Die meisten Gebäude wurden errichtet, bevor digitale Dokumentationen zum Standard wurden. Bestehende Pläne sind oft unvollständig, veraltet oder gar nicht vorhanden. Dieser Leitfaden erläutert, wie Sie das gewünschte Ergebnis definieren, die Erfassung planen und durchführen, die Daten bereinigen und an ein BIM- oder CAD-Team übergeben. Ziel ist es, eine räumliche Datengrundlage zu schaffen, die das gesamte Projektteam für Messungen, Modellierungen und Referenzzwecke nutzen kann, sodass keine erneuten Besuche vor Ort erforderlich sind.
Mobile-First vs. Terrestrial-First: Die richtige Vorgehensweise wählen
Es gibt keinen Ansatz, der immer der beste ist. Die richtige Wahl hängt davon ab, was Sie liefern müssen, welche Genauigkeit erforderlich ist und wie Ihr Zeitplan aussieht.
Matterport kann mithilfe eines kostenpflichtigen Add-ons und spezieller Kamerahardware auch strukturierte Punktwolken- und Mesh-Exporte für CAD- und BIM-Workflows erstellen. Das System ist bereits für visuelle Rundgänge und die Dokumentation von Belegungszuständen bekannt. Für Projekte, die eine sehr hohe Genauigkeit erfordern, bleiben FARO und Leica BLK360 die erste Wahl für dichte Scans mit millimetergenauer Präzision.
Für die meisten AEC-Projekte liefern mobile Scans mit Polycam schnelle und nutzbare Ergebnisse. Wenn Sie in bestimmten Bereichen mehr Details oder eine höhere Genauigkeit benötigen, sollten Sie für diese Teile einen terrestrischen Scan durchführen.
Scoping: Was bedeutet „Digitalisierung“ für Ihr Projekt?
Der Begriff „Gebäudedigitalisierung“ bedeutet für jeden etwas anderes. Eine klare Definition vor Beginn der Scans hilft Ihnen bei allen weiteren Entscheidungen.
Bestandsdokumentation erfasst präzise den Ist-Zustand eines Gebäudes, um bemaßte Pläne zu erstellen. Architekten, Sanierungsteams und Facility Manager nutzen diese für die Renovierungsplanung, Flächenprogrammierung und als Referenz für die Instandhaltung.
Ein BIM-Modell ist ein strukturiertes, objektbasiertes Modell, in dem Wände, Böden, Türen und Systeme als Elemente und nicht nur als Linien dargestellt werden. Gemäß der technischen Dokumentation von buildingSMART ist IFC (Industry Foundation Classes) der offene internationale Standard (ISO 16739-1:2024) für den Austausch von BIM-Daten zwischen verschiedenen Softwareplattformen. Ein Scan dient als räumliche Referenz; die BIM-Modellierung ist der darauf folgende Interpretationsschritt.
Digitaler Zwilling bezeichnet ein vernetztes Modell, das den aktuellen oder nahezu aktuellen Gebäudezustand widerspiegelt und räumliche Geometrie mit Betriebsdaten verknüpft. Der Scan bildet die geometrische Grundlage; die Ebene der Betriebsdaten stammt aus Sensoren, Wartungssystemen und Asset-Datenbanken.
Marketing- oder Vermietungstour bedeutet ein begehbares visuelles Erlebnis des Raums, das typischerweise als 360-Grad-Rundgang oder gerendertes 3D-Modell erstellt wird. Matterport ist in diesem Bereich führend, aber der 360-Modus und das Walkthrough-Tool von Polycam liefern ähnliche Ergebnisse, mit der zusätzlichen Möglichkeit, strukturierte Punktwolken- und Mesh-Daten für AEC-Anwendungen zu exportieren.
Planung vor der Erfassung
Eine erfolgreiche Erfassung beginnt mit einem soliden Plan. Die meisten Digitalisierungsprojekte, die einen zweiten Besuch erfordern, scheitern daran, dass die Planung beim ersten Mal nicht vollständig war.
