Johannes Rechenbach, LSA Hannover
Dienstleister für 3D-Aufmaß
Metall- und Fassadenbauer zählen zu seinen Stammkunden: Der Architekt Johannes Rechenbach aus Hannover bietet mit seinem Unternehmen Laser Scanning Architecture (LSA) 3D-Scans an. Im Interview mit der Redaktion metallbau berichtet er über den Stand der Technik bei diversen Anwendungen und erklärt, in welchen Fällen er den Kauf, das Leasing eines Geräts oder die Hinzunahme eines Dienstleisters empfiehlt.
metallbau: Herr Rechenbach, Sie sind Architekt, haben sich aber auf das 3D-Aufmaß spezialisiert. Warum?
Johannes Rechenbach: Wir bieten als Architekturbüro das 3D-Aufmaß an, weil wir überzeugt sind, dass es keine andere Methode gibt, die gerade in verzwickten geometrischen Situationen die gebaute Umgebung so präzise und umfassend darstellen kann. Je komplexer die räumliche Situation – ich denke zum Beispiel an Fassadensanierungen, wo es auf jeden Zentimeter ankommt – desto mehr können die Laserscanner ihre Vorteile ausspielen. Sie bilden die gesamte sichtbare Umgebung als 3D-Punktwolke im digitalen System millimetergenau ab.
metallbau: Welche Systeme sind derzeit am Markt?
Rechenbach: Die Spanne ist groß und reicht von ca. 15.000 Euro bis über 70.000 Euro. Das Einstiegsgerät, der BLK360, kommt von Autodesk in Kooperation mit Leica. Man muss aber ehrlicherweise sagen, dass es in Reichweite und Produktentwicklung eher für Innenräume ausgelegt ist. Die nächste Stufe wären dann die Faro-Systeme, beginnend mit dem Focus M70. Wenn man sehr viel unterwegs ist und es auf eine höhere Messgeschwindigkeit ankommt, empfehle ich, zur S-Serie von Faro zu greifen. Diese gibt es in verschiedenen Entfernungskategorien, von 70 über 150 bis 350 Meter Reichweite. Für die klassischen Metallbauanwendungen sollte das Gerät mit 70 Meter möglicher Entfernungsmessung aber ausreichen. Man muss dazu wissen, dass die üblichen Messentfernungen auf der Baustelle in der Regel nicht mehr als 30 bis 50 Meter betragen. Der Grund liegt darin, dass sich, gemäß dem Strahlensatz, auch die Messpunkte des Laserscanners im Raster weiter auseinanderziehen und insofern Genauigkeiten in großer Entfernung abnehmen. Sehr beliebt ist aktuell auch der Leica RTC Scanner u.a. wegen seiner hohen Geschwindigkeit. Darüber hinaus gibt es natürlich noch viele weitere Anbieter wie Trimble, Topcon oder Zoller + Fröhlich.
metallbau: Worauf muss man beim Messen achten?
Rechenbach: Man wird immer bemüht sein, sich relativ nah vor die Oberfläche zu stellen. Man sollte auch sehr spitze oder stumpfe Winkel vermeiden. Der perfekte Abstand ist rechtwinklig zur Messoberfläche. Dann liefern die Laserscanner die besten Ergebnisse. Wenn ich vor einer Fassade sehr steil hochmessen muss, werden natürlich auch weniger Punkte pro Quadratmeter erfasst. Und wie gesagt: Scanner arbeiten am besten, wenn man einen guten Winkel hat.
metallbau: An welchen Objekten macht für Metallbauer ein Aufmaß per Laserscanner Sinn?
Rechenbach: Zum Beispiel an denkmalgeschützten Gebäuden, wenn etwa aufgrund der neuen Brandschutzanforderungen feuerhemmende Türen eingebaut werden müssen. Oder bei Rundbögen. Früher musste man sie aufwändig mit Schablonen vermessen, heute geht das mit dem Laserscannen sehr viel einfacher. Ich stelle mich ein, zwei Mal in den Türbogen und bin nach fünf Minuten fertig. Ein weiterer Vorteil ist: Man kann die Daten digital auswerten. In solchen Themenbereichen haben wir als Dienstleister schon oft 2D-Extraktionen als Grundlage für die Detailplanung des Metallbauers an den Auftraggeber übergeben. Weitere Anwendungen sind Stahlbauten im Anlagen- oder Industriebereich oder Fassaden im Außenbereich sowie Treppenanlagen. Also immer, wenn der Metallbauer etwas Neues an Bestandsgeometrien anbauen muss.
metallbau: Ab wann lohnt sich eine Anschaffung?
Rechenbach: Ein Gerät ist teuer und muss entsprechend ausgelastet sein. Wenn ich im Monat nur ein kleines Projekt habe, das einen Tag Aufmaß erfordert, ist sicherlich die Hinzunahme eines Dienstleisters empfehlenswert. Wenn ich das Gerät ein bis zwei Mal in der Woche einsetze, rentiert sich die Anschaffung schon sehr schnell. Weil man im Zuge des 3D-Aufmaßes sehr viel Zeit spart und weil die Montage vor Ort fehlerfrei ablaufen kann. Alle vorgefertigten Elemente liegen dadurch ja passgenau vor. Es kommt also nicht zu Schwierigkeiten während der Montage, die gerade im Industriebereich zu teuren Produktionsausfällen führen können. Man kann einen Laserscanner auch leasen mit monatlichen Leasingkosten zwischen 500 und 1.000 Euro je nach Anschaffungspreis und Laufzeiten. Ich empfehle immer, an einem Projekt einen Pilotscan mit einem Dienstleister zu machen, um die Thematik genauer kennenzulernen. Denn die erzeugten Punktwolken bei dem Laserscanner sind auch „leistungshungrig“, da können durchaus Dutzende von Gigabyte an Daten entstehen, die gehändelt werden müssen. Mittlerweile ist aber die Rechnerhardware so performant, dass diese Punktwolken gut und flüssig geladen und in der weiteren CAD-Verarbeitung optimal verwendet werden können.
metallbau: Wie viel Zeitersparnis hat man durch einen Laserscan?
