Bauauf-In den Kapiteln 1-5 sind die Grundlagen für eine digitale Unterstützung der Planung im Bestand beschrieben.. Modelle Eine Aufgaben bezogene Dokumentation und Aufbereitung der Best
Trang 2Dirk Donath
Bauaufnahme und Planung im Bestand
Trang 3Aus dem Programm Bauwesen
www.viewegteubner.de
Bausanierung
von Michael Stahr (Hrsg.)
Bausanierung
von Guido F Moschig
Hinzunehmende Unregelmäßigkeiten bei Gebäuden
von Rainer Oswald und Ruth Abel
Bauwerksabdichtung in der Altbausanierung
von Jürgen Weber und Volker Hafkesbrink
Bauaufnahme und Planung im Bestand
von Dirk Donath
Energieausweis – Das große Kompendium
von Andreas Weglage (Hrsg.)
Architektur der Bauschäden
von Joachim Schulz
Trang 5Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek
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1 Auflage 2008
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© Vieweg +Teubner | GWV Fachverlage GmbH, Wiesbaden 2008
Lektorat: Karina Danulat | Sabine Koch
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Abbildungen ohne Quellenangabe: Sebastian Neidhart, Jörg Braunes
Satz und Layout: Michael Kraus, Jörg Braunes
Druck und buchbinderische Verarbeitung: Krips b.v., Meppel
Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier.
Printed in the Netherlands
Trang 6Architektur misst sich an der Angemessenheit und dem Einklang mit dem Ort.Darin besteht die wesentliche Herausforderung des Planens im Bestand: in demsorgfältigen Abgleich der Entwurfsidee und der daraus resultierenden Bauauf-gabe mit dem vorhandenen Umfeld und der vorhandenen Gebäudesubstanz.Zur Unterstützung dieser Herausforderung stehen sowohl klassische als auchcomputergestützte Systeme und Verfahren zur Verfügung Sie unterstützen glei-chermaßen die Dokumentation einer ersten Begehung eines Gebäudes als auch die umfangreiche, detaillierte Simulation und Bewertung geplanter Veränderun-gen
1XUGLHJHQDXH.HQQWQLVGHU9HUIDKUHQHUP|JOLFKWGHP3ODQHUHLQHTXDOL¿]LHUWHBauaufnahme
Zum Aufbau des Buches:
Das Buch erläutert die Grundlagen, Geräte und Einsatzmöglichkeiten der Bauaufnahme mit dem Augenmerk auf die Arbeitsabläufe und Anforderungenheutigen Planungsaufgaben Es ist als Anleitung für den praktischen Architektengedacht
Zugleich ist das Buch als ein Kompendium zum Stand der Technik in der nahme zu sehen Einige Abschnitte geben einen Ausblick in Systeme und Verfah-ren, die in nächster Zukunft zu erwarten sind Deshalb enthalten die Kapitel auchzahlreiche Querverweise und ergänzende detaillierte technische Beschreibun-gen als vertiefende Erläuterung für den interessierten Fachmann
Bauauf-In den Kapiteln 1-5 sind die Grundlagen für eine digitale Unterstützung der Planung im Bestand beschrieben Die Kapitel 6-13 enthalten eine Beschrei-bung der Verfahren des Bauaufmaßes mit dem Schwerpunkt der geometrischenErfassung In den Kapiteln 14-18 ist abschließend die konkrete Anwendung der Verfahren in Form von Planungsszenarien wie Sanierung, Facility Management,'HQNPDOSÀHJHXQGEDXEHJOHLWHQGH(UIDVVXQJEHVFKULHEHQ
Weimar, im September 2008
Trang 71 Planen und Bauen im Bestand 1
2 Bauaufnahme als Modellierungsprozess 72.1 Informationen zum Bauwerk 82.2 Datenverwaltung im Raumbuch 8
4 Geometrisches Modellieren in CAD / CAAD 154.1 2D- und 3D-Linienmodell 15
4.4 Bauwerksinformationsmodell (BIM) 204.5 Datenstrukturierung im CAAD 214.6 CAAD-Funktionalität für Umbauplanung 23
5 Rechtliche und wirtschaftliche Grundlagen 25
6 Grundlagen und Systematik der Geometrieerfassung 316.1 Abbildung und Modellierung 31
Trang 86.3 Darstellungstiefe und Generalisierung 35
6.4 Herstellen geometrischer Bezüge 37
6.5 Vorüberlegungen bei der Gebäudeaufnahme 40
7 Verwendung zeichnerischer Bestandsvorlagen 43
7.1 Digitalisierung von Bestandsvorlagen 43
7.2 Vektorisierung von Bestandsvorlagen 44
10.3 Tachymetrie: Technische Beschreibung 71
10.4 Stationierung: Bestimmung des Gerätestandortes 80
Trang 912.1 Laserscanning: Grundprinzip 10612.2 Laserscanning: Messwertverarbeitung 10812.3 Registrierung: Verknüpfung mehrerer Punktwolken 11212.4 Laserscanning: Technische Beschreibung 113
13 Global Positioning System (GPS) 11713.1 GPS: Grundprinzip 117
14 Konzept einer interpretierenden,
planungsbegleitenden Erfassung 119
15 Erarbeitung von Raumbüchern und Facility Management 127
16 Umbauplanung (Sanierung / Modernisierung) 133
Trang 101 Planen und Bauen im Bestand
Wenn heute von Architektur die Rede ist, kann mit hoher Wahrscheinlichkeit
davon ausgegangen werden, dass eine bereits vorhandene Bausubstanz
berücksichtigt werden muss Dies betrifft sowohl das bauliche Umfeld der
C) Abriss und Neubau
Die Entscheidung für eines dieser drei Szenarien ist hinsichtlich funktioneller,
gestalterischer und konstruktiver Kriterien sorgfältig abzuwägen Die
beschrei-benden Zustandsgrößen des zu bewertenden Gebäudes bilden die
wesentli-chen Randbedingungen für die Analyse und Konzeption der Planungsaufgabe
Hier liegt ein wesentlicher Unterschied zum Neubau
Die Bedeutung, die die vorhandene bauliche Situation auf die bauliche Lösung
KDWZLUGRIWXQWHUVFKlW]WE]ZYLHO]XVSlWPLWLQGLH(QWVFKHLGXQJV¿QGXQJHLQEH-zogen Wie im architektonischen Entwerfen und Planen generell, sind auch beim
Bauen im Bestand die Auswirkungen auf die Sinnfälligkeit (Nutzung, Aufwand,
Akzeptanz) der Lösung in früheren Arbeitsphasen weitaus größer, als in
späte-ren Prozessen
Abb.: 1.1 Lebenszyklus von Gebäuden, Prozess der Bauplanung und Bestandserfassung
Trang 112 1 Planen und Bauen im Bestand
Die Erfassung und inhaltlichen Aufbereitung der beschreibenden Informationen zur bestehenden Bausubstanz wird als Bauaufnahme bezeichnet Die Bauauf-nahme besitzt für das Entwerfen, Planen und Bauen im Bestand eine sehr große Bedeutung Bereits mit Projektbeginn müssen alle planerischen Intentionenunter Berücksichtigung des Gebäudebestandes erfolgen
Im Einzelnen umfaßt die Bauaufnahme u.a.:
Die Klärung des Grundzustandes (globale Werte wie Gesamtfläche, ƒ
Gesamt-zustand, Konstruktionsart, Befunduntersuchungen)Die schrittweise Detaillierung und Fortschreibung der erfassten
Grobkontur der Geschosse, detaillierte Raummaße, detaillierte Konstruktion)Der Abgleich mit den planerischen Maßnahmen (Anzeigen von Veränderun-ƒ
gen im Bestand, Datenformat, Zugriff auf die originär vor Ort aufgenommenen Werte)
Ein einfaches und bauspezifisches Erfassen (einfache Geräte, ƒ
selbsterklä-rende, multiple Nutzung)Ein porträtierendes Arbeiten (das Aufnehmen der Ist-Größen vor Ort und derenƒ
direkte Übertragung in digitale Zeichnungen bzw Modelle) Eine Aufgaben bezogene Dokumentation und Aufbereitung der Bestandsƒ
beschreibenden Werte
Die Forderungen und die Besonderheiten im Planen im Bestand sind dem tekten nicht immer bekannt oder vertraut Die besonderen Anforderungen erge-ben sich aus den fachlichen und organisatorischen Aspekten und dem aktuellenStand der Technik
Archi-In dem hier diskutierten Aufgabenfeld des Architekten sind dies:
Die Architekturplanung erfolgt heute nahezu vollständig auf digitaler
Neue Geräte und Systeme der geometrischen, gebäudetechnisch und ƒ
bauwirt-schaftlichen Datenerfassung sind verfügbar
Der Planungsprozess wird von einer Vielzahl von Fachleuten und ƒ
Trang 12deausrüstung, Ökonomie und Ökologie sind gestiegen.
