SCAN2BIM am Praxisbeispiel Flughafen Tempelhof

Hochwertige, digitale Bestandsdaten zum Projektstart eines der größten Projekte im Bestand.

Wenn die Planung bei Umbauprojekten startet, sind die Bestandsunterlagen oftmals veraltet oder nicht auffindbar.
SCAN2BIM hilft, den Bestand digital zu erfassen und eine bestmögliche Planungsgrundlage für alle Beteiligten zu schaffen.

Mit 307.000 Quadratmeter Fläche und 7.269 Räumen ist der Flughafen Tempelhof (THF) seit seiner Fertigstellung im Jahr 1941 eines der größten Bauwerke der Welt. Der Flughafen ist mit seiner Freifläche mittlerweile zur Heimat für Messen, Sportveranstaltungen, Konzerte oder Preisverleihungen geworden.

Um den zukünftigen Anforderungen gerecht zu werden, soll das denkmalgeschützte En-semble klimaneutral saniert werden. Dafür entwickelt die Tempelhof Projekt GmbH das Projekt „Technische Infrastruktur 2030“. Hier übernehmen Drees & Sommer die Koordination der SCAN2BIM-Leistungen. Operativ werden die Scan-Leistungen von der M&P und b-gis erbracht.

Im ersten Schritt hat Drees & Sommer ein Leistungsbild BIM-Bestandsvermessung erstellt, auf dessen Basis M&P und b-gis mit der BIM-Vermessung beauftragt wurde. Diese Auftraggeber-Informationsanforderungen zur Bestandsvermessung sind Grundlage des SCAN2BIM-Prozesses. Hier wurden die geometrischen und alphanumerischen Qualitäten abgefragt (LOG+LOI) sowie der für die Vermessung wichtige Genauigkeitsgrad Level of Accuracy (LOA) beschrieben und im Projekt mit den Partnern verfeinert bzw. angepasst.


Abbildung 1 Scanning mit mobile Mapping Technologie – Außenbereiche

Vorarbeit: Terminplan und Abstimmungen

Während der Bestandsaufnahme in einem so großen Bestandsgebäude mit ver-schiedensten Nutzern sind im Vorfeld Koordinationsprozesse unerlässlich. In Abstimmung mit der Projektgesellschaft entwickelte das Team gemeinsam die passende SCAN2BIM Strategie für den Flughafen. Auch hier durfte ein detaillierter Terminplan zur Vortaktung der Vermessungsleistungen nicht fehlen. Auf Basis der Vermessung konnte zeitversetzt die Bestandsmodellierung beginnen.

BIM-Vermessung

Die 3D-Modellierung des Flughafens Tempelhof basiert auf einer vollständigen Erfassung mittels 3D-Laserscanning. Die komplexe Struktur und schwer zugängliche Bereiche, wie 2,5 Kilometer lange Heizkanäle, stellten Herausforderungen dar. Über 450 (technisch ausgestattete) Räume wurden erfasst. Im hybriden Workflow wurden verschiedene Scanner-Typen eingesetzt:

    • terrestrische Laserscanner für enge Bereiche
    • ein mobiles Mapping-System für zugänglichere Gebäudeteile

Die Erfassung umfasste fast 250 einzelne Punktwolken, die in einem einheitlichen Koordinatensystem georeferenziert wurden, basierend auf einem hochgenauen, fest ver-markteten Referenznetz. Zusätzlich wurden Drohnenbefliegungen und Photogrammetrie für Denkmalschutzbereiche genutzt.


Abbildung 2 Darstellung Scanplattform Punktwolke und HDR-Bild – Heizungsleitungen

Common Data Environment

Für die BIM-Vermessung werden Scan-Daten in einem Common Data Environment be-stehend aus einem Punktwolken-Viewer und einem Modellserver gespeichert. Der Viewer ermöglicht es, sowohl Punktwolken als auch hochauflösende HDR-Panoramabilder zu betrachten. Über den in der Cloud befindlichen Server können die Punktwolken ab-schnittsweise heruntergeladen werden. Die Punktwolken werden regelmäßig aktualisiert, sodass jeder BIM-Fachkoordinator die benötigten Daten direkt vom Server laden kann. Dies erspart den aufwendigen Versand großer Speichermedien.


