BIM-konforme 3D-Bestandsdatenerfassung und Modellierung · seit Mai 2015 Ergänzung durch die Scanstation P40, Leica-Geosystems (Reichweite bis 270m) Okotokopterbefliegung seit 2010

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BIM-konforme 3D-Bestandsdatenerfassung und Modellierung

Praxisbericht einer Vermessungsstelle

Martin Pilhatsch Öffentlich bestellter VermessungsingenieurBeratender Ingenieur

PILHATSCH INGENIEURERüngsdorfersr. 653173 Bonn

www.pilhatsch-geo.de

BIM in der Politik

BIM in der Politik

„Modernes Bauen heißt: erst digital, dann real bauen. Das muss der Standard werden, um Kosten zu senken und Fehler zu vermeiden“

(A. Dobrindt (BMVI) 20.01.2015)

„Wir werden Planen und Bauen mit BIM für unsere Infrastrukturprojekte ab 2020 verbindlich machen.“

(A. Dobrindt (BMVI) 15.12.2015)

„Ein Building Information Model beinhaltet alle für die Planung, den Bau und den Betrieb eines Gebäudes

relevanten Informationen. Die dreidimensionale Gebäudegeometrie zählt dabei zu den wichtigsten Informationen, ohne viele der BIM-Anwendungen nicht möglich wären.“

(A. Borrmann/Volker Berhahn aus Building Information Modeling, VDI-Buch 2015)

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Was erwartet Sie…

Übersicht – BIM-konforme Bestandsdatenerfassung

1. Firmenprofil Pilhatsch

2. Planen und Bauen im 21. Jahrhundert

3. BIM Anwendungsfälle für Vermessungsbüros

a) Bauwerksmodell

b) Spezialanwendungen

c) Umgebungsmodell

d) Lageplan

4. Zusammenfassung

Kompetenzen

Hoheitlich

• Amtlicher Lageplan

• Teilungs-/Grenzvermessung

• Gebäudeeinmessung

• Pre-Development

• Bodenordnung

• Bauleitplanung

Ingenieurwesen

• Ingenieurvermessung(auch Großprojekte)

• Bauvermessung(Grob- / Feinabsteckung)

• Geodätische Beweissicherung

• Industrievermessung

• Gebäudebestandsaufnahme

Firmenprofil Pilhatsch

Spezialgebiete

• 3D-Laserscanning (TLS)

• Oktokopter

• Photogrammetrie

• Visualisierung & Modellierung

• Online Monitoring (24h/7)

• BIM

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über 12 Jahre Erfahrung in der Laserscan-Technik

seit Anfang 2011 Leica-Geosystems HDS7000

(Entfernungsbereich 1-180m) im täglichen Einsatz

seit Mai 2015 Ergänzung durch die Scanstation P40, Leica-Geosystems

(Reichweite bis 270m)

Okotokopterbefliegung seit 2010 im Einsatz

2003 2010 2011 2015

Erfahrung (Schwerpunkt 3D-Erfassung)

Firmenprofil Pilhatsch

Was erwartet Sie…




a) Bauwerksmodell


c) Umgebungsmodell

d) Lageplan

4. Zusammenfassung


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Aufgabenfelder

Denkmalschutz

BaulückenerschließungRevitalisierung und Umnutzung

Brachflächenentwicklung


Aufgabenfelder

Little BIMBig BIM

Die Umsetzung der einzelnen Aufgabenfelder kann im Rahmen einer BIM-Bearbeitung erfolgen. (Einschränkung: Denkmalschutz)

Durchgängige, interdisziplinäre BIM –Anwendung während des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes

Volle Ausnutzung des BIM-Potenzials.(definierte Prozesse, Standard-schnittstellen IFC, model server etc.)

Einsatz der BIM-Methode innerhalb des eigenen Unternehmens als Insellösung.

Datenaustausch über proprietäre Schnittstellen, Vorteile von BIM wirken sich nur auf wenige Gewerke aus.