Es bestehen strikte zeitliche Vorgaben für Umbau, Planung und Realisierung
ƒ
Gebäudebeschreibende und klassifizierende Informationen und
entspre-ƒ
chende Berechnungen müssen vom realisierten Objekt vorliegen Hier gehen
die Originalsubstanz und die Umbaumaßnahmen gleichermaßen ein
Bauaufnahme als Erkenntnisprozess
Ein digitales, fortschreibbares und parametrisiertes System der
Bauwerkserfas-sung und seine vollständige Integration in den gesamten Planungsablauf kann
dazu beitragen, die zuvor beschriebenen Randbedingungen und
Forderungen-angemessen zu berücksichtigen Die parallele analytische und konzeptionelle
Planungsarbeit und ein schrittweises Begreifen des Bestandsobjektes durch
Anreicherung der Informationen sind damit gewährleistet Neben der Erfassung
der geometrischen Gebäude- und Raumgrößen muß parallel eine
Informations-verdichtung hinsichtlich der konstruktiven und funktionellen
Gebäudebeschrei-bung (energetisches Verhalten, Brandschutz, Nutzungsverwaltung, Bauregeln
und -gesetze) erfolgen
Die Art des Vorgehens hängt von der Aufgabenstellung, der Projektart und -größe
ab Mögliche Aufgaben sind:
jeweils errichteten Konstruktion (Neubau wie Altbau)
Qualitätssicherung, Mengenermittlung, Abrechnung von
Die jeweils eingesetzten Verfahren und Systeme der Bauwerkserfassung sind
entsprechend dieser Aufgaben zu wählen Die Angemessenheit und die
Kompe-tenz des Bearbeiters sind stets zu beachten Die Auswahl ist heute sehr groß
und reicht von kleinen Systemen zum händischen Erfassen bis zu aufwendigen
Gerätschaften des laserbasierten Abtastens von Gebäuden
Wo bei einigen Aufgaben eine augenscheinliche Einschätzung zur Qualität der
Gebäudesubstanz ausreicht, sind an anderer Stelle exakte Geometrie- und
Sachdaten mit genauer Kenntnis der Konstruktion und des Materialgefüges
erforderlich
15 Erarbeitung von Ź
Raumbüchern und Facility Management
16 Umbauplanung Ź
(Sanierung / Modernisierung)
'HQNPDOSÀHJH Ź
18 Baubegleitende Ź
Messungen
Trang 134 1 Planen und Bauen im Bestand
Die Bauaufnahme ist ein Erkenntnisprozess, bei dem stufenweise Informationen gesammelt und weiter angereichert werden Durch die Bauaufnahme entsteht ein neues Wissen über die bauliche Situation Fundierte Bewertungen zum weiteren Vorgehen lassen sich ableiten Wichtig ist eine fachlich und planerisch orientierte Sicht auf die zu erfassende Bausubstanz Doch erst ein „Begreifen des Gebäu-GHV³LPZDKUVWHQ6LQQHGHV:RUWHVHUODXEWHLQHTXDOL¿]LHUWH(LQVFKlW]XQJNur ein geometrisches Aufmessen von Gebäuden bildet keine ausreichende Grundlage für planungsbezogene Entscheidungen Die Erfassung weiteren Gebäude beschreibender Daten ist unabdingbar für des Verstehen der innerenund äußeren Zusammenhänge im bestehenden Gebäude
Insbesonders sind dies: Angaben zu Bauformen, Raumgefüge, arten, Material, Schädigungen, geschichtlichen Zusammenhängen, bautechni-schen und bauphysikalischen Kenngrößen
Konstruktions-In diesem Zusammenhang ist sehr deutlich zu unterstreichen, dass nur der entsprechend fachlich ausgebildete Planer, ob Architekt oder Ingenieur, in der Lage ist, ein Gebäude baufachlich relevant aufzunehmen Dazu ist das Begrei-fen der inhaltlichen und verborgenen Zusammenhänge notwendig
Die Nichtfachleute des Bauens, zu denen auch und gerade die vermessendenIngenieure zu zählen sind, können zwar ein Gebäude exakt messen, sind aber nicht in der Lage, wirklich verwertbare Aussagen zu einem Bestandsobjekt zuerbringen Nur der mit der Praxis des Planens und Bauens vertraute Planer ist in der Lage, die richtigen Fragen vor Ort zu stellen und die entsprechenden Daten DXI]XQHKPHQVRZLH(UNHQQWQLVVHGDUDXV]XJHZLQQHQ=XRIW¿QGHWPDQLQGHUPraxis der Bauaufnahme sowohl baufachlich unsinnig oder falsch erfasste Daten.Ein Beispiel sind die Erfassung von Schäden am Gebäude wie Risse, Setzungenoder Schiefstellungen Durch das geometrische Aufmessen der Schadenssitu-ation ist eine realistische Einschätzung nicht zu leisten Es gehören Angaben
zu Materialübergängen, konstruktivem Versagen sowie fehlerhaften historischen Veränderungen dazu Diese zu erkennen setzt immer einen großen Sachver-stand und praktische Erfahrung voraus
'LH 8QDEGLQJEDUNHLW GHU IDFKOLFKHQ 4XDOL¿]LHUXQJ LQ GHU %DXDXIQDKPH IKUW
zu einem Widerspruch in der Praxis: Der planende und bauende Architekt oder ,QJHQLHXULVWKlX¿JQLFKWLQGHU/DJHHLQH%DXDXIQDKPHZLUNOLFKHI¿]LHQWXQGdamit wirtschaftlich durchzuführen, sowie die aktuell zur Verfügung stehenden Verfahren und Systeme zu kennen bzw zu bedienen
Genau an dieser Stelle soll das Buch ansetzen: Dem Architekten und ingenieur kann sich hier mit den Möglichkeiten vertraut machen, welche Systeme nutzbar sind und vor allem welche Ergebnisse zu erwarten sind Die meisten der hier vorgestellten Verfahren und Erfassungssysteme sind Stand der Technik und haben sich in der Praxis bewährt In dem Zusam- menhang sei darauf verwiesen, dass eine Kenntnis der heute vorhan- denen Möglichkeiten auch auf Grund der Rechtssicherheit geboten ist Der Planer muss den Auftraggeber ausdrücklich auf die Verfügbarkeit und das
Bau-Das Bauaufmaß umfasst
lediglich die Vermessung
der Gebäudegeometrie
und deren Darstellung in
Form von
zweidimensiona-len Zeichnungen
(Grund-riss, Schnitte, Ansichten)
umsetzen, der nicht gelernt
hat, diese zu planen"
Michael Korte,
aadiplan 2008
Trang 141 Planen und Bauen im Bestand
zu erwartende Ergebnis in Bezug auf die Bauaufnahme hinweisen.
Der Spezialist in der Handhabung anspruchsvoller und moderner Systeme der
Bauaufnahme (Tachymetrie, Photogrammetrie u.a.) ist, wie schon erwähnt,
]XQlFKVW NHLQ )DFKPDQQ GHV %DXHQV 'LHVHQ RQÀLNW DXI]XO|VHQ EHGDUI HV
zweier Strategien: Zum einen müssen praktische Architekten und Bauingenieure
dieses Arbeitsgebiet als Spezialisierung begreifen und besetzen (einige wenige
gibt es bereits) Zum anderen muss die Ausbildung von Studenten der
Baudiszi-plinen dies angemessen berücksichtigen
Die analytische Betrachtung der Bauwerke, Kenntnisse über
statisch-konst-ruktive Zusammenhänge, Handhabung moderner Erfassungs- und
Diagnose-systeme sowie die Informationsverwaltung und -veranschaulichung, sind als
notwendige Schwerpunkte für die Ausbildung zu nennen
An der Bauhaus-Universität Weimar besteht seit vielen Jahren ein
umfassendes Lehrangebot für die diagnostische Bauwerkserfassung als
Bestandteil der Revitalisierung von Bauwerken Die Teilnehmer erfahren
Theorie und Praxis der Verfahren zur Bauaufnahme, der
Geometrieerfas-sung und der planerischen Weiterbearbeitung.