Schritt 1: Definieren Sie Ihre Genauigkeitsanforderungen. Unterschiedliche Ergebnisse erfordern unterschiedliche Präzisionsgrade. Pläne für die Flächenplanung können weniger präzise sein als solche für die Koordination von Tragwerk oder TGA. Legen Sie Ihr LOD-Ziel (Level of Development) fest, bevor Sie Ihre Erfassungsausrüstung auswählen: LOD 200 steht für ungefähre Geometrie, LOD 300 für genaue Größe und Position und LOD 400 für Fertigungsdetails. Der Standard von Polycam für den Innenraum-Modus liegt bei einer Genauigkeit von ±½ Zoll, was Sie als Basis für die Festlegung des LOD Ihres Projekts verwenden können.
Für die meisten Renovierungs- und Sanierungsprojekte ist ein LOD von 200-300 ausreichend, wofür mobiles LiDAR-Scannen gut geeignet ist. Wenn Sie für die Koordination von Tragwerk oder TGA ein LOD von 350 oder 400 benötigen, ist es besser, einen terrestrischen Scanner von Trimble, Leica Geosystems oder FARO zu verwenden.
Schritt 2: Unterteilen Sie das Gebäude in Erfassungszonen. Überprüfen Sie den Grundriss oder skizzieren Sie einen, falls keiner vorhanden ist, und unterteilen Sie das Gebäude in logische Zonen. Richten Sie die Zonen an Etagen, Brandabschnitten oder Abteilungen aus. Notieren Sie sich Bereiche, die besondere Aufmerksamkeit erfordern, wie Technikräume, Dachaufbauten, Kellerräume, Treppenhäuser, Dachterrassen und Bereiche mit eingeschränktem Zugang.
Schritt 3: Ausrüstung bestätigen. Ausrüstungs-Checkliste für ein Mobile-First-Digitalisierungsprojekt:
- Vollständig geladenes Gerät und eine Powerbank für große Gebäude
- Polycam-App installiert und aktualisiert.
- Zugang zum Gelände bestätigt, einschließlich Zugang außerhalb der Geschäftszeiten, falls das Gebäude tagsüber belegt ist
- Grundrisse oder Skizzen als Referenz ausgedruckt
Schritt 4: Legen Sie Ihre Koordinatenstrategie fest. Entscheiden Sie vor Ort, ob Ihr Ergebnis reale Koordinaten benötigt. Business- und Enterprise-Nutzer können eine georeferenzierte LAS-Datei aus Polycam mit Standortdiensten exportieren. Dies ist die einfachste Option, wenn Sie keine vermessungstechnische Genauigkeit benötigen. Für eine höhere Genauigkeit erfassen Sie Passpunkte mit GPS oder einem Tachymeter und registrieren diese in CloudCompare oder QGIS. Wenn lokale Koordinaten ausreichen, können Sie diesen Schritt überspringen, sollten Ihre Wahl jedoch für das BIM-Team dokumentieren.
Erfassungsphase 1: Außenbereich
Die Erfassung des Außenbereichs dokumentiert die Gebäudehülle, Fassadenformen, Dachumrisse und den Standortkontext. Dieser Schritt ist in der Regel schneller als die Innenaufnahme, erfordert jedoch Aufmerksamkeit hinsichtlich der Sensorreichweite und des Sonnenlichts.
Schritt 1: Planen Sie Ihre Aufnahmepositionen. Gehen Sie vor Beginn den gesamten Umfang ab. Notieren Sie Bereiche mit Zugangsbeschränkungen und identifizieren Sie Fassaden, bei denen direktes Sonnenlicht zu Problemen bei der Scan-Qualität führen könnte. Planen Sie die Außenaufnahme nach Möglichkeit bei bewölktem Himmel oder am frühen Morgen.
