter die Geometriedaten laufend im CAFM, so können diese Daten dann meist nicht ausreichend strukturiert als CAD-Pläne exportiert werden, damit ein externer Planer auf Basis der Daten größere Umbauten wirklich planen kann. Werden die Daten extern gepflegt, so muss der geänderte CAD-Plan vor dem Einspielen ins CAFM geprüft werden. Nach dem Einspielen müssen gegebenenfalls Darstellungseigenschaften nachbearbeitet und Datenverknüpfungen wieder hergestellt werden. Im Unternehmen entsteht ein erheblicher Aufwand. Dies zeigen auch die Ergebnisse der TU-Studie. Die meisten Betriebe sehen die Datenerhebung als größten Kostentreiber im Bereich FM an. Aus diesem Grund ist auch der Einsatz derartiger CAFM-Systeme bei kleinen Unternehmen verschwindend gering. ERP-Systeme Neben diesen Spezialsystemen werden im Aufgabenbereich des Facility-Managements natürlich auch ERP-Systeme, die vor allem die Bereiche Finanzbuchhaltung, Kostenrechnung, Anlagenbuchhaltung und Beschaffung abdecken, eingesetzt. Der Einsatz von ERP-Systemen im FM steigt nach wie vor an. Dies liegt vor allem daran, dass diese Systeme schon vorhanden sind und sämtliche Eingangsrechnungen und Ausgangsrechnungen dort verbucht werden müssen, damit sie in die Finanzbuchhaltung und Kostenrechnung des Unternehmens gelangen. Daher werden diese Systeme auch im Bereich FM vor allem für Finanzbuchhaltung und Kostenrechnung verwendet. Beim Einsatz der ERP-Systeme führt wie schon im vergangenen Jahr SAP, wobei hier wiederum zu berücksichtigen

15 Streifzug Hard- & Software 045 ist, dass sich der Sample aus den größten Unternehmen in Österreich zusammensetzt, daher ist der Sample sicher in Richtung SAP-Verwendung verzerrt, sprich: Betrachet man alle Unternehmen in Österreich, hätte SAP eine geringere Verbreitung. Bei der Frage nach dem eingesetzten CAFM-System werden Eigenentwicklungen vor allem auf Basis Auto- CAD am häufigsten genannt. Den zweiten Rang nimmt Aperture ein. Fazit Insgesamt zeigt sich, dass Firmen vor allem ihre ERP-Systeme zur Unterstützung ihrer FM-Aufgaben heranziehen. Die Verbreitung grafischer CAFM-Systeme steigt hingegen sehr langsam an. Das zeigt sich auch an den mageren Umsatzzahlen der Hersteller. Daher sollten sich die Anbieter vielleicht auch andere Szenarien überlegen. Ein Aplication Service Provider, der solche Systeme kostengünstig zur Verfügung stellt, oder neue Konzepte zur kostengünstigen Erhebung und Aufbereitung der Daten könnten hier die Verbreitung rascher steigen lassen. Dipl.-Ing. Dr.techn. Mag.rer.soc.oec. Alexander Redlein Ao. Universitäts Professor am Zentrum für Informationsund Facility Management an der Technischen Universität Wien

16 046 Hard- & software Technik + Praxis 3-D-Laserscanner Bauwerke wirtschaftlich erfassen Die zeit- und kostensparende Bestandserfassung mit 3-D-Laserscannern entwickelt sich immer stärker zu einer wirtschaftlichen Alternative gegenüber dem konventionellen Aufmaß. Ein Überblick über Vorteile, Möglichkeiten und Kosten. Text Dorian Kreicic Der auf einer Dreh- und Schwenkeinheit montierte Scankopf tastet mithilfe einer Spiegeloptik und eines Laserstrahls Objekte motorisch gesteuert zeilenweise ab. Foto: Leica Geosystems Die vom Scanner generierten Punktwolken Abbildung: Netz+Plan Die Sanierung, Modernisierung, Erweiterung und Umnutzung bestehender Gebäude macht einen immer höheren Anteil an der gesamten Hochbautätigkeit aus. Das Planen und Bauen im Bestand hat jedoch seine Tücken: Häufig stellt sich heraus, dass Zeichnungen nicht mehr vorhanden sind oder Originalbaupläne nicht mehr der Realität entsprechen und zunächst aktualisiert werden müssen. Obwohl für eine präzise Planung, Dokumentation, Begutachtung oder wirtschaftliche Nutzung unverzichtbar, ist die Bereitschaft, viel Zeit und Geld in eine exakte Bestandserfassung oder gar in ein aufwändiges verformungsgetreues Aufmaß zu investieren bei Bauherren und Investoren eher gering. Dieser Umstand trägt dazu bei, dass sich das 3-D-Laserscanning nicht nur als Dienstleistung, sondern in immer mehr planenden und ausführenden Unternehmen zunehmend auch als wirtschaftliches Werkzeug und Alternative zu anderen Aufmaßverfahren etabliert. Das richtige Werkzeug Neben dem konventionellen Handaufmaß mit Zollstock, Maßband, Senkblei, Papier und Bleistift werden mittlerweile mehrere digitale Verfahren eingesetzt. Da alle ihre spezifischen Vor- und Nachteile haben, werden sie in bestimmten Bereichen (Grundriss-, Fassadenoder Detailaufmaß, 2-D sowie 3-D etc.) häufig auch parallel eingesetzt: Mobile Erfassungssysteme unterstützen das