www.uni-weimar.de Ź
Trang 15Ziel der Kapitel 2 bis 4 ist eine Einführung in die computergestützte nahme und Bauplanung Verschiedene Möglichkeiten der Modellierung von Bestandsdaten, insbesondere der Geometrie bilden den Hauptteil
Bauauf-Das Kapitel 5 gibt einen Einblick in die rechtlichen und wirtschaftlichen bedingungen der Bauaufnahme
Trang 16Rahmen-2 Bauaufnahme als Modellierungsprozess
Um Sicherheit in der Planung von Bestandsobjekten zu gewährleisten, ist es
notwendig, so viele Informationen wie nötig – und nicht wie möglich – über das
Gebäude zu erfassen, in einen entsprechenden Zusammenhang zu stellen und
fachgerecht zu dokumentieren Dabei ist es nicht möglich, alle relevanten
Infor-mationen zu Beginn einer Planung zu erfassen Vielmehr ist es notwendig stets
auch neue Erkenntnisse durch eine parallel zum Planungs- und Bauprozess
VWDWW¿QGHQGH %DXDXIQDKPH ]X JHZLQQHQ ,P 9HUODXI GHU SODQHULVFKHQ
'XUFK-arbeitung und der Bauausführung werden Fragestellungen auftreten, welche
nur durch eine auf den Planungsprozess abgestimmte und in diesen integrierte
Bestandsaufnahme geklärt werden können Angefangen von einem
skizzen-haften Überblick zur ersten Objektbegehung bis zur Befunduntersuchung eines
Verbindungsdetails während der Entwurfsplanung, werden die Daten strukturiert
abgebildet und fortlaufend ergänzt Ein genaues Ordnungssystem und exakte
Bezeichnungen bzw Beschriftungen sind unabdinglich
Wichtig bei der Bauaufnahme ist der direkte Kontakt zum Objekt Moderne
Erfassungstechniken wie Tachymetrie, Laserscanning oder
Photogrammet-ULH HUODXEHQ HLQH VFKQHOOH XQG HI¿]LHQWH *HRPHWULHHUIDVVXQJ EHGLQJHQ DEHU
einen Abstand zur Bausubstanz Die Messung erfolgt nicht am Objekt, sondern
von einem festgelegten Gerätestandort mehrere Meter entfernt Doch gerade
der Kontakt zur Bausubstanz und dessen Erfahrung mit allen Sinnen (Fühlen,
Sehen, Hören, Schmecken und Riechen) ist es, welcher dem Planer das zu
erfassende Gebäude in all seinen Aspekten begreifen lässt Daraus folgt, dass
stets eine geeignete Kombination der Verfahren und Werkzeuge den
Bauauf-nahmeprozess bestimmen muss
Die Bauaufnahme stellt sich als ein Prozess der Modellbildung dar: Das Original
(das Gebäude) wird in eine modellhafte Abbildung überführt Damit verbunden ist
immer eine Differenzierung auf das Wesentliche Nur diejenigen Eigenschaften
des Originals werden in das Modell übernommen, die für den Zweck der
Modell-bildung wesentlich sind Das heißt jede Bauaufnahme stellt eine Interpretation
des Originals durch den Aufnehmenden dar Die Qualität der Bauaufnahme ist
YRQGHUIDFKOLFKHQ4XDOL¿]LHUXQJGHV$XIQHKPHQGHQDEKlQJLJ
10
Ź Tachymetrie 11
Ź Photogrammetrie 12
Ź Laserscanning
Trang 178 2 Bauaufnahme als Modellierungsprozess
2.1 I NFORMATIONEN ZUM B AUWERK
Im Zuge der Bauaufnahme sind unterschiedliche Inhalte zu erfassen und turiert abzulegen:
struk-ƒ Geometrische Informationen:
Die Geometrie des Bestandsobjektes, welche unter Verwendung denster Verfahren erfasst und in Form von (digitalen) 2D- oder 3D-Modellen abgebildet wurde
verschie-ƒ Sachdaten (Alphanumerische Informationen): ((
Alle Merkmale des Objektes, die sich mit Hilfe von Buchstaben oder Zahlenbeschreiben lassen und nicht direkt aus der Geometrie ablesbar sind (z.B.Materialien, Funktion von Bauteilen, die Jahreszahl der Erbauung oder dieBedeutung von Gebäudeteilen bezogen auf deren Substanzwert)
ƒ Beziehungsinformationen (Relationale Informationen):
Die Zusammenhänge zwischen einzelnen Objekten, beispielsweise die hörigkeit eines Raumes zu einem Geschoss
Zuge-Multimediale Informationen (ergänzende Informationen verschiedenartigenƒ
Charakters):
Alle informalen Informationen, wie Bilder, Skizzen oder Videos, die einzelnenObjekten zugeordnet werden können
Baufachliche Einschätzungenƒ
Die Bewertung und Würdigung des Gesamtzustandes unter fachlichenGesichtspunkten, bezogen auf die anstehende Bauaufgabe
Viele dieser Informationen sind während einer Bauaufnahme nicht immer chert festzustellen Oftmals können lediglich Vermutungen und Hypothesengetroffen werden Bei nicht gesicherten Informationen sind Befunde zu nehmen Bei durch Ingenieurverstand begründeten Vermutungen, die nicht gesehen oder gemessen wurden, ist es wichtig, diese als solche zu kennzeichnen und gege-benenfalls gesondert abzulegen
gesi-2.2 D ATENVERWALTUNG IM R AUMBUCH
Ein geeignetes Ordnungssystem unterstützt die strukturierte Ablage der ten Daten Als technisches Hilfsmittel dient hier das Raumbuch, welches alsKombination aus Text, Zeichnung, Skizze und Bild die verschiedenen Informa-tionen dem Raum zuordnet, und diesen hierarchisch in die Struktur Gebäude,Geschoss, Raumgruppe und Raum einordnet
Trang 182 Bauaufnahme als Modellierungsprozess
In der klassischen Bauaufnahme entsteht das Raumbuch als schriftliche
Doku-mentation im Anschluß an die Geometrieerfassung Im Zuge der digitalen
Erfas-sung ist anzustreben, dass sämtliche Bestandsinformationen – sowohl
geometri-sche als auch nicht-geometrigeometri-sche – gemeinsam verwaltet werden Verschiedene
Aufmaß-Systeme, insbesondere im computergestützten Handaufmaß,
unterstüt-zen dieses Anliegen in dem Sinne, dass sowohl die aufgenommene
Geomet-ULHDOVDXFK1XW]HUGH¿QLHUWHDOSKDQXPHULVFKHDaten und Multimedia-Daten in
einer Raumbuchstruktur verwaltet werden Bei der Überführung der
aufgenom-menen Daten in den Planungsprozess erfolgt allerdings wieder eine Trennung:
Die Geometrie wird ins CAAD exportiert und die alphanumerischen und
multime-dialen Daten, werden als schriftliche Dokumentation ausgegeben
verbunden die Wahl der Aufmaßtechnik) und dem erforderlichen Format
der abzugebenden bzw weiterzuverwendenden Daten zu vermeiden.
Ziel sollte es immer sein, dass der Auftraggeber mit den aufgenommenen
Daten sofort weiterarbeiten kann Darüber ist der Auftraggeber zu
informie-ren
Abb.: 2.1 Auszug eines Raumbuchs als begleitende schriftliche Dokumentation:
Marienstraße 10 Weimar, Fehlhaber, Braunes, 2004
Trang 193 Computergestützte Bauplanung
Der Computer als Arbeitsmittel im Architektur- oder Ingenieurbüro ist cher Standard Nicht nur die Architekturplanung erfolgt heute digital, ebenso diekomplette Büroorganisation, Adress- und Terminverwaltung sowie Rechercheund Kommunikation Für die Planung im Bestand gilt dies ebenso: Die komplette Datenerfassung, angefangen von der Bestandsgeometrie über die Fotodoku-mentation bis zur Zustands- und Mangelerfassung, erfolgt digital Der Planer wird dabei von einer Vielzahl unterschiedlicher Applikationen unterstützt, die hier nur im Überblick genannt werden sollen
alltägli-3.1 O FFICE -A NWENDUNGEN
Wie die Bezeichnung schon verrät, unterstützen 2I¿FH$QZHQGXQJHQ GHQPlaner bei den alltäglichen Organisations- und Verwaltungsaufgaben im Büro.Die verschiedenen Software-Pakete bieten meist auf die unterschiedlichen Aufgaben zugeschnittene Einzelprogramme zur Textverarbeitung, Tabellenkal-kulation, Bildschirmpräsentation, Termin- und Adressverwaltung und einfacher Datenbankbearbeitung
,P=XJHGHU%HVWDQGVHUIDVVXQJ¿QGHQLQVEHVRQGHUHTabellenkalkulationen undDatenbanken zur Aufnahme von Sachdaten – gerade im Facility Management – ihre Anwendung
3.2 AVA-S YSTEME
Ausschreibung von Bauleistungen und Kostenschätzungen, Vergabe vonBauleistungen und Kostenanschlag sowie Abrechnung von Bauleistungen und Kostenfeststellung: Dies sind die Aufgaben, die mit Unterstützung von AVA-Systemen im Planungsbüro bearbeitet werden Programmtechnisch handel essich um ein Textsystem mit Rechenfunktionen und Verknüpfung mit multi-media-len Daten Je nach System werden vielfältige Anwendungen unterstützt, z.B.:Verwaltung von Raumbüchern
ƒ
Wohn- und Nutzflächenberechnung
ƒ
Trang 2012 3 Computergestützte Bauplanung
Erstellen von Leistungsverzeichnissenƒ
Ausschreibungƒ
Angebotsprüfungƒ
Abrechnungƒ
Kostenschätzung und -kontrolleƒ
Baukoordinationƒ
Mengen- und Massenberechnungƒ
In der Praxis werden AVA-Systeme oftmals losgelöst von der Planung im CAADverwendet, dabei können vielfältige Eingangsdaten, wie Raum- und Flächen-zuordnungen, Mengen, Massen und Materialien, direkt aus dem CAAD über-nommen werden Dies geschieht entweder durch Datenexport in Tabellen oder über Direktschnittstellen Voraussetzung für eine durchgängige und fehlerfreie Nutzung ist ein präzise modelliertes Gebäudemodell
3.3 B ILDVERARBEITUNGS - UND D ESKTOP P UBLISHING S YSTEME
Mit Bildverarbeitungssystemen lassen sich digitale Bilder – beispielsweise gescannte Fotos oder Pläne, digitale Fotos oder Renderings einer Visualisie-rungssoftware – Aufbereiten, Manipulieren und Montieren Die digitalen Bilder liegen dabei als Raster- bzw 3L[HOJUD¿N YRU EHL GHU VLFK GLH %LOGLQIRUPDWLRQaus einzelnen Bildpunkten zusammensetzt Jeder Bildpunkt (Pixel) kann separatabgerufen und entsprechend manipuliert werden
Mit Desktop Publishing Systemen (DTP) lassen sich digitale Vorlagen für Publikationen erstellen Aufgabe dieser Systeme ist weniger die Unterstützung
Print-Abb.: 3.1
Überführung der Daten
vom Modell zur AVA
Trang 213 Computergestützte Bauplanung
bei der Erstellung von Inhalten, als vielmehr das Zusammenfügen
verschieden-artiger Daten aus unterschiedlichen Quellen DTP-Software verarbeitet sowohl
7H[WDOVDXFK3L[HOXQG9HNWRUJUD¿NHQ
mathematisch beschreibbaren Kurven und Linien zusammen So werden
GLH*UD¿NGDWHQGXUFKPDWKHPDWLVFKH)XQNWLRQHQYHUZDOWHW±EHLVSLHOVZHL-se wird eine Linie durch zwei Punkte beschrieben und ein Kreis durch die
Koordinaten des Mittelpunktes und dessen Radius
Die Funktionalitäten von Bildverarbeitungs- und DTP-Systemen
ver-schwimmen zunehmend miteinander, so lassen sich beispielsweise in
-pulation in DTP-Systemen vornehmen.