Unsere Erfahrung: Momentan mehr Little BIM als Big BIM

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Was erwartet Sie…




a) Bauwerksmodell


c) Umgebungsmodell

d) Lageplan

4. Zusammenfassung


im Zuge der BIM-Entwicklung in Deutschland steigt die allgemeine Nachfrage nach 3D-Produkten

große Architekturbüros haben bereits Ihre Systeme auf eine vollständige 3D-Bearbeitung umgestellt

zunehmende Nachfrage der Architekten nach 3D-Modelle, insbesondere im Format der BIM –Software Produkte wie z.B. Autodesk Revit, Nemetschek Allplan, Graphisoft ArchiCad, bzw. der IFC- Schnittstelle (Industry Foundation Classes)

Anwendungen im Bestand: BIM-fähige 3D-Bauwerks-Modelle Ausführungskontrolle im BIM Prozess BIM-fähige Umgebungsmodelle BIM-fähige Lagepläne

3. Anwendungsfälle für Vermessungsbüros

Was sind die Anwendungsfälle für ein Vermessungsbüro ?

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Honorare ?

Auszüge aus einem Vertrag für klassische Vermessungsleistungen

Präambel: Das Projekt wird unter Anwendung von Building Information Modeling (BIM) erstellt. …

„Der AN ist verpflichtet, eng mit den weiteren an der Planung und Ausführung desProjekts Beteiligten (einschließlich des BIM-Managers) zu kooperieren und seineLeistungen entsprechend anzupassen. Diese Leistungen sind mit der Vergütunggemäß§ x abgegolten.“

-> aufwandsangemessene Vergütung der durch die BIM-Prozesse entstehenden Mehraufwand einfordern!


Was erwartet Sie…




a) Bauwerksmodell


c) Umgebungsmodell

d) Lageplan

4. Zusammenfassung


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Bauwerksmodell

Projektvorgabe Vollständiges 3D-Aufmaß

(Innen- und Außenbereich) Messverfahren 3D-

Laserscanning Erstellung eines 3D-

Revitmodells Unterscheidung von

Bauteilfamilien, wie z.B. Fenstertypen, Türen, Oberflächen, etc.


Bauwerksmodell

TruView Übersicht EGAußendienst mit TLS:

Messzeit 3 Tage (Innen- und Außenbereich)

Ca. 5.000 qm BGF Baujahr 1955 314 Scan-Standpunkte Leica Geosystems P40 Registriergenauigkeit ≤ 1,5 cm


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Abgabeprodukt Modelliertes 3D-Revitmodell inkl. 3D-Geländemodell


Bauwerksmodell

Sicht in das Modell in der Bearbeitungsphase


Bauwerksmodell

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Bauwerksmodell

Modellierung einer Bauteilfamilie, Beispiel Fenster

Inkl. Parametrisierung direkte Modellierung nach der 3D-

Punktwolke Absprache des Detailgrades mit dem

AG

Familieneditor


Bauwerksmodell

Ableitung von Grundrissen

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Fehlende Unterzüge

Heizkörper

Wände/Decken können flächendeckend gut modelliert werden. Selbst verjüngende Wände oder schräge Decken sind in Revit kein Problem.

Unsere Erfahrung: Abweichungen (flächendeckend) von ca. 2cm-4cm.


Bauwerksmodell

Bei komplizierteren Geomterien kann es Probleme geben. Hier muss die Wirtschaftlichkeit der Generalisierung gegenübergestellt werden.


Bauwerksmodell

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Projektvorgabe Vollständiges 3D-Aufmaß (Innen- und

Außenbereich) Messverfahren 3D-Laserscanning Erstellung eines 3D-Revitmodells Erstellung eines Raumbuches Hinzufügen von Bodenbelägen und

Türtypen (nach Absprache mit AG) Gesamt ca. 30.000 qm BGF Gebäude G ca. 12.000 qm BGF (5 Etagen)


Bauwerksmodell

Lageplanausschnitt (100.000qm) Erstellung amtl. Lageplan als

Plangrundlage Klassisches tachymetrisches Aufmaß Grundlage Landeskoordinatensystem

(ETRS89/WGS84) Bereitstellung eines spannungsfreien

lokalen Koordinatensystem für die Bauaufnahme

Beschriftung der Gitterkreuze mit dem Landeskoordinaten


Bauwerksmodell

In Kombination mit klassischen Vermessungsleistungen

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Modellierung von Innen- und Außenbereich in Revit


Bauwerksmodell


Bauwerksmodell

Innenbereich

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Was erwartet Sie…




a) Bauwerksmodell


c) Umgebungsmodell

d) Lageplan

4. Zusammenfassung


Projektvorgabe (Machbarkeitsstudie) Vollständiges 3D-Aufmaß (Außenbereich) Messverfahren 3D-Laserscanning Erstellung eines 3D-Revitmodells der

Fassade (Kosten!) In Absprache mit dem Auftraggeber hat

man sich auf einen Generalisierungs-grad geeinigt, welcher Verzierungen bzw. Ornamentik ausgeschlossen hat

Nassauer Hof, Wiesbaden

Spezialanwendungen


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Spezialanwendungen

3D-Fassadenmodellierung in Revit


Generalisierungsgrad (keine Ornamentik)

Spezialanwendungen


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Qualitätsaussage: Abweichungen der Modellierung zur Punktwolke. Die Bereiche mit hohen Abweichungen (gelb und rot) ergeben sich in erster Linie aufgrund der Generalisierung.

