Wie 3D-Scanning bei der Restaurierung antiker Bauten helfen kann

Beim Building Information Modelling, kurz BIM, handelt es sich um einen relativ neuen Ansatz, der die Baubranche tiefgreifend verändert hat. Der Begriff BIM beschreibt den Prozess der Entwicklung und Verwaltung von Daten zu einem Bauprojekt während dessen gesamten Lebenszyklus. Fachleute setzen es beim Bau neuer Gebäude und Bauwerke unter Einbeziehung des Lebenszyklus vom Entwurf bis zum Abriss ein.

Dabei werden Methoden wie das 3D-Scanning genutzt, die bei der Aufzeichnung, der Erhaltung und Bewahrung älteren Gebäudebestands nützlich sein können. Mit dieser modernen Technik lassen sich historisch bedeutsame Bauwerke erhalten.

Was bedeutet 3D-Scanning?

3D-LaserscannerBeim 3D-Scannen tastet der Laser die Oberfläche eines Gebäudes, Bauwerks oder Terrains ab. Mehrere Tausend Laserimpulse pro Sekunde erlauben unglaublich präzise Messungen zwischen Punkten und lassen ein dreidimensionales Bild aus XYZ-Koordinaten entstehen - die sogenannte Punktwolke.

Die Punktwolke stellt die Rohdaten einer Vermessung dar, die sich jedoch mit einer Modellierungssoftware in umfassende 3D-Standortmodelle umwandeln lassen. Dies ermöglicht die Detailplanung eines Bauvorhabens bei der Konzeption und Bauausführung. So lassen sich bei der Restaurierung und beim Denkmalschutz Rauminformationen und physische Daten über ein Gebäude erheben, oder der Denkmalpfleger kann eine Lösung für spezifische Problembereiche finden.

3D-Laserscanner, die auf dem Boden eingesetzt werden, lassen sich entweder (auf einem Stativ) fixieren oder als Handkamera verwenden. Bei architektonischen Projekten kommt ebenfalls die luftgestützte Datenerfassung vom Flugzeug aus zum Einsatz, besser bekannt als LIDAR (Light Detection and Ranging - Licht- und Abstandsmessung.)

 

 

Erstellung eines architektonischen 3D-Archivs

Digitale Konservierung ist ein neues Konzept im Denkmalschutz und in der Archäologie. 3D-Scanner liefern in Verbindung mit digitaler Film- und Fototechnik ein vollständiges Bild eines Terrains oder Bauwerks. Archäologen erhalten so nicht nur eine reale Ansicht des jeweiligen Terrains, sondern können dessen Aussehen vor Jahrhunderten oder Jahrtausenden auf digitale Weise rekonstruieren.

Pompeii

CyArk ist eine Non-Profit-Organisation, die an der globalen digitalen Aufzeichnung des historischen Welterbes arbeitet. Stätten wie Mount Rushmore, das Brandenburger Tor in Berlin und die antike Stadt Pompeii in Italien wurden bereits mithilfe von Laserscanning-Techniken vermessen.

Elizabeth Lee, Vizepräsidentin von CyArk, erklärte gegenüber der Technologie-Website Gizmodo: „Ich denke, dass wir in den Bereichen Archäologie und Denkmalschutz einen enormen Wandel einleiten. Wir betrachten unsere Arbeit – die Idee der digitalen Konservierung – als eine Art Paradigmenwechsel für die gesamte Branche.“

Und weiter: „Sobald die Daten vorliegen, kann man alles Mögliche damit machen: Schnitte durch das Gebäude, Videoanimationen erstellen, Teile der Daten in ein CAD-Konstruktionsprogramm für Zeichnungen und Bearbeitungen einlesen, virtuelle Rundgänge entwickeln oder Präzisionsmodelle erstellen.“

Restaurierungsvorhaben

Digitale Archäologie spielte ebenfalls bei der Ruine des Coatfrec-Schlosses in der Bretagne eine große Rolle, doch in diesem Fall erwiesen sich die digitalen Scans darüber hinaus als hilfreich bei der physischen Restaurierung. Eine Kombination aus 3D-Scanning, Modellierung und Analyse ermöglichte die Kartierung der bestehenden Gebäudeteile und eine anschließende Beurteilung der strukturellen und physischen Verbindungen zu den nicht mehr vorhandenen Bauteilen.

Auch beim Projekt Historic England (vormals English Heritage) kommen seit neuestem Laserscanning-Techniken umfassend zum Einsatz. Ebenso wie CyArk nutzt die Organisation digitale Scans zur Archivierung sowie für ein tiefergehendes Verständnis historischer Stätten. Diese Methode sei besonders nützlich „wenn ein Merkmal, Bauwerk oder eine Stätte für immer verloren ist oder weitreichend verändert wurde, wie dies etwa bei archäologischen Ausgrabungen oder einsturzgefährdeten Bauwerken der Fall ist“.

Ein weiterer Anwendungsbereich von 3D-Scanning wird bei physischen Restaurierungs- und Konservierungsprojekten gesehen, insbesondere bei der Prüfung von baulichen und räumlichen Gegebenheiten und der Analyse von Witterungs- und Umwelteinflüssen, Trittschall und Vandalismus. Anhand der Ergebnisse können Denkmalpfleger die notwendigen Maßnahmen veranlassen. Zudem lassen sich Gebiete oder Gegenstände anhand digitaler Daten exakt nachbilden. Die Nachbildungen lassen sich an der exakten Position des ursprünglichen Artefakts betrachten oder können bei einer Restaurierung in ein Bauwerk eingesetzt werden.

Angesichts der Vielzahl von Anwendungen, darunter auch der Erhalt und die Nachbildung von historischen Bauwerken, können wir mit Sicherheit sagen, dass Technologien wie das 3D-Scanning sich in Zukunft weiterentwickeln und eine größere Verbreitung finden werden. Ebenso ist es kein Geheimnis, dass 3D-Scanning künftig eine große Rolle bei der Konstruktion von Neubauten spielen wird und zu größerer Nachhaltigkeit beitragen kann.Weitere Informationen zum 3D-Scanning und Beispiele, wie sich die Technik entwickelt hat, finden Sie auf unserer Webseite oder in unserem Bericht, den Sie kostenlos herunterladen können.