Beide Programmgruppen haben mittlerweile einen nicht unerheblichen
Stellen-wert im Büroalltag erlangt, beispielsweise bei der Gestaltung von Planlayouts
oder Fotodokumentationen
3.4 CAD- UND CAAD-S YSTEME
Im Allgemeinen versteht man unter CAAD-Systemen Werkzeuge, die das
Umsetzen und Durcharbeiten verschiedenster Projekte unterstützten CAD –
computer aided design – bezeichnet dabei Systeme, die in der Regel
komfor-table Zeichen- und Modellierwerkzeuge darstellen, während CAAD – computer
DLGHGDUFKLWHFWXUDOGHVLJQ±]XVlW]OLFKDQZHQGHUVSH]L¿VFKH)XQNWLRQHQIUGLH
architektonische Planung bereitstellen
3.5 M ODELLIER - UND V ISUALISIERUNGSSOFTWARE
Die Präsentation architektonischer Entwürfe in Form von perspektivischen
Darstellungen und zum Teil fotorealistischen „Vorwegnahmen“ des Geplanten,
gehört mittlerweile zum Standardrepertoire eines Architekturbüros Modellier-
und Visualisierungssoftware bieten hierfür weitaus umfangreichere
Möglich-keiten, als dies bei CAAD-Software der Fall ist, wobei auch hier die Grenzen
verschwimmen und aktuelle CAAD-Systeme umfangreiche
Visualisierungswerk-zeuge bereitstellen
4 Geometrisches Ź
Modellieren in CAD / CAAD
Abb.: 3.2 Beispiel für eine Visualisierung:
Rekonstruktion der Schloßkapelle Weimar, Florian Scharfe, 2005
Trang 224 Geometrisches Modellieren in CAD / CAAD
CAD- und CAAD-Systeme bieten vielfältige Möglichkeiten, die rie eines Gebäudes abzubilden, angefangen von der einfachen zweidimensiona-len Zeichnung bis zum komplexen 3D-Modell Welche dieser Varianten genutzt werden, hängt letztendlich von verschiedenen Faktoren ab:
Bestandsgeomet-der Komplexität des Gebäudes
Modellierungs-4.1 2D- UND 3D-L INIENMODELL
Die wohl einfachste Art der Modellierung ist die Abbildung der Bestandsgeometrie
in Form zweidimensionaler Schnittdarstellung: Grundrisse, Schnitte, Ansichten.Die Zeichnungen setzen sich dabei aus einzelnen elementaren CAD-Objektenzusammen, die als Vektordaten in nur zwei Dimensionen – der x- und y-Richtung– beschrieben werden Die Sichten auf das Bestandsobjekt sind völlig unab-hängig voneinander Sollen verschiedene Ansichten eines Objektes dargestellt werden, ist eine separate 2D-Zeichnung anzufertigen
Werden die elementaren CAD-Objekte im dreidimensionalen Raum durchBeschreibung ihrer Koordinaten in x, y und z angeordnet, erhält man als einfachste Form der 3D-Modellierung ein 3D-Linienmodell
Trang 2316 4 Geometrisches Modellieren in CAD / CAAD
4.2 3D-M ODELL
Weitere Formen der 3D-Modellierung sind Flächen- und Volumenmodelle BeiFlächenmodellen werden zur Darstellung eines Objektes ebene oder räumli-FKH)OlFKHQ 5HJHOÀlFKHQRGHU)UHLIRUPÀlFKHQ YHUZHQGHW9ROXPHQPRGHOOHhingegen beschreiben die Geometrie in ihrer Körperlichkeit Gegenüber dem3D-Linienmodell ermöglichen Flächen- und Volumenmodelle die Berechnung von verdeckten Linien und Schattierungen sowie die Schnittbildung BeimFlächenmodell ergeben sich im Schnitt ausschließlich Schnittkanten, während
im9ROXPHQPRGHOODXIJUXQGGHU.|USHUOLFKNHLW6FKQLWWÀlFKHQEHUHFKQHWZHUGHQkönnen
=XU *HQHULHUXQJ YRQ 9ROXPHQPRGHOOHQ ZLUG KlX¿J DXI '*UXQGSULPLWLYHzurückgegriffen oder das Modell entsteht durch so genannte Sweep-Operatio-nen, bei denen der Körper anhand einer geschlossenen Kontur und einer Kurve gebildet wird
Übersicht der
elemen-taren CAD-Objekte, die
auf der Ebene (2D-CAD)
oder im Raum (3D-CAD)
angeordnet sein können
Trang 244 Geometrisches Modellieren in CAD / CAAD
Anhand eines 3D-Modells lassen sich zweidimensionale Projektionen – Schnitte
und Ansichten – ableiten Je nach verwendetem System können diese auch
assoziativ sein, d.h Änderungen am Modell werden in der zweidimensionalen
Projektion mitgeführt
Während in der Neubauplanung 3D-Linienmodelle kaum eine Rolle spielen,
¿QGHQ VLH EHL GHU %HVWDQGVHUIDVVXQJ ± LQVEHVRQGHUH LQ GHUTachymetrie, der
Mehrbildphotogrammetrie und im/DVHUVFDQQLQJ ± KlX¿JHU 9HUZHQGXQJ 'DV
3D-Liniengerüst dient dabei meist als Grundlage zur Ableitung von
2D-Zeichnun-gen, oder zur Modellierung eines 3D-Flächen- oder Volumenmodells
6HKU KlX¿J HUIROJW DXFK HLQH ]ZHLGLPHQVLRQDOH Modellierung im
dreidimensi-onalen Raum Dabei werden 2D-Schnittdarstellungen auf einer Bezugsebene
erzeugt, welche im dreidimensionalen Raum angeordnet ist
Abb.: 4.3 Verschiedene Formen der Sweep-Modellierung: Translation, Rotation, Verjüngung und Verbin- dung zweier Konturen (von links nach rechts)
10
Ź Tachymetrie 11.3 Photogrammetrie: Ź
Mehrbildauswertung 12
Ź Laserscanning
Abb.: 4.4 zweidimensionale Schnittdarstellungen, angeordnet im 3D-Raum
Trang 2518 4 Geometrisches Modellieren in CAD / CAAD
4.3 3D-B AUTEILMODELL
Während die vorangehend beschriebenen 2D- und 3D-Modelle den nen Funktionsumfang von CAD-Systemen darstellen, gehen CAAD-Systeme noch einen Schritt weiter Sie bieten spezielle, für die architektonische Planung konzipierte Objekte zur dreidimensionalen Modellierung von Bauteilen: Wände, Stützen, Decken, Träger, Fenster etc
allgemei-Die Bauteile werden zwar mit Hilfe von Flächen- oder Volumenmodellen stellt, ihre Erzeugung erfolgt allerdings automatisiert durch Eingabe verschiede-ner Parameter Für eine Wand werden beispielsweise Anfangs- und Endpunkt
darge-Abb.: 4.5
Prinzip der
Vorgehens-weise bei
Zeichnungs-orientiertem CAD (oben)
und bauteilorientiertem
CAAD (unten)
Trang 264 Geometrisches Modellieren in CAD / CAAD
sowie Höhe und Breite, für ein Fenster Höhe, Breite, Brüstungshöhe sowie
Anzahl und Ausprägung der Flügel angegeben Neben diesen geometrischen
Parametern verfügen die Bauteile auch über nicht-geometrische Eigenschaften,
wie z.B Schichtenaufbau und Materialität sowie die Möglichkeit der Auswertung
von Mengen und Massen
Es gibt auch 2D-CAD-Systeme die spezielle Funktionen zur Darstellung
von Wänden, Türen, Fenster etc bereitstellen und damit als CAAD
bezeichnet werden können Dabei handelt es sich aber um komfortable
architektonische Zeichenbefehle und nicht um modellierte Bauteile.