Spezialanwendungen


3. BIM-konforme Bestandsdatenerfassung – Spezialanwendungen Fassade

Ausführungskontrolle Überprüfung der Lage der

Bohrpfahlwand Überprüfung der Sohlentiefe Aufmaß erfolgte durch 3D-

Laserscanning

Spezialanwendungen

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Ausführungskontrolle: Darstellung von Soll-Ist (Aufmaß-3D-Planungsmodell)

Spezialanwendungen

Ausführungskontrolle und Baufortschrittsdokumentation: Überprüfung der Sohlentiefe, Volumenberechnung Restaushub


Was erwartet Sie…




a) Bauwerksmodell


c) Umgebungsmodell

d) Lageplan

4. Zusammenfassung


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Umgebungsmodell

Projektvorgabe Projektphase: städtebaulicher

Wettbewerb Kombination von DGK5 und

Gebäudemodell-Daten der Landesvermessung (CityGML / LoD2)

Zusätzliche Verfeinerung der Außenkubatur durch 3D-Laserscanning


Umsetzung: Umwandlung der CityGML-

Daten in das Format dwg Nachbearbeitung der

Außenkubatur insbesondere der Dachformen auf Grundlage von 3D-Laserscandaten

Revitimport Gesamtzeitaufwand 1,5 Tage


Umgebungsmodell

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Was erwartet Sie…




a) Bauwerksmodell


c) Umgebungsmodell

d) Lageplan

4. Zusammenfassung


Lageplan 1

Projektvorgabe Lageplan im Format Revit als

Planungsgrundlage Geländemodell in Revit


Ziel ist die Erstellung einer Revit-Datei mit verknüpfter dwg- Datei und digitalen Geländemodell

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ProdukteGebäude- und Geländemodellierung, Retensionsvolumenberechnung, Viewer-Daten

Umsetzung 65.000 m² große Fläche 120 Einzelscans (3 Messtage)

Ergebnis: Georeferenzierte 3D-Punktwolke Bestandsdaten der aktuellen

Bebauung 3D-Geländemodell


Lageplan 2


Lageplan 2

Lageplangrundlage inkl. Umgebungsmodell

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Was erwartet Sie…




a) Bauwerksmodell


c) Umgebungsmodell

d) Lageplan

4. Zusammenfassung


4. Zusammenfassung

Herausforderungen

Interdisziplinäre Zusammenarbeit und gewerkeübergreifendeKommunikation

Anpassung der internen Betriebsabläufe an den BIM Prozess Festsetzung von einheitlichen Standards (komplexere

Modellierungstechniken) BIM setzt Investitionen voraus mit langfristigen „Return of

Investment“, Nachhaltigkeit ist gefragt Überzeugungsarbeit ist gefordert, BIM begeistert uns alle, jedoch

muss auch der Bauherr bereit sein, die höhere Anfangskosten zu tragen

Kompromisslösungen zwischen Wirtschaftlichkeit und Genauigkeit sind immer wieder gefordert

BIM Wissen durch Fortbildung und eigene Projekterfahrung entscheidende Grundlage für den Erfolg!

Zusammenfassung

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4. Zusammenfassung

Fazit:Wo liegen die Kernanwendungen für den Fachbereich Vermessung?

Beratung zu den Koordinatensystemen (lokal/BIM) und Landeskoordinaten zur Integration in bestehende Geoinformationssysteme

Erzeugung von 3D-Bauwerksmodellen aus der Bauaufnahme /Bauwerksvermessung (TLS, Tachymetrie, Photogrammetrie) mit parametrisierten Bauteilen und beschreibenden Attributen

Erzeugung von BIM-fähigen Grundlagenpläne (Umgebungsmodelle, Lageplananpassungen etc.)

Ausführungskontrolle/Baufortschrittsüberwachung durch 3D-Laserscanning oder auch UAV-Photogrammetrie

Zusammenfassung

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