Schritt 2: Erfassen Sie jede Fassade im Space-Modus. Gehen Sie parallel zu jeder Fassade und halten Sie einen Abstand von 1 bis 2 Metern zur Wand ein (maximal 5 Meter). Erfassen Sie untere Stockwerke vom Boden aus. Für obere Stockwerke, die außerhalb der Reichweite liegen, verwenden Sie eine Drohne oder planen Sie ein, diese Höhen separat zu messen.
Schritt 3: Erfassen Sie Ecken, Übergänge und Eingänge. Verlangsamen Sie an Gebäudeecken das Tempo, um den Übergang zwischen angrenzenden Fassaden sauber zu registrieren. Erfassen Sie Eingangsvordächer, Stufen, Rampen und Schwellendetails, die für das Ergebnis wichtig sind. Diese werden bei einem allgemeinen Rundgang leicht übersehen.
Schritt 4: Erfassen Sie das Dach, wenn Sie es sicher betreten können. Dachaufbauten, Technikräume, Oberlichter und Brüstungsdetails fehlen oft in bestehenden Zeichnungen. Wenn ein sicherer Zugang besteht, scannen Sie die Dachfläche im Space-Modus in einem Durchgang. Teilen Sie größere Dächer in Zonen auf und stellen Sie sicher, dass angrenzende Zonen an den Rändern genügend gemeinsame Geometrie für eine zuverlässige Registrierung aufweisen, oder verwenden Sie eine Drohne.
Schritt 5: Überprüfen Sie die Außenabdeckung, bevor Sie nach innen gehen. Prüfen Sie die Mesh-Vorschau auf offensichtliche Lücken, bevor Sie mit der Innenaufnahme beginnen. Scannen Sie fehlende Fassaden oder Details nach, solange Sie noch draußen sind.
Erfassungsphase 2: Innenbereich
Die Erfassung des Innenbereichs ist bei der vollständigen Digitalisierung eines Gebäudes meist am aufwendigsten. Gehen Sie Raum für Raum und Etage für Etage vor, um sicherzustellen, dass alles erfasst wird.
Schritt 1: Legen Sie eine Aufnahmereihenfolge fest. Beginnen Sie oben im Gebäude und arbeiten Sie sich nach unten vor, oder starten Sie am Eingang und arbeiten Sie sich nach außen. Unabhängig von der gewählten Richtung gilt das gleiche Prinzip: Erfassen Sie jeden Raum mit genügend Überlappung zu angrenzenden Bereichen, damit der Registrierungsalgorithmus auf gemeinsame Geometrien zurückgreifen kann.
Schritt 2: Erfassen Sie jeden Raum im Space-Modus. Gehen Sie mit dem Gerät in Richtung der Wände und Oberflächen durch jeden Raum. Bewegen Sie das Gerät in einem Durchgang von Kopfhöhe bis zum Boden, um alle Details einschließlich Bodenanschlüssen und Ausrüstung zu erfassen. Gehen Sie in komplexen Räumen, wie solchen mit hohen Decken oder versetzten Ebenen, langsam und sorgfältig vor, um alles beim ersten Mal zu erfassen.
Schritt 3: Erfassen Sie TGA- und Versorgungsleitungen. Überkopf-Rohrleitungen, Kabelwege, Kanäle und Kabeltrassen gehören zu den am schwierigsten zu erfassenden, aber für die TGA-Koordination wertvollsten Elementen. Heben Sie das Gerät an, um die Versorgungsleitungen im Deckenbereich während des allgemeinen Raum-Scans zu erfassen, anstatt dies in einem separaten Durchgang zu tun.
Schritt 4: Erfassen Sie Verkehrswege, Treppenhäuser und Hohlräume. Treppenhäuser stellen eine besondere Herausforderung dar, da sie sich über mehrere Ebenen erstrecken. Erfassen Sie jede Ebene separat mit gezielter Überlappung an jedem Treppenabsatz. Hohlräume und Atrien profitieren von mehreren Aufnahmepositionen auf verschiedenen Höhen, sofern Zugangsmöglichkeiten (Leitern, Scherenbühnen) vorhanden sind.