Rechenbach: Das ist sehr stark objektabhängig, der Vorteil steigt aber mit der Komplexität. Einfache Messaufgaben kann man sicherlich gut auf herkömmliche Art und Weise bewältigen. Zum Beispiel, wenn ich in einer Lochfassade Fenster tauschen muss. Sinn machen Laserscanner sicherlich in Überkopfbereichen in drei bis 15 Metern Höhe, also dort, wo ich händisch nur sehr schlecht rankomme oder ein Gerüst bauen müsste, was wiederum mit Aufwand und Kosten verbunden ist. Mit jedem Einzelscan, der im Grauwertbereich etwa vier bis fünf Minuten dauert, erzeugt ein Laserscanner schon mal 30 bis 40 Millionen Messpunkte, die ich natürlich filtern muss. Das heißt aber wiederum, dass ich später Inhalte löschen muss, um eben jene Daten herauszufiltern, die ich für meine Planung brauche. Bei anderen Messsystemen ist es ja eher so, dass man zu wenig misst und deshalb oft ein wichtiges Maß vergisst.
metallbau: Wie werden die Daten weiterverarbeitet?
Rechenbach: Man muss wissen, dass die erzeugte Punktwolke von den Laserscannern zwar geometrisch hochpräzise ist, aber keinerlei weitere Informationen außer vielleicht den Farbwert hat. Es handelt sich um reine x-,y-, z-Koordinaten, die die Punktwolke bilden. Diese kann aus Millionen und Abermillionen von Einzelkoordinaten bestehen. Das sind aber noch keine bauteilbasierten Inhalte, wie es sie etwa im BIM (Building Information Modeling) gibt, sondern reine Punktdaten, die man ins CAD-System transferieren muss. Die Softwarehersteller sind bestrebt, den Automatisierungsprozess, nämlich aus der Punktwolke automatisiert Inhalte zu erzeugen, zu vereinfachen. Trotzdem finde ich, dass die Möglichkeiten hier noch nicht komplett ausgereizt sind.
metallbau: Was ist mit der Weiterverarbeitung?
Rechenbach: Es gibt natürlich unzählige CAD-Systeme, die auch unterschiedlich mit Punktwolken umgehen können. Autodesk hat zum Beispiel schon etwa vor zehn Jahren das Punktwolkenformat eingeführt. Damit kann ich die Daten direkt in AutoCAD laden. Das war anfangs noch sehr sperrig und umständlich, ist aber mittlerweile mit dem Punktwolkenformat Recap für alle 3D-Autodesk Programme sehr gut zu verwenden. Es gibt viele Filterungs- und Anzeigemöglichkeiten wie etwa das Einfärben der Punktwolke und die Dezimierung je nach Rechnerstärke. Auch das Beschneiden der Punktwolke ist sehr wichtig, wenn ich im 3D-CAD-Programm arbeiten will. Viele weitere Softwareanbieter haben erkannt, dass die Punktwolke eine wichtige Rolle für die CAD-Bearbeitung spielt. Es kommt immer auch auf meine Rechenpower an, sprich, auf eine performante Festplatte, Workstation-Grafikkarte, Arbeitsspeicher etc. Je nach Software lade ich dann die Punktwolke direkt ein. Ich kann aber auch aus der 3D-Punktwolke 2D-Schnitte, -Ansichten oder -Grundrisse als Messbilder erzeugen und diese im CAD-Programm hinterlegen.
metallbau: Wie sieht der Arbeitsalltag aus?
Rechenbach: Über die Jahre haben wir gelernt, dass Metallbauer schon sehr weit sind, was das 3D-Arbeiten angeht! Weil sie dreidimensional denken müssen, fällt ihnen das Bearbeiten oder Nacharbeiten des 3D-Aufmaßes von der Punktwolke sehr leicht. Wenn ich am Rechner ein bisschen 3D-versiert bin, dann ist dieser Arbeitsschritt auch nicht viel anders, als wenn ich im 2D-Bereich Inhalte hinterlege. Es ist natürlich sehr wichtig, dass ich die eingeladene Punktwolke auf das reduziere, woran ich gerade arbeite. Zum einen, damit das System stabil weiterläuft, zum anderen, weil ich sonst den Überblick verliere. Wenn ich zum Beispiel einen Raum nur von innen gescannt und keine Außenwand habe, aber von außen draufschaue, sehe ich auch auf die Rückseite der Wand. Das ist zunächst einmal sehr verwirrend.
metallbau: Welche Leistungen bieten Sie?
Rechenbach: Das ist sehr unterschiedlich und beginnt bei der reinen Übergabe im nativen Scannerformat über die Messbildübergabe als Orthofoto bis hin zur Recap-Datei für Autodesk-Anwender. Immer häufiger übergeben wir gar nicht mehr ein CAD-Modell, sondern Kunden entscheiden ihrerseits, was sie aus der Punktwolke modellieren, um dort nach eigenen Firmenstandards die richtigen CAD-Inhalte anzulegen. Wir machen aber auch Video-Animationen oder Flächenermittlungen; vielerlei Auswertungen sind möglich. Es kommt immer aufs einzelne Projekt an und was genau der Kunde haben möchte.