Anhand eines komplett dreidimensional modellierten Gebäudes lassen sich
assoziativ Schnitte und Ansichten generieren, Raum- und Bauteillisten erzeugen
sowie Mengen- und Massen auswerten Damit verbunden sind jedoch erhöhte
Aufwendungen in der Erstbeschreibung und in der Komplexität der Daten
gegen-über einer reinen 2D-Zeichnungserstellung Die einfache Weitergabe der Daten
und Benutzung der Informationen in anderen Systemen ist derzeit ebenso nicht
garantiert
Auch wenn die Praxis oftmals anders aussieht, in der Neubauplanung sollte
diese Vorgehensweise mittlerweile Standard sein Die gängigen
bauteilorientier-ten CAAD-Systeme biebauteilorientier-ten alle nötigen Funktionen, um ein dreidimensionales
Gebäudemodell mit angemessenem Aufwand zu erstellen
Gerade diese Ausrichtung auf die Planung und Modellierung von Neubauten
steht der direkten Bestandserfassung in einem CAAD-System oftmals im Weg
%HLGHU(UIDVVXQJYRU2UWN|QQHQQXUGLHVLFKWEDUHQ%DXWHLOREHUÀlFKHQ 5DXPUU
EHJUHQ]HQGH2EHUÀlFKHQ DXIJHQRPPHQZHUGHQ
'LHGDKLQWHUOLHJHQGH.RQVW-ruktion, so wie auch deren maßliche Ausprägung (beispielsweise die Dicke einer
Wand) bleiben zunächst verborgen Das exakte Maß ergibt sich durch
Erfas-VXQJGHUJHJHQEHUOLHJHQGHQ%DXWHLOREHUÀlFKHDOVRHUVWLPVSlWHUHQ9HUODXI
der Bauaufnahme Verborgene Bauteilbegrenzungen wie beispielsweise
nicht-sichtbare Materialwechsel in der Konstruktion, können ohne
zerstörungsbehaf-tete Verfahren nicht aufgenommen werden Bei der Konstruktion eines Neubaus
im &$$' ZHUGHQ GDJHJHQ GLH HLQ]HOQHQ %DXWHLOH PLW YRUGH¿QLHUWHQ 0DHQ
erzeugt Die Struktur des Bauwerksmodells entspricht in erster Linie einer
Kons-truktionsgliederung in Bauteile und Baugruppen
Diese Vorgehensweise spiegelt sich in der Funktionsweise entsprechender
Bauaufmaß-Software, insbesondere im computergestützten Handaufmaß,
wieder: Die Strukturierung des Gebäudemodells erfolgt nicht
konstrukti-onsbezogen nach Bauteilen und Baugruppen, sondern raumorientiert
Zwar existieren diverse Softwarelösungen mit Direktschnittstellen zu
CAAD-Systemen, allerdings ist in den meisten Fällen ein manuelles oder
zumindest halbautomatisches Nachmodellieren von Wänden anhand der
gemessenen Raumumgrenzung notwendig.
Soll ein 3D-Bauteilmodell des Bestandes erstellt werden, ist in den meisten
Fällen zunächst der Umweg über eine linienhafte Erfassung (2D oder 3D)
Trang 2720 4 Geometrisches Modellieren in CAD / CAAD
notwendig, um anschließend das Bauteilmodell zu erstellen Für einige Systeme existieren Erweiterungen, welche die halbautomatische Erstellung eines 3D-Bauteilmodells aus einer 2D-CAD-Zeichnung erlauben, zum Teil auchdurch Vektorisierung aus gescannten
CAAD-Plänen Diese Vorgehensweise istaber in den meisten Fällen mit einemnicht unerheblichen Nachbereitungs-aufwand verbunden Problematischist weiterhin die Frage der inhaltlichen Korrektheit derartiger Bestandszeich-nungen in Bezug auf die tatsächlicheSituation
Im Rahmen einer beit an der Bauhaus-Universität Weimar [2] wurde ein Prototyp zur Erweiterung eines bauteilo- rientierten CAAD-Systems ent- wickelt (CiBA - CAAD integrierte BestandsAufnahme), die es erlaubt, mit Verfahren des com- putergestützten Handaufmaßes und der Tachymetrie direkt ein 3D-Bauteilmodell zu erstellen Die Vorge- hensweise stellt dabei eine Kombination aus raumorientierter Erfassung und Bauteilmodellierung wie im Neubau dar.
Forschungsar-'LH$EELOGXQJGHV%HVWDQGHVPLW+LOIHYRQ'%DXWHLOHQZLUGLPPHUKlX¿JHUYRQAuftraggebern gefordert Gerade zur Modellierung technischer Anlagen erscheintdies sinnvoll Entsprechende &$$'(UZHLWHUXQJHQ ELHWHQ KLHUIU VSH]L¿VFKH3D-Bauteile für Gebäudetechnik und Leitungssysteme
4.4 B AUWERKSINFORMATIONSMODELL (BIM)
Building Information Modelling – kurz BIM – ist in den letzten Jahren zu dem Schlagwort der CAAD-Industrie zur Vermarktung ihrer Softwarelösungen gewor-den
BIM steht für das Konzept der ganzheitlichen Gebäudedatenmodellierung, d.h sämtliche relevanten Gebäudedaten werden in einem Modell oder Modellverbund verwaltet, welches allen beteiligten Fachgebieten zur Verfügung steht Anhand dieses Gebäudemodells lassen sich alle notwendigen Sichten – Grundrisse,Schnitte, Ansichten, Details, Raum- und Bauteillisten, statische Systeme etc –ableiten Änderungen im Projekt werden aufgrund der gemeinsamen Datenbasis automatisch in allen Sichten abgeglichen
Um das Gebäudemodell allen am Bau Beteiligten zur Verfügung stellen zu können, ist ein verlustfreier Datenaustausch zwischen den verschiedenenFachapplikationen notwendig Zu diesem Zweck wird von der IAI – der Industrie
Prototyp CiBA:
Bestands-aufnahme als Integration
in ein handelsübliches
CAAD-System
Trang 284 Geometrisches Modellieren in CAD / CAAD
Allianz für Interoperabilität, einem Zusammenschluss von mehr als 650
interna-tionalen Firmen aus 22 Länder der Baubranche (www.buildingsmart.de) – das
standardisierte Datenformat IFC (Industry Foundation Classes) entwickelt Die
IFC beschreibt die einzelnen Bauteile in ihrer Geometrie, ihren
nicht-geomet-rischen Eigenschaften und ihren Beziehungen untereinander Des Weiteren
kodiert sie die Projektstruktur gegliedert nach Grundstück, Gebäude,
Gebäude-abschnitt, Geschoss und Raum
Während die IFC für den Neubaubereich bereits umfassend beschrieben sind,
ist dies für die Planung im Bestand nicht so Insbesondere
Zustandsbeschreibun-gen von Bauteilen sowie konkrete Schäden und Mängel, wie sie beispielsweise
die DIN 1356 – 6 vorsieht, können nicht ohne Weiteres abgebildet werden
Die Forschung verfolgt für die Gebäudedatenmodellierung im Bestand
das Konzept des dynamischen Bauwerksmodells Während marktübliche
CAAD-Systeme eine feste Strukturierung in Raum- und Bauteilobjekte
sowie deren geometrische Ausprägung vorsehen, ermöglicht ein
dyna-misches Modell jederzeit die nutzer- und projektorientierte Anpassung an
die Erfordernisse des Bestandsgebäudes Dies ist aufgrund des unikaten
Charakters und der zum Teil sehr komplexen Geometrie sowie
Gebäudeto-pologie unabdingbar
Die aktuelle Entwicklung zielt auf die Integration von IFC-Daten in das
nisse der Bestandsplanung.
Im Rahmen einer Forschungsarbeit an der Bauhaus-Universität Weimar
wurde das Konzept einer Bestands integrierenden Planung auf Basis des
BIM-Systems entwickelt und in Teilen prototypisch umgesetzt Die
Konzep-WLRQVLHKWGLHIQIVWX¿JH*OLHGHUXQJGHU%HVWDQGVHUIDVVXQJXQGSODQXQJ
vor Die Inhalte der Projektstufen sind abhängig von den erforderlichen
planerischen Aussagen in der jeweiligen Bearbeitungsphase:
Gebäude-skizze, Geschossstruktur, Raumgefüge, Bauteilgerüst und Bauteildetails
[1] Hierfür wurde das BIM-System um Raumbuchfunktionen ergänzt, die
speziell für die Bestandsplanung optimiert sind.