Schritt 5: Erfassen Sie Technikräume und Dachaufbauten. Diese Räume weisen typischerweise eine dichte, komplexe Geometrie auf. Arbeiten Sie sich langsam in einer einzigen Sitzung durch den Raum und bewegen Sie das Gerät so, dass Kopfhöhe, niedrige Winkel und Deckeninstallationen abgedeckt werden, anstatt wiederholte Durchgänge zu machen. Prüfen Sie die Mesh-Vorschau für jeden Technikraum, bevor Sie ihn verlassen, und scannen Sie nur bei offensichtlichen Lücken nach.
Schritt 6: Stellen Sie vor dem Verlassen des Standorts sicher, dass Sie das gesamte Gebäude erfasst haben. Vergleichen Sie Ihre Scans mit Ihrem Zonenplan und markieren Sie alle Stellen, die erneut gescannt werden müssen. Es ist wesentlich kostengünstiger, dies jetzt zu prüfen, als später zurückkehren zu müssen.
Bereinigung von Mesh und Punktwolke
Rohscans von Polycam erfordern eine gewisse Bereinigung, bevor sie für die nächsten Schritte nützlich sind. Die meisten Bereinigungen können in Polycam durchgeführt werden, während eine fortgeschrittenere Verarbeitung in CloudCompare oder Autodesk ReCap erfolgt.
In Polycam:
- Verwenden Sie das Zuschneidewerkzeug, um Geometrie außerhalb der Gebäudehülle zu entfernen (benachbarte Gebäude, Bodenrauschen unterhalb der Bodenplatte).
- Stellen Sie vor dem Export sicher, dass das Modell die korrekten Einheiten verwendet.
In CloudCompare (für Punktwolken-Workflows):
- Laden Sie den Polycam-LAS-Export und führen Sie einen statistischen Filter zur Entfernung von Ausreißern aus, um Rauschen aus der Punktwolke zu bereinigen.
- Wenn Sie mehrere Scan-Sitzungen zusammenführen, führen Sie eine grobe Ausrichtung mittels Punktpaar-Auswahl durch, gefolgt von einer ICP-Feinregistrierung.
- Legen Sie das Koordinatenreferenzsystem fest, falls Passpunkte verwendet werden.
In Autodesk ReCap (für Autodesk BIM-Workflows):
- Importieren Sie die LAS-Datei und lassen Sie ReCap diese in eine RCS-Datei indizieren.
- Verwenden Sie Begrenzungsboxen, um die Punktwolke auf den gewünschten Bereich zuzuschneiden.
- Exportieren Sie die Datei als RCS oder RCP zur Verknüpfung in Revit.
Exporte für Revit, SketchUp und IFC
Das gewählte Exportformat hängt von der nachfolgenden Software und der Art des benötigten Ergebnisses ab.
IFC ist der offene, herstellerneutrale Standard für den Austausch von BIM-Daten, der von buildingSMART International (ISO 16739-1:2024) gepflegt wird. Polycam exportiert nicht direkt in IFC. Der übliche Workflow besteht darin, OBJ oder PLY aus Polycam zu exportieren, diese in Revit oder ArchiCAD zu importieren, dort das BIM-Modell zu erstellen und anschließend IFC zu exportieren. Einige Tools können Punktwolken automatisch in IFC konvertieren, erfordern jedoch oft eine manuelle Bereinigung und sorgfältige Prüfung, da Fehlklassifizierungen, fehlende Daten und Fehler häufig vorkommen. Überprüfen Sie IFC-Exporte für optimale Ergebnisse immer in einem unabhängigen Viewer, bevor Sie das Projekt übergeben.
Übergabe an das BIM-Team
Eine Punktwolke dient als Referenz, nicht als fertiges Modell. Der BIM-Modellierer nutzt die Scangeometrie, um ein intelligentes Modell zu erstellen. Wenn Sie saubere Daten übergeben, wird deren Arbeit schneller und präziser.
