Bildplanerstellung mit Drohne

Eine durchgängige Planungsgrundlage für die Restaurierung

Fassadenaufnahme mit Drohne

Fassadenaufnahme mit Drohne

Planungsgrundlage Bildplan

Bildpläne haben sich als Plangrundlage in der Restaurierung fest etabliert. Entzerrt und Maßstabsgerecht lassen sich in den erstellten Plänen von der Befunderhebung über die Maßnahmenbeschreibung bis hin zur Abrechnung und Dokumentation die Arbeiten auch softwareunterstützt begleiten. Leider ist diese Arbeitsweise noch eine Insellösung der Restaurierung von Raumschale und Ausstattung innerhalb einer architektonischen Gesamtmaßnahme.

Durch die mittlerweile zur Verfügung stehenden Technik – digitale Bilderfassung und Weiterverarbeitung wie auch Aufnahmetechnik über kleine Flugkörper – kann die digitale photogrammetrische Erfassung des Gebäudes innen und außen bereits im Zuge der Bauaufnahme erfolgen und als Grundlage einer Gesamtmaßnahme dienen.

Vernetzte Vorgehensweise

An einem Beispiel soll die vernetzte Vorgehensweise erläutert werden.

Die Schlosskirche Haigerloch als Teil der dortigen Residenz der Fürsten zu Hohenzollen steht auf einem schmalen Felssporn und ist nur über einen fußläufige Staffel zu erreichen. Die 1609 geweihte Kirche erlebte in der Mitte des 18.Jahrhunderts eine umfassende barockisierung, in dessen Rahmen Putzgewölbe weit in die Dachkonstruktion hineingeschoben wurde. Dafür wurde die Bundbalkenlage stark zurückgeschnitten, die Zugkräfte mussten über die darüber liegende Kehlbalkenlage abgefangen werden. Die Sprengarbeiten zur Erweiterung der unter der Kirche liegenden Keller am Ende des zweiten Weltkrieges zur Auslagerung der Nuklearforschung fügten zusätzlich Schäden dem Gebäude zu. 1952 bis 54 erfolgte eine umfassende Renovierungsmaßnahme, die nächste steht derzeit an. Das zur Verfügung stehende Planmaterial besteht aus zwei Schnitten und dem Grundriss von 1904.

Schloßkirche Haigerloch - exponierte Lage

Schloßkirche Haigerloch – exponierte Lage

Vermessung konventionell fast unmöglich

Aufgrund der exponierten Lage und der damit verbundenen schlechten Zugänglichkeit hätte sich eine konventionelle Vermessung als umständlich bis fast nicht Möglich und wenn als recht teuer erwiesen. Die uns jetzt neu zur Verfügung stehenden Technik – 3D Vermessung über Photogrammetrie mit einem kleinen Flugkörper, einer Industriedrohne – erwies sich als optimale Basis. Außenhaut und die Innenraumschale der Kirche wurden mit der Drohne mit geringem Abstand abgeflogen und gescannt. Einige zuvor angebrachten Referenzpunkte dienen zur Maßstäblichen Feinjustierung wie auch zum Ankoppeln von weiteren Bestandsplänen, die nicht mit der Drohne oder der handgeführten Kammera erfolgen konnten. Dies sind vor allem die Bestandspläne der Dachstühle und nicht freien (zu möbliert oder sonst verstellten) Räumen, in denen die Photogrammetrie nicht zielführend ist.

Photogrammetrie mit Industriedrohne ideale Basis

An einem hellen und doch leicht diesigem Tag erfolgte die Befliegung, um gleichmäßig ausgeleuchtete Aufnahmen zu erhalten. Im Innenraum wird die Ausleuchtung über ein an der Drohne mitgeführtes Blitzlicht mit unterstützt. Für das Einscannen der Kirche wurde ein Tag benötigt, ergänzt noch um einige Stunden zwei Wochen später nach der Auswertung, um notwendige Nacharbeiten durchzuführen.

Keine Bodenbelastung und kurze Rüstzeit für Aufnahme

Die Aufnahme mit der Industriedrohne erzeugt keinerlei Bodenbelastung und vermeidet so eine weitere Beschädigung des Steinbodens, wie sie bei früheren Aufnahmen durch den Einsatz schweren Gerätes vorgekommen war. Zudem ist kaum Vorbereitung am Objekt notwendig, wie es bisher bei Verwendung von Hubsteiger oder Gerüst war.

photogrammetrische Erfassung des Steinbodens

Photogrammetrische Erfassung des Steinbodens

Aus den gewonnenen Daten, die Fassaden allein bestehen aus rund 1.600 Bildern, lässt sich nun ein 3D Modell am Rechner erstellen. Aus diesen wiederum können die 2D Bildpläne herausgezogen werden. Im Gegensatz zu entzerrten Fotos sind Vor- und Rücksprünge in der Fläche, wie z.B. Fassade – Fenster – Pfeilervorlage in ihrer Lage wie in einer Konstruktionszeichnung zueinander unverzerrt projektiert. Ebenfalls lassen sich die Zwischenflächen wie Fensterlaibungen und Pfeilerwangen heraus projektieren. Außerdem können vor dem Objekt sich befindende und störende Teile wie Bäume oder Fahnenstangen eliminieren.

Mit diesem Grundstock lassen sich nun für die unterschiedlichen Plansätze erstellen. Über die zuvor angebrachten Marken, die fotografisch mit erfasst wurden, lassen sich die konventionell erstellten Pläne von Dachkonstruktion, Turmgeschossen, Glockenstuhl und kleineren Nebenräumen in das Gesamtsystem eingliedern. Für die Instandsetzungsarbeiten an der Konstruktion (Statik) sowie für die Gesamtplanung waren herkömmliche Strichzeichnungen gewünscht, die aus den Bildplänen durch CAD-Umzeichnung gewonnen wurden. Da die Grundlage die hochauflösende Photogrammetrie ist, können die Pläne jederzeit ohne Aufwand „nachverdichtet“ werden. Für eine ganze Reihe von Gewerken haben sich für die gesamte Planungs- Bau- und Abrechnungszeitraum Bildpläne mittlerweile bewährt. So lassen sich EDV-unterstützt (z.B. Metigo von Fokus) von der Massenermittlung und Schadenskartierung bis zur Abrechnung und Dokumentation durchführen.

Bildplan mit Schadenkartierung

Bildplan mit Schadenkartierung

Orginalauflösung des Bildplanes

Orginalauflösung des Bildplanes (Fensterecke unten rechts)

Da die uns heute seit kurzem zur Verfügung stehenden Technik auch preislich absolut interessant ist, sollten solche Projekte von Anfang an auf einer solchen Basis aufgebaut werden. Es wird vermieden, das aus einer anfänglichen Sparsamkeit heraus schlechte Plangrundlagen sich tradieren. Anschließende Einzelgutachten erstellen sich Ihre eigenen Plangrundlagen meist als Insellösung. Spätestens hier wird dieser Weg teurer als eine allgemein taugliche anfangs erstellte Plangrundlage. Vor allem durch die Nutzung einer Drohne können ohne große Rüstzeit und den damit verbundenen Kosten oder auch Schäden die Grundlagen erstellt werden.

Autor: Bruno Siegelin, Architekturbüro Siegelin

Bilder: Siegelin, Daubert