4.5 D ATENSTRUKTURIERUNG IM CAAD
Neben der Modellierung von Bestandsdaten kommt der Strukturierung der Daten
in einer Bestandsaufnahme eine wesentliche Bedeutung zu Die zugrunde
liegende Modellierung in CAAD erlaubt zunächst das Strukturieren der Elemente
14 Konzept einer Ź
interpretierenden, planungsbegleitenden Erfassung
Trang 2922 4 Geometrisches Modellieren in CAD / CAAD
Vordefinition von wiederkehrenden Modellteilen in Blöcken oder Makrosƒ
Identifizierbare Bauteile in
Begründete Vermutungen sollten auf einem separater Layer abgelegt den, um diese als solche kenntlich zu machen Verschiedene CAAD/BIM- Systeme bieten auch Funktionen für Freihandanmerkungen bzw Hinweis- felder Wichtig ist vor allem, dass Vermutungen eindeutig von gesicherten Informationen zu unterscheiden sind.
wer-Zur Verwaltung mehrerer Zeichnungen eines Projektes ist es zweckmäßig diese
in verschiedenen Dateien zu organisieren Viele CAAD-Systeme unterstützten dies durch eine integrierte Projektverwaltung, welche verschiedene Dateien über eine zentrale Projektverwaltungsdatei gemeinsam organisiert
Die Form der Organisation der Bestandsdaten in einzelnen Dateien, sowie die 6WUXNWXULHUXQJLQQHUKDOEGHU'DWHLHQLQ/D\HUQXQGGLHJUD¿VFKH
*UXQGVlW]HIU$XIEDXXQG,QKDOWHLQHVVROFKHQ3ÀLFKWHQKHIWHVELHWHQEHL-In &$'6\VWHPHQ N|QQHQ PLW GHU 'H¿QLWLRQ YRQ %O|FNHQ RGHU 0DNURV DXFKAttribute und Abfragemechanismen vereinbart werden Dies ist der neutralste und einfachste Weg der Verbindung von Geometrie und Sachdaten So lassenVLFK EHLVSLHOVZHLVH %HVFKULIWXQJVEO|FNH IU 5DXPVWHPSHO YRUGH¿QLHUHQZHOFKH1XW]HUGH¿QLHUWH Attribute für Nutzungsart oder Bodenbelag enthalten Zur Weiterverarbeitung dieser Sachdaten können die Attributwerte in Tabellenverschiedener Formate exportiert werden
0LWGHU%DXWHLOGH¿QLWLRQVLQGLQCAAD neben ergänzenden Attributen auch die Relationen zueinander („schließt an Wand an“, „bildet Öffnung in Wand“) unddie Verhaltensweisen („stellt sich im Abbildungsmaßstab von 1:1oo als einfacher 6WULFKGDU³ EHVFKUHLEEDU(LQH$XVZHUWXQJNDQQLQIUHLNRQ¿JXULHUEDUHQ%DXWHLO-tabellen erfolgen
Externe Dateien – beispielsweise Multimedia-Daten – lassen sich bereits bei CAD-Systemen über externe Verknüpfungen (sogenannte Hyperlinks) einemoder mehreren Objekten zuordnen Die Verknüpfung speichert den Pfad zu einer externen Datei welche sich aus dem CAD-System heraus öffnen und bearbeiten lässt
Für eine Datenstrukturierung, deren Anforderungen über die Möglichkeiten
Systeme, die die Strukturierung mit Hilfe relationaler Datenbanken ermög-
)DFLOLW\0DQDJHPHQW±JLEWHVPLWWOHUZHLOH(UZHLWHUXQJHQIUCAAD/BIM-www.bfr-gbestand.de
Ź
Trang 304 Geometrisches Modellieren in CAD / CAAD
lichen Beliebig komplexe Datenstrukturen und insbesondere relationale
Beziehungen können abgebildet und mit der Geometrie verknüpft werden.
4.6 CAAD-F UNKTIONALITÄT FÜR U MBAUPLANUNG
Zunehmend bieten CAAD-Systeme spezielle für die Umbauplanung
zuge-schnittene Funktionen – selten als integrierter Bestandteil, meist als
ergänzen-des Modul Diese Umbaufunktion zielt auf die gemeinsame Verwaltung von
Bestandsgeometrie und Neuplanung in einem CAAD-Projekt
Auf Basis eines 3D-Bauteilmodells ist es möglich, einzelne Bauteile
verschiede-nen Phasen (unterschieden nach Bestand, Abbruch oder Neubau) zu zuordverschiede-nen
Anhand dieser Zuordnung können automatisch verschiedene Sichten auf das
Modell generiert werden:
ƒ Bestandsmodell:
Lediglich die Bestandselemente werden dargestellt
ƒ Umbaumodell:
Bestand und Neubauplanung werden in einem Modell dargestellt Zur
Unter-scheidung werden meist die gängigen grafischen Differenzierungen – grau für
Bestand, gelb für Abbruch und rot für Neubau – verwendet Es können aber
auch Nutzer definierte Darstellungen verwendet werden
ƒ Revisionsmodell:
Lediglich das Ergebnis der Umbauplanung wird dargestellt Die
abgebroche-nen Bauteile sind nicht sichtbar
Während der Planung bleibt somit die Bestandsgeometrie unverändert im
Gebäudemodell erhalten, lediglich die Sicht auf das Modell wird in Abhängigkeit
von der betrachteten Phase angepasst
Abb.: 4.8 CAAD-Umbauplanung: Bestandsplan (links) und Umbaumodell (rechts), System PALLADIO X, acadGraph
Trang 315 Rechtliche und wirtschaftliche Grundlagen
Die Bauaufnahme als maßliche und inhaltliche Erfassung der Bausubstanz
war schon immer eine Leistung von Baumeistern und Architekten Einen guten
geschichtlichen Überblick gibt dazu Petzold [26] Ein vorhandenes Gebäude in
Rissen zu dokumentieren, spiegelt sich in zahllosen historischen und
neuzeitli-chen Darstellungen wieder
Die Planungsleistung des Architekten ist rechtlich als „eine dem Gesamtergebnis
geschuldete Leistung bzw Tätigkeit“ (siehe Literatur zum Architektenrecht, unter
anderem Neuenfeld [24]) zu sehen
Welche Leistungen dazu im Einzelnen zu erbringen sind, ist in der HOAI [17]
nicht festgelegt Dennoch ist der Architekt verantwortlich „alle notwendigen
Leistungen“ für eine gesicherte Planung zu erbringen Am Ende steht das
zum bestimmungsgemäßen Gebrauch geeignete Bauwerk, bzw im Falle des
Planens im Bestand und in der 'HQNPDOSÀHJHGDVXPJHEDXWHPRGHUQLVLHUWH
oder restaurierte Gebäude Inwiefern die Erfassung des Bestandsgebäudes
dort mit eingeschlossen ist, bleibt offen In Deutschland besteht lediglich die
HOAI als rechtsverbindliche Vorschrift für die Vergütung von (Teil-) Leistungen
des Planens, die zum oben genannten Ergebnis führen Im Grunde genommen
ist sie die einzige Beschreibung, wo ein „Leistungskatalog“ für typische und
QRWZHQGLJH 7HLO /HLVWXQJHQGHV3ODQHUVJHVFKLOGHUWXQGPLWHLQHP¿QDQ]LHO-len Gegenwert versehen ist Die Leistungen, die alle Tätigkeiten zum maßlich
wie inhaltlich-fachlichen Erfassen einschließen, sind dabei aber als so genannte
„Besondere Leistungen“ aufgeführt und nicht weiter aufgeschlüsselt
Abb.: 5.1 Grundriss Johanneskirche Gera (links) und Koopera- tive Gesamtschule Jena (rechts), nitschke-donath architekten weimar
Trang 3226 5 Rechtliche und wirtschaftliche Grundlagen
u.a.
Erstellen von Bestandsplänen
Im vorangehenden Kapitel zum Planen im Bestand wurde inhaltlich begründet, dass die Bestandsaufnahme (Geometrie + Sachdaten) zu den unabdingbarenund unmittelbar in die Planung zu integrierenden Leistungen gehört
Die Praxis sieht anders aus und ist von Projekt zu Projekt verschieden rien der Bestandsaufnahme Kapitel 15 - 18) Oft existieren zeichnerische Dokumentationen, von denen der Auftraggeber gern voraussetzt, dass dieseals Ausgangslage für die Planung genügen, so dass der Architekt also keine
(Szena-„Besonderen Leistungen“ gelten machen kann
Hier ist Vorsicht geboten: Bei der Übernahme vorhandener Pläne sollte die Gewährleistung für diese vertraglich ausgeschlossen werden Ansonsten haftet der Planer bei fehlenden oder falschen Informationen gegenüber dem Auftraggeber Den Auftraggeber frühzeitig über mögliche Konse- quenzen falscher Ausgangsinformationen zu informieren, obliegt der
%HUDWXQJVSÀLFKWGHV$UFKLWHNWHQ
In anderen Fällen wird ein externes Büro, welches Erfassungsleistungen tet, beauftragt, derartige Pläne zuzuarbeiten Hier besteht die Gefahr, dass dievorhandenen Unterlagen unkritisch übernommen bzw nicht mit baufachlichemSachverstand überprüft werden Des Weiteren besteht das Problem, dassdie komplexen Gebäudeinformationen sich nur ungenügend in der Semantikvon Zeichnungen und textlichen Beschreibungen wiedergeben lassen Hinzukommt, dass unterschiedliche Projekte verschiedene Ausgangsdaten verlangen: Während teilweise einfache Raumübersichten ausreichend sind, bedarf es ananderer Stelle komplexer detaillierter 3D-Bauteilmodelle für eine CAAD-Bear-beitung
anbie-Im Fortgang des Buches wird deshalb eine schrittweise Anreicherung des digitalen Modells mit Gebäudeformationen parallel zur Planung begründet und die Werkzeuge dazu beschrieben.