Schritt 1: Koordinatensystem bestätigen. Informieren Sie den BIM-Modellierer darüber, ob die Punktwolke in lokalen oder realen Koordinaten vorliegt. Bestätigen Sie bei lokalen Koordinaten die Einheiten (Meter oder Fuß) und ob die Wolke nach geografisch Nord oder Gebäudenord ausgerichtet ist.
Schritt 2: Zonenindex bereitstellen. Ein einfaches Dokument oder ein kommentierter Grundriss, der zeigt, welche Scan-Sitzungen welche Bereiche des Gebäudes abdecken. Wenn die Wolke aus mehreren Sitzungen zusammengesetzt wurde, vermerken Sie Bereiche mit geringer Abdeckung oder bekannte Lücken.
Schritt 3: Bekannte Einschränkungen kennzeichnen. Bereiche mit bekannter schlechter Abdeckung (Glaswände, sehr dunkle Oberflächen, unzugängliche Bereiche), separat gemessene Merkmale (Deckenhöhen ergänzt durch Laser-Entfernungsmesser) sowie Bereiche, in denen das Mesh Bewegungsartefakte aus belegten Räumen aufweist.
Schritt 4: LOD-Ziel bestätigen. Der BIM-Modellierer muss den vereinbarten Detaillierungsgrad (Level of Development) kennen, um zu bestimmen, wie viele Details enthalten sein müssen. LOD 200 steht für ungefähre Geometrie; LOD 300 für maßgenaue Größe und Position. Bestätigen Sie dies schriftlich, bevor die Modellierung beginnt.
Schritt 5: Namenskonventionen vereinbaren. Datei-, Ebenen- und Element-Namenskonventionen sollten dem BIM-Abwicklungsplan des Projekts entsprechen, bevor der Modellierer beginnt. Das Umbenennen eines Revit-Modells während des Projekts ist zeitaufwendig und fehleranfällig.
Wann neu gescannt werden sollte: Auslöser für Wartung und Aktualisierung
Ein Gebäudemodell veraltet, sobald Bau- oder Renovierungsarbeiten beginnen. Ein von Anfang an festgelegter Plan für erneute Scans trägt dazu bei, das Modell nützlich zu halten und spätere Probleme zu vermeiden.
Renovierung oder Umbau. Jede wesentliche Änderung an der Bausubstanz, der Haustechnik oder dem Grundriss sollte einen erneuten Scan des betroffenen Bereichs vor und nach den Arbeiten auslösen. Der Scan vor den Arbeiten dokumentiert den Bestand; der Scan nach den Arbeiten validiert das tatsächlich Gebaute.
Validierung nach der Bauphase. Nach einer Neuinstallation (Anlagenaustausch, Umverlegung von Leitungen, neue Trennwand) bestätigt ein gezielter Scan der betroffenen Zone vor der Übergabe, dass der Ist-Zustand dem Entwurf entspricht.
Versicherungsaktualisierungen. Viele gewerbliche Gebäudeversicherer verlangen eine aktuelle Dokumentation des Inhalts und Zustands eines Gebäudes. Ein Scan bei Vertragsverlängerung liefert Ihnen einen soliden Nachweis über den Zustand des Gebäudes zu diesem Zeitpunkt.
Regelmäßige FM-Referenz. Facility-Management-Teams profitieren bei großen Objekten von regelmäßigen Scan-Programmen. Die Scan-Häufigkeit hängt davon ab, wie stark sich das Gebäude verändert. Gebäude mit vielen Anpassungen, wie häufigen Umbauten oder aktiver Instandhaltung, erfordern möglicherweise mehr Aktualisierungen als solche, die weitgehend unverändert bleiben.
FAQ
Wie digitalisiert man ein bestehendes Gebäude von Anfang bis Ende? Der Arbeitsablauf umfasst sechs Schritte: Definition der Anforderungen an Ergebnis und Genauigkeit, Planung der Erfassungsbereiche und Ausrüstung, Erfassung des Außenbereichs, Erfassung des Innenbereichs, Bereinigung und Export der Punktwolke als LAS sowie Übergabe an das BIM- oder CAD-Team mit klarer Dokumentation. Für Bestandspläne siehe Polycams Leitfaden zur Erstellung von Bestandszeichnungen.