17 Technik + Praxis Hard- & Software 047 müssen im Büro in planungsgerechte Informationen umgewandelt werden. Abbildung: Netz+Plan manuelle Grundrissaufmaß dadurch, dass die mit konventionellen Messwerkzeugen oder dem Laser-Entfernungsmesser erfassten Daten vor Ort in dem Pocket-PC oder Notebook eingegeben werden und teilweise auf Plausibilität überprüft werden können. Aus den gemessenen Wandlängen und den Raumdiagonalen erstellt das Programm maßstäbliche Raumpolygone, die über Referenzpunkte zu Geschoßen zusammengefügt werden können. Die so entstandene Grundriss- Binnenkontur kann anschließend an ein CAD- System zur Weiterbearbeitung übergeben werden. Mithilfe eines Tachymeters (Kombination aus Laserdistanzund Winkelmessgerät) werden bei der Tachymetrie dreidimensionale Koordinaten relevanter Punkte eines Gebäudes erfasst. Aus diesen Messdaten lassen sich vor Ort mit dem Notebook und entsprechender Software Bauwerksgeometrien dreidimensional generieren, woraus wiederum 2-D- Grundriss-, Schnitt- oder Aufmaßskizzen erstellt werden können. Fotobasierende Systeme dienen der zwei- oder dreidimensionalen Erfassung von Fassaden bzw. der Gebäudehülle auf Basis von Fotos. Bei der digitalen Bildentzerrung werden objektiv- oder perspektivbedingte Verzerrungen des Bildobjektes anhand von Referenzstrecken oder -punkten entzerrt. Das so entzerrte und maßstäblich kalibrierte Foto kann anschließend ausgewertet (Längen, Flächen) oder im CAD-Programm zum Durchpausen verwendet werden. Bei der fotogrammetrischen Auswertung werden Fotos nicht einfach entzerrt, sondern nach einer sogenannten Bildorientierung wird das Objekt vom Anwender anhand mehrerer Fotografien dreidimensional konstruiert. 3-D-Scanner-Systeme Zum technisch modernsten Aufmaßverfahren zählt das 3-D-Laserscanning, das man vereinfacht als motorgesteuertes Tachymetrie-Aufmaß bezeichnen kann: Ein in der Raummitte aufgestellter, vertikal in einem Winkel von bis zu 310 Grad messender Laserscanner rotiert schrittweise horizontal um die eigene Achse und speichert während einer 360-Grad-Umdrehung alle geometrischen Umgebungsdaten, die aufgrund der zuvor festgelegten Winkelschritte erfasst werden. Mit einer Umdrehung wird in wenigen Sekunden bis Minuten eine räumliche Punktwolke mit mehreren Millionen 3-D-Messpunkten generiert, je nach gewählter Auflösungsstufe. Optional liefert eine integrierte, kalibrierte Digitalkamera Farb- bzw. Textur- Wissen Laserscanning (auch Laserabtastung ): Zeilen- oder rasterartiges berührungsloses Abtasten von Oberflächen oder Objekten mithilfe eines Laserstrahls, um diese inhaltlich oder geometrisch zu erfassen. Laserscanner: Geometrie-Erfassungs-System, bestehend aus einem auf einer Drehund Schwenkeinheit montierten Scankopf, der mithilfe einer Spiegeloptik und eines Laserstrahls motorisch gesteuert Objekte zeilenweise abtasten kann. Alternativen: Zur Schnelligkeit und Präzision des Scanners gibt es keine Alternativen. Dennoch kann in Einzelfällen der Einsatz von Tachymetrie- oder fotobasierenden Systemen sinnvoller sein. Interessant können auch flexible, auf einem Laser-Entfernungsmesser basierende Systeme sein (Flexijet, TheoCAD 3D etc.). Auch damit lassen sich Objekte automatisch dreidimensional erfassen. Allerdings ist das Verfahren erheblich langsamer, denn damit werden lediglich etwa Messpunkte pro Stunde erfasst.