Tab.: 5.1
Bestandserfassung als
Be-sondere Leistung (HOAI)
4.4
Bauwerksinforma-Ź
tionsmodell
Trang 335 Rechtliche und wirtschaftliche Grundlagen
In diesem Zusammenhang stellt sich die Frage nach Verantwortung und Haftung
8QWHUOlVVW GHU 3ODQHU HLQH GHWDLOOLHUWH PDOLFKH ZLH IDFKVSH]L¿VFKH
8QWHUVX-chung, wozu auch Holzschutzgutachten, statische Gutachten, Bodengutachten,
Materialgutachten oder Brandschutzgutachten zählen, so trägt er die
Verant-ZRUWXQJXQGVLHKWVLFK±ZLHGLH3UD[LV]HLJW±RIWUHFKWOLFKHQXQG¿QDQ]LHOOHQ
Klärungen ausgesetzt
Mittlerweile gelebte Praxis bei kleineren und mittleren Projekten ist der Umstand,
dass „sich der Architekt selbst kümmern muss“, womit er auch gut beraten ist Mit
den Experten der einzelnen Ingenieur- und Fachdisziplinen zu einer detaillierten
Einschätzung zu kommen, muss das Ziel einer jeden Planung sein, die sich im
einfachsten Fall in einer Baudokumentation niederschlägt Im
wünschenswer-teren Fall in einer projektbegleitenden, laufend aktualisierten Fortschreibung
der Gesamtsituation, also des Bestandes, sowie der planerisch erarbeiteten
Informationen bzw Änderungen des Objektes Dies schließt keinesfalls aus,
dass der Architekt Experten für die maßlich-geometrische Erfassung sowie die
konstruktions- bzw materialbezogene Zustandsbeschreibung hinzuzieht Dem
Architekten obliegt es, dazu einen integrierenden, realistischen Gesamteindruck
zu erarbeiten
An dieser Stelle schließt sich die Frage nach der Vergütung dieser Leistungen
an Hierfür existieren zahlreiche Empfehlungen und Richtlinien, die alle
unver-bindlich, da als „Besondere Leistungen“ frei auszuhandeln sind
Wie für planerische Leistungen des Architekten, bildet auch für die
Bestandser-fassung der § 15 – Leistungsbild Objektplanung für Gebäude, Freianlagen und
raumbildende Ausbauten – der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure,
die Grundlage für die Leitungsvergütung, in dem die Bestandsaufnahme als
„Besondere Leistung“ zu honorieren ist [17]:
Die Architektenkammer Berlin hat für die Vergütung der Erstellung von
Bestandsplänen und der Bestandserfassung auf Basis der HOAI ein
)DOWEODWW±+LQZHLVH]X+RQRUDUHQIU%HVRQGHUH/HLVWXQJHQEHL8PEDX
0RGHUQLVLHUXQJXQG,QVWDQGVHW]XQJLP:RKQXQJVEDX±KHUDXVJHJHEHQ
welches auch online verfügbar ist (www.ak-berlin.de).
Das Internet-Portal baunetz.de bietet als Service einen
Online-Kosten-rechner für die Bestandsdatenerfassung Dieser ermittelt anhand der
%UXWWRJHVFKRVVÀlFKHGHP*HElXGHW\SXQGGHP6FKZLHULJNHLWVJUDGGHU
*UXQGULVVVWUXNWXUGHP$FKVV\VWHPXQGGHU2EHUÀlFKHQVWUXNWXUHWFGHQ
entsprechenden Honoraransatz
(www.baunetz.de/fachplaner/kostenrech-ner_bestandsdatenerfassung).
Zusätzlich zu diesen in den Leistungsphasen verankerten „Besonderen
Leistun-gen“ können u.a folgende weitere (Bauaufnahme-) Leistungen für Umbauten
und Modernisierungen vereinbart werden:
www.ak-berlin.de Ź
www.baunetz.de Ź
Trang 3428 5 Rechtliche und wirtschaftliche Grundlagen
maßliches, technisches und verformungsgerechtes Aufma߃
ƒ Schadenskartierung, BefunduntersuchungenErmitteln von Schadensursachen
ƒ
Fachlich sollten sie ohnehin Bestandteil einer planungsbegleitenden nahme sein Die Honorarordnung besagt nur, dass für diese Arbeiten auch eine gesonderte Vergütung erwirkt werden kann
Bauauf-Über den Umfang des Honorars bei Planungen im Bestand gibt der § 24 –Umbauten und Modernisierungen von Gebäuden – insofern Auskunft, als eineErhöhung des Honorars laut Honorartafel je nach Schwierigkeitsgrad zwischen20% und 33 % zu vereinbaren oder die Honorierung für die Grundlagenermitt-lung (LP 1) zu erhöhen ist
Eine normierte Grundlage für den Inhalt der zeichnerischen Dokumentation der Bauaufnahme bietet die DIN 1356 Teil 6 (Technische Produktdokumentation - Bauzeichnungen - Bauaufnahmezeichnungen) Neben den notwendigen zeich-nerischen Inhalten werden auch erforderliche textliche Inhalte, sowie eine Syste-matik zur Dokumentation von Bauschäden aufgeführt Die notwendigen Inhalte der Bestandsdokumentation leiten sich aus dem voraussichtlichen Verwen-dungszweck ab und werden in zwei Informationsdichten unterschieden:
Informationsdichte I Zeichnerische Darstellungen Textliche Inhalte ƒ/DJHSODQ 0
ƒ]XP9HUVWlQGQLVGHUBauaufnahme dige Grundrisse, $QVLFKWHQ6FKQLWWHQ 0
notwen-1:100) ƒ«
ƒ5DXPEH]HLFKQXQJPLW*UXQGULVVÀlFKH ƒ1XW]HU1XW]XQJVDUW
ƒ%DXZHUNVW\S
ƒ « Informationsdichte II
Zeichnerische Darstellungen Textliche Inhalte ƒ/DJHSODQ PLQGHVWHQV0
ƒ]XP9HUVWlQGQLVGHUBauaufnahme notwendige Grundrisse, Ansichten, Schnitten PLQGHVWHQV0
ƒ «
ƒPLQGHVWHQV,QKDOWHGHU6WXIH, ƒ.RQVWUXNWLRQXQG6WUXNWXUGHU:lQGH Böden, Decken
ƒ%H]HLFKQXQJYRQ%DXPDWHULDOXQG)DUEHQ
ƒ «
1HEHQHLQHU$XÀLVWXQJQRWZHQGLJHU]HLFKQHULVFKHUXQGWH[WOLFKHU ,QKDOWHIKUWUdie Norm eine große Anzahl von Zusatzleistungen auf, die in Abhängigkeit vonder Aufgabenstellung beauftragt werden können
Beispiele hierfür sind u.a.:
Graphische Darstellungen vom Bestand wie Computerbilder und ƒ
Trang 35gen, Aswerten von Archivunterlagen
nachvollziehbare fotografische Dokumentation mit genauen Angaben zum
ƒ
Zeitpunkt und den Umständen der Aufnahme (Nummer, Ort, Kamera)
Baurecht (öffentlich-rechtlichen Belange)
ƒ
Vertragsrecht (privatrechtliche Belange wie Miet- und Wohnrechte)
ƒ
Für die Angabe von Flächen und Rauminhalten bei der Bauaufnahme –
insbe-sondere bei deren Erfassung für das Facility Management – sind folgende
Richt-linien und Normen relevant:
ƒ DIN 277 – Grundflächen und Rauminhalte im Hochbau:
Grundlage für alle Flächenermittlungen im Hochbau, die allerdings einen
gewissen Handlungsspielraum lässt, da nicht alle Situationen vollständig
berücksichtigt werden
Richtlinien zur Berechnung der
ƒ Mietfläche der Gesellschaft für
Immobilienwirt-schaftliche Forschung (GiF):
Festlegung der Zugehörigkeit der Flächen nach DIN 277 zur tatsächlichen
Mietfläche und Regelungen zu deren Berechnung und Darstellung
Verordnung zur Berechnung der
Flächenberechnung von Wohnflächen im öffentlich geförderten Wohnungsbau
(verbindlich seit 2004, löst damit die zweite Berechnungsverordnung (II.BV)
für Wohnfläche ab)
Diese Normen und Richtlinien können allerdings nur eine Handlungshilfe
darstel-len Ihre Anwendung ist von Fall zu Fall mit dem Auftraggeber bzw Bauherrn
abzuwägen
Neben den vereinbarten Zusatzleistungen, sind insbesondere auch die
Leistun-gen in den Vertrag aufzunehmen, die nicht auszuführen sind (beispielsweise die
Durchführung von Befunduntersuchungen), um sich gegenüber dem
Auftragge-EHUUHFKWOLFKDE]XVLFKHUQ'HU%HUDWXQJVSÀLFKWGHV$UFKLWHNWHQ
REOLHJWHVDOOHU-dings, den Auftraggeber zu informieren, welche Informationen tatsächlich
benö-tigt werden Hierzu sind umfangreiche Begehungen zu Beginn geboten Diese
können an sich schon zeit- und arbeitsaufwendig sein und sind zumeist nicht
Bestandteil der vereinbarten Leistung
Ebenso Teil dieser Beratung bzw Vertragsregelung ist es zu klären, wer die
aufgenommenen Daten sowohl während der Planung und Ausführung, als
auch nach Abschluß der Baumaßnahmen zum Zwecke der Dokumentation
Messungen
Trang 36Die Kapitel 6 bis 13 beschreiben praxisnah die Verfahren der geometrischenBauaufnahme Zu Beginn erfolgt ein Einblick in die Methoden übergreifende Systematik.