Abbildung 3 Visualisierung des Bauteile I Scan-Cluster mittels Volumenkörpermodell

Koordination der BIM-Vermessung

Um die Flächenkoordination zu verbessern, wurde ein SCAN2BIM Konzept entwickelt. Es umfasst ein BIM-Modell, das auf Basis der gescannten Flächen und Details erstellt wurde. Das Modell beinhaltet Grundrisse und Flächenmarker der Scanbereiche in jedem Geschoss. Ein Farbsystem dokumentiert fortlaufend den Zustand der Flächen (angemeldet, gescannt, modelliert usw.). Alle Arbeitsschritte und Details werden in einer Datenbank erfasst, um einen guten Überblick zu gewährleisten. Das System erleichtert die Planung der Kapazitäten für die BIM-Vermessung. Das Modell dient auch als Grundlage für die Flächenabrechnung, wird in der Cloud bereitgestellt und unterstützt die Identifikation und Nachverfolgung neuer Scan-Bereiche in der Entwurfsplanung.

Finalisierung: BIM-Bestandsmodell

Vor dem Modellierungsbeginn wurde ein repräsentativer Ausschnitt als Test Dummy im Rahmen eines Proof of Concepts modelliert. Dies ermöglichte eine Feinabstimmung des BIM-Managements, um Bereiche mit höherer Genauigkeit festzulegen. Das BIM-Bestandsmodell wurde dann zügig auf Basis der 3D-Scans von b-gis und M&P erstellt, unterstützt durch begehbare Punktwolken und HDR-Bilder der Scan-Plattform. Die Konstrukteure konnten ohne Vor-Ort-Präsenz alle nötigen Details über die Plattform ermit-teln. Das Modell hatte einen komponentenbasierten LOD von 200-300, passend für die anschließende Entwurfsplanung, und einen Informationsgehalt von LOI 100-200, der wichtige projektspezifische Parameter abdeckt. Die Modelle wurden in der Cloud auf der CDE bereitgestellt, sodass alle Beteiligten frühzeitig Zugriff hatten. Modellserver, Scan-plattform und Viewer sorgten für Transparenz und Klarheit im Projektteam und beim Auftraggeber.


Abbildung 4 Darstellung Bestandsmodell mit Punktwolken zusammen

Ausblick

In SCAN2BIM Projekten ist die Zusammenarbeit zwischen BIM-Management und der BIM-Fachkoordination Vermessung essentiell, besonders bei komplexen Projekten.

Zukünftig werden Scan-Vorgänge durch Robotik und KI unterstützt. Roboter wie der Robodog von Boston Dynamics und KI-optimierte Tools, die Objekterkennung in Punktwol-ken verbessern, machen die Modellierung effizienter. KI kann auch bei der Optimierung von Scan-Routen und der Verarbeitung von Punktwolkendaten helfen.

Die Implementierung von BIM vor dem Entwurfsstart bietet Klarheit und Sicherheit in der Planung. Das Erstellen eines digitalen Zwillings des Bestands unterstützt die BIM-basierte Planung und Koordination und bringt Mehrwerte in der Planung und auf der Baustelle. Die erhobenen Daten sind auch für den späteren Betrieb von Nutzen.

<p>AUTOR:IN</p>Thomas Knepper

AUTOR:IN

Thomas Knepper

Geschäftsführer der bgis Kreative Ingenieure GmbH

Thomas Knepper (Dipl.-Ing.) ist Geschäftsführer der bgis Kreative Ingenieure GmbH und seit 1992 in der Vermessung tätig. Ein alter Haudegen der die Basics kennt und sich sehr früh mit 3D-Laserscanning, Photogrammetrie und Drohnenvermessung beschäftigt hat und diese seit Jahren umsetzt. Seine bekanntesten “Scanaufgaben” sind sicherlich die Zeche Zollverein und der Flughafen Tempelhof. Die Erfahrungen aus diesen und anderen Projekten fließen in das Seminar ein.

Stephan Hösemann
Stephan Hösemann
Stephan Hösemann studierte an der BTU Cottbus Architektur und hat mehr als 10 Jahre Erfahrung in der BIM-Beratung und im BIM-Management. Als BIM Consultant ist er bei Drees & Sommer für die Region Mitteldeutschland verantwortlich. Schwerpunkt seiner Arbeit ist derzeit SCAN2BIM und BIM2FM.

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