18 048 Hard- & software Technik + Praxis Ob unter- oder oberirdisch 3-D-Laserscanner sind vielfältig einsetzbar und aufgrund der Schnelligkeit und Präzision konkurrenzlos. Foto: Zoller+Fröhlich GmbH informationen. Da der Scanner nicht durch massive Bauteile hindurchsehen kann, machen durch Mauervorsprünge oder Einbauten entstehende tote Winkel sowie komplexe Objekte eine mehrfache Aufstellung an unterschiedlichen Standpunkten erforderlich. Die Messdaten wertet der Anwender mithilfe einer speziellen Software aus und übergibt die räumlichen Koordinaten per DXF/DWG-Format an beliebige 3-D-fähige CAD-Programme. Während bei der Tachymetrie der Anwender bestimmt, welche die Bauwerksgeometrie repräsentierenden Punkte erfasst werden sollen, werden beim Laserscanning je nach Verwendungszweck möglichst viele Punkte der Bauwerksgeometrie maschinell erfasst. Das beschleunigt zwar die Datenerfassung vor Ort, steigert jedoch auch den Umfang der erfassten Daten beträchtlich. Statt weniger repräsentativer Punkte werden Millionen beliebiger Punkte erfasst. Ziel des Verfahrens ist nicht ein Auswerten der Vermessungsdaten vor Ort, sondern die vollständige, digitale Modellierung eines virtuellen Gebäudes, um es später im Büro bedarfsgerecht auszuwerten. Wie bei fotobasierenden Systemen wird die eigentliche Auswertung Fotos: Callidus Insbesondere bei komplexen Objekten wie Stahl-/Holzkonstruktionen oder Industrieanlagen kann die 3-D-Lasertechnologie ihre Vorteile voll ausspielen. In wenigen Minuten erzeugen Scanner-Systeme Millionen von 3-D-Raumkoordinaten extrem schnell und präzis.

19 Technik + Praxis Hard- & Software 049 ins Büro verlagert. Entscheidend für die Auswertung relevanter Bauwerkspunkte sind die Qualität der Software und die Erfahrung des Anwenders, denn er muss mit der Software die Millionen von Punkten derart selektieren, dass hinterher brauchbare Grundrisse, Schnitte und Ansichten entstehen. Zwar lassen sich im Vergleich zur konventionellen Tachymetrie bis zu 30 Prozent der Kosten einsparen. Doch diese Rechnung geht nur auf, wenn sowohl die Aufnahme vor Ort als auch die Auswertungsphase im Büro in einer wirtschaftlich vertretbaren Zeit erfolgen. Auswertungsprogramm mit Punktwolke und zugehörigem Foto. Abbildung: Kubit PointCloud Erfassen und auswerten Aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit, Schnelligkeit und Präzision sind 3-D- Laserscanner vielfältig einsetzbar. Von der Dokumentation und Verwaltung von Gebäuden und Anlagen, die im Laufe der Zeit verändert und erweitert worden sind, über die As-Build-Dokumentation realisierter Projekte, um die Übereinstimmung/Veränderung mit/gegenüber der Planung zu überprüfen bzw. die Ausführungsqualität zu kontrollieren, bis hin zur 3-D-Visualisierung ganzer Straßenzüge oder Stadtteile reicht die Palette der Einsatzmöglichkeiten. Wurden 3-D-Laserscanner in den Anfangsjahren (Ende der 90er-Jahre) vor allem für die Dokumentation und Bestandssicherung kulturell bedeutsamer Objekte genutzt, so werden sie zunehmend auch planungsbegleitend eingesetzt. Ein wichtiger Einsatzbereich ist die verformungsgerechte Bestandserfassung als Grundlage für Planungen. Eine detaillierte, auch den kleinsten Verformungen gerecht werdende geometrische Bestandsaufnahme ist mit konventionellen Methoden wirtschaftlich längst nicht mehr realisierbar. Dies gilt insbesondere für komplexe Objekte mit einer hohen Detaildichte (filigrane Stahl-/Holzkonstruktionen wie Brücken, historische Gebäude wie Barock- oder Fachwerkbauten, Industrieanlagen etc.). Der Präzision des Scanners entgeht auch nicht das kleinste Detail. Gängige Modelle erfassen ein 360-x-180/270/310-Grad- Panorama mit einer Auflösung von bis zu und mehr Pixel in wenigen Minuten bis auf den Millimeter genau. Leistungsfähige Geräte, die Messpunkte pro Sekunde und mehr erfassen, sind in der Lage, auch komplexe Geometrien wirtschaftlich zu erfassen. Effiziente Abwicklung Da die Datenerfassung relativ schnell erfolgt, lässt sich die Verweildauer vor Ort minimieren, was viele Vorteile hat (Wetterexposition, Kontamination, Straßenverkehr, laufender Betrieb etc.). Zudem ist im Gegensatz zu fotobasierenden Systemen bei Innenaufnahmen keine besondere Ausleuchtung erforderlich, was Aufmaße tageszeitund lichtunabhängig macht (Nachtaufnahmen, Kirchenräume, Höhlen, Tunnels etc.). Entsprechend der jeweiligen Aufgabenstellung können aus den 3-D- Daten sowohl für die weitere Planung erforderliche 2-D-Zeichnungen (Grundrisse, Schnitte, Ansichten und Detail- online Weitere Informationen zum Thema 3-D-Laserscanning: Suchwort: Laser Scanning Aufmaß-Info-Portal Suchwort: Laserscanning