Das Kapitel 14 gibt einen Überblick über aktuelle Forschungsentwicklungenbezüglich einer interpretierenden planungsbegleitenden Erfassung
Trang 376 Grundlagen und Systematik der Geometrieerfassung
Die Entwicklungen der letzten Jahre im Bereich der Hard- und Software, sowie
im Bereich der geodätischen Vermessungsinstrumente haben die Gewichtung
der Erfassungsverfahren von rein händischen Techniken zum digital gestützten
Aufmaß verschoben – Tendenz steigend Trotz dieser Verschiebung behalten
die Grundprinzipien und Systematiken ihre Relevanz – angepasst an neue
Tech-niken
6.1 A BBILDUNG UND M ODELLIERUNG
Ziel eines jeden Bauaufmaßes ist die modellhafte Abbildung der gebauten
Struk-tur Dies erfolgt „klassisch“ durch Darstellung in verschiedenen
zweidimensiona-len, maßstäblichen Zeichnungen: Immer seltener analog als handgezeichneter
Plan oder zunehmend, und heute als Standard anzusehen, abgeleitet aus einem
digitalen Gebäudemodell (CAD-Zeichnnung oder CAAD-Modell)
4.1
Ź 2D-und Linienmodell
3D-Abb.: 6.1 Prinzip der Abbildung eines dreidimensiona- len Gebäudes in Form von horizontalen und vertikalen Schnittebenen
Trang 3832 6 Grundlagen und Systematik der Geometrieerfassung
Die Zeichnungen selbst bilden horizontale (Grundrisse) und vertikale Schnitteund Ansichten (Schnitt- bzw Abbildungsebenen) durch das dreidimensionale Gebäude Dabei sind Anzahl und Lage der Schnitte so zu wählen, dass dasGebäude in seiner baulichen Struktur, Konstruktion und Gestalt ausreichend genau verstanden werden kann
Sämtliche relevante Bauteile sind
zu schneiden Dabei ist es durchaus üblich und meist unproblematisch, wenn es Sprünge in der Schnittebene gibt Objektkanten über der Schnitte- bene werden auf diese abgelotet und als Punktlinie dargestellt, verdeckte
Bauzeichnungen: Arten, Inhalte und Grundregeln der Darstellung ).
Bei Gewölben sollte die Schnittebene immer in Kämpferhöhe liegen und nicht durch den Bogen gehen Die Gewölbe- kappen sind im Grundriss umgeklappt als Punkt- oder Strichlinie darzustellen.
'DFKVWKOHVROOWHQDP$XÀDJHUSXQNW
der Sparren geschnitten werden.
Sichtbare Elemente des Dachstuhles werden wiederum auf die Schnittebene DEJHORWHWXQGDOV3XQNWOLQLH±QDFK
',1±RGHU6WULFKOLQLHGDUJHVWHOOW
Die Abbildungsebenen sind vor dem eigentlichen Messvorgang in ihrer Lagefestzulegen (möglichst parallel zu den Gebäudeachsen und orthogonal zueinan-der) und in allen Zeichnungen zu dokumentieren Die gemessenen Objektpunkte werden in ihrer senkrechten Projektion zur Abbildungsebene angetragen
Abhängig von der Gebäudeform ist dies nicht immer möglich bzw sinnvoll Teilweise können auch Schrägansichten angefertigt werden, sofern diese zum besseren Verständnis des Gebäudes beitragen
Neben der zweidimensionalen Abbildung des Bestandes ergeben sich durch Verwendung moderner CAAD-Systeme verschiedene Möglichkeiten der dreidi-mensionalen Modellierung Die Art der Modellierung kann dabei von der einfa-chen Abbildung mit Hilfe von 3D-Konturen (Linienmodell) über die DarstellungLQ)RUPHLQHV2EHUÀlFKHQXQG9ROXPHQPRGHOOVELV]XUNRPSOH[HQModellie-rung von 3D-Bauteilen innerhalb eines BIM-Systems erfolgen Welche Form der Modellierung gewählt wird, ist abhängig von der Aufgabenstellung und dem
Trang 396 Grundlagen und Systematik der Geometrieerfassung
Zweck der Bauaufnahme Oftmals dient ein gemessenes, zum Teil rudimentäres
3D-Modell lediglich als Zwischenschritt zur Ableitung von zweidimensionalen
Darstellungen oder eines anschaulichen Visualisierungsmodells
6.2 G ENAUIGKEITEN
Eine Bestandsaufnahme hat immer mit größtmöglicher Sorgfalt und damit auch
immer genau zu erfolgen Dennoch ist das Messen auch eine Näherung der
vorhandenen Situation Entscheidend ist die Interpretation der Situation, die der
Aufnehmende vorzunehemn hat Ist diese Wand gerade? Reichen zwei Punkte
zur Abbildung aus? Dies sind Fragen, die der Aufzunehmende an jeder Stelle zu
beantworten hat Bei der Dokumentation der Bestandsgeometrie ist immer mit
maßlichen Abweichungen zum Original zu rechnen Der Grad der Abweichung –
die Genauigkeit – ist maßgeblich durch folgende Faktoren bestimmt:
verwendete Messgeräte bzw Verfahren
Es ist nahe liegend, dass die unterschiedlichen Messgeräte auch
unterschied-liche Messgenauigkeiten (auch als Gerätegenauigkeit bezeichnet) aufweisen
Heutige elektronisch arbeitende Messgeräte sind sehr genau und haben in der
Gebäudeaufnahme, wo vornehmlich geringe Distanzen zu messen sind, keinen
(LQÀXDXIGLH4XDOLWlWGHU(JHEQLVVH:LHVFKRQEHWRQWNRPPWHVYLHOPHKUDXI
die richtige Interpretation an
Laserdistanzmesser Tachymeter Tachymeter Laserscanner Messgenauigkeit ± 0,15 cm ± 0,15 cm < 0,2 cm < 0,2 cm < 0,5 cm
Diese Werte sind ein Maß für die Nachbarschaftsgenauigkeit (relative
Genauig-keit) zwischen zwei benachbarten Punkten Viel entscheidender für die
Gesamt-genauigkeit ist aber die Art und Weise, wie der Bezug der Einzelmessungen
zuei-nander hergestellt wird Dies trifft für die direkt aufeizuei-nander folgende Messungen
zu, wie z.B die Verwendung von additiven Maßen oder Kettenmaßen im
Hand-aufmaß Auch für alle Messungen über Räume und (Geschoß-) Ebenen ist dies
durch die Einrichtung eines örtlichen Bezugssystems zu berücksichtigen Aus
aller Messungen ergibt sich die Gesamtgenauigkeit (absolute Genauigkeit), also
die Maßgenauigkeit beliebiger Punkte im Gebäude zueinander
Tab.: 6.1 Messgenauigkeiten verschiedener Erfassungsgeräte
8
Ź Handaufmaß 6.4
Ź Herstellen geometrischer Bezüge
Trang 4034 6 Grundlagen und Systematik der Geometrieerfassung
Eine Angabe über Nachbarschaftsgenauigkeit und Gesamtgenauigkeit der Vermessung sollte immer Vertragsbestandteil sein Bei Industriebauten ist durchaus eine Gesamtgenauigkeit (von Werksecke zu Werksecke) von 15
mm und eine Nachbarschaftsgenauigkeit von 5 mm erreichbar.
Erfassungsgenauigkeit
Unabhängig von der Art des verwendeten Messgerätes oder der Messmethodikerfolgt zunächst immer eine Auswahl der einzumessenden Objektpunkte durchden Aufnehmenden Eine Messung stellt dabei immer eine Näherung an dasOriginal dar Der Grad der Näherung wird durch Anzahl und Lage der gemes-senen Punkte bestimmt Wie genau diese Punkte ausgewählt werden könnenZLUG PDJHEOLFK GXUFK GLH %HVFKDIIHQKHLW GHU 2EMHNWREHUÀlFKH E]Z NDQWHQbestimmt Ist eine Objektkante präzise geschnitten kann der Messpunkt genauer LGHQWL¿]LHUWZHUGHQDOVZHQQGLHVHYHUZLWWHUWYRU]X¿QGHQLVW %HLGHU(UIDVVXQJwird somit eine erste Generalisierung der Geometrie vorgenommen
Bei präzisen Objektkanten
(links) können Messpunkte
JHQDXHULGHQWL¿]LHUWZHU- UU
den, als bei verwitterter
Objektgeometrie (rechts)
...nisse der Bestandsplanung.
Im Rahmen einer Forschungsarbeit an der Bauhaus-Universität Weimar
wurde das Konzept einer Bestands integrierenden Planung auf Basis... Rechtliche und wirtschaftliche Grundlagen
Die Bauaufnahme als maßliche und inhaltliche Erfassung der Bausubstanz
war schon immer eine Leistung von Baumeistern und Architekten... data-page="32">
26 Rechtliche und wirtschaftliche Grundlagen
u.a.
Erstellen von Bestandsplänen
Im vorangehenden Kapitel zum Planen im Bestand wurde inhaltlich