Was sind die besten Arbeitsabläufe für die Erstellung eines digitalen Gebäudezwillings? Ein digitaler Gebäudezwilling beginnt mit einem räumlichen Modell: einer präzisen 3D-Darstellung der Gebäudegeometrie. Mobiles Scannen liefert diese Grundlage schnell. Die nächste Ebene ist BIM: eine strukturierte, objektbasierte Darstellung der Gebäudeelemente. Die dritte Ebene sind Betriebsdaten: Sensordaten, Wartungsprotokolle und Belegungsdaten, die mit dem räumlichen Modell verknüpft sind. Plattformen wie Autodesk Tandem nutzen BIM- und IFC-Modelle als strukturelles Rückgrat eines digitalen Zwillings, wobei Scans als vorgelagerte Referenz dienen, die ursprünglich für die Erstellung des BIM-Modells verwendet wurde.
Was ist ein Scan-to-BIM-Arbeitsablauf? Scan-to-BIM ist der Prozess der Umwandlung einer Punktwolke oder eines Meshes aus einem 3D-Scan in ein Building Information Model. Der Scan dient als geometrische Referenz; die BIM-Modellierung ist der Interpretationsschritt. Der typische Ablauf ist: Erfassung mit LiDAR oder Photogrammetrie, Export als LAS, Konvertierung in RCS/RCP über Autodesk ReCap, Verknüpfung in Revit als Referenz und Modellierung der Gebäudeelemente (Wände, Böden, Struktur, TGA) anhand der Punktwolke.
Welche Alternativen gibt es zu LiDAR-Scannern für die Gebäudedokumentation? Photogrammetrie mittels überlappender Bilder ist die wichtigste Alternative, verfügbar im Objektmodus von Polycam sowie in drohnengestützten Systemen für Außenbereiche. Matterport erstellt immersive 360-Grad-Rundgänge und bietet über ein kostenpflichtiges Add-on strukturierte Punktwolken-Exporte für CAD und BIM. Für Einzelpunktmessungen bleiben Laser-Entfernungsmesser (Bosch GLM, Leica DISTO) schnell und präzise für individuelle Maße.
Welches Format sollte ich für Revit aus einem Gebäudescan exportieren? Exportieren Sie LAS aus Polycam, importieren Sie es in Autodesk ReCap, um eine RCS-Datei zu erstellen, und verknüpfen Sie diese dann in Revit über Einfügen > Punktwolke. Die Revit-Dokumentation von Autodesk bestätigt RCS und RCP als unterstützte Punktwolkenformate für diesen Arbeitsablauf. Von dort aus werden die Gebäudeelemente unter Verwendung der Punktwolke als räumliche Referenz modelliert.
Wie lange dauert die Digitalisierung eines Gebäudes? Dies hängt von der Größe, Komplexität, Zugänglichkeit und der Menge der technischen Gebäudeausrüstung ab. Es gibt keinen Standardwert für jedes Projekt. Planen Sie Ihre Erfassung und den Zeitplan basierend auf Ihrem Gebäude und dem gewünschten Ergebnis, nicht anhand einer allgemeinen Schätzung. Planen Sie bei Gebäuden mit eingeschränktem Zugang oder vielen technischen Anlagen zusätzliche Zeit ein.
Was benötigt das BIM-Team bei der Übergabe vom Scan-Team? Mindestens: die Punktwolkendatei im LAS- oder RCS-Format, Bestätigung des Koordinatensystems und der Einheiten, einen Zonenindex, der zeigt, welche Scans welche Gebäudebereiche abdecken, einen Hinweis auf bekannte Lücken oder Bereiche mit schlechter Abdeckung sowie das vereinbarte LOD-Ziel für die Modellierung. Ein kurzes Übergabedokument, das diese fünf Punkte abdeckt, verhindert die häufigsten Probleme.