20 050 Hard- & software Rubrik Von der Aufnahme zur Punktwolke: Dokumentation und Bestandssicherung eines Brückenbauwerks pläne) als auch alle möglichen Visualisierungen generiert werden. Während die Einstiegskosten einfacher Aufmaßwerkzeuge wie mobile Erfassungs- oder Fotoaufmaß-Programme bei rund 500 Euro beginnen und Tachymeter-Systeme bei rund Euro liegen, bewegen sich Laserscanner in einer ganz anderen Preisklasse: Zwischen und Euro kosten einschlägige 3-D- Scannersysteme für die terrestrische Vermessung. Da erhebt sich schnell die Frage: Gerät kaufen oder Dienstleister beauftragen? Zahlreiche Ingenieur- und Vermessungsbüros haben sich auf das Aufmaß mit Laserscannern und weiteren modernen Aufmaßverfahren spezialisiert und offerieren entsprechende Dienstleistungen. Bereits bei kleineren Projekten (z.b. 3-D-Aufnahme einer Barockfassade) kann eine Laserscanning-Dienstleistung wirtschaftlicher sein als jedes andere Do-it-yourself - Verfahren. Ergebnisse dieser Dienstleistung sind neben der Punktwolke (große Datenmenge!) vor allem Pläne und 3-D-CAD-Objekte, die sich per DXFoder DWG-Schnittstelle in das jeweils vorhandene CAD-Programm importieren lassen oder auch abstrahierte oder fotorealistische Visualisierungen. Die Kosten richten sich nach der Größe und Komplexität des Objektes, nach einer eventuell notwendigen Kombination verschiedener Aufmaßverfahren und natürlich nach dem erwarteten Ergebnis (nur Pläne, nur 3-D-Modell, nur Visualisierung oder komplett etc.). Durchschnittliche Projektkosten, inklusive Auswertung, beginnen bei etwa Euro. Hersteller Callidus precision systems Produkte: Callidus-Serie Weinbergweg 23 D Halle/Saale T +49(0)345/ F +49(0)345/ Netz+Plan LeitungsdokumentationsgmbH Produkt: Dienstleistung Kommunalstraße 15 A-4020 Linz T +43(0)732/ F +43(0)732/ Trimble GmbH Produkt: Trimble GX 3D-Scanner Am Prime Parc 11 D Raunheim T +49(0)6142/ F +49(0)6142/ Faro Europe GmbH & Co. KG Produkte: Faro Photon LaserScanner etc. Lingwiesenstr. 11/2 D Korntal-Münchingen T +49(0)7150/ F +49(0)7150/ Riegl Laser Measurement Systems GmbH Produkte: Riegl LMS-Z390i, Riegl VZ-400 Riedenburgstraße 48 A-3580 Horn T +43(0)2982/42 11 F +43(0)2982/4210 Zoller+Fröhlich GmbH Elektrotechnik Produkt: Z+F Imager 5006 Simoniusstr. 22 D Wangen i. A. T +49(0)7522/ F +49(0)7522/ Leica Geosystems GmbH Produkte: Leica ScanStation 2 etc. Triebstraße 14 D München T +49(0)89/ F +49(0)89/

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