BIM sei Dank - Die Restaurierung und Rekonstruktion von Notre-Dame

April 18, 2019

Digitaler Scan der Kathedrale Notre-Dame in Paris. Bild © Andrew Tallon

Die Kathedrale Notre-Dame, eines der berühmtesten Symbole für architektonische Schönheit und Geschichte in Paris, wurde am Montag, den 15. April 2019, durch einen Brand teilweise zerstört. Der Brand in der 850 Jahre alten Kathedrale in Paris breitete sich schnell durch die weitgehend hölzerne Struktur der Kathedrale aus, bevor es unter Kontrolle gebracht wurde. Das Denkmal, dessen Bau fast 200 Jahre gedauert hatte, wurde innerhalb weniger Minuten teilweise zerstört.

Während viele der Objekte aus der Kathedrale Notre-Dame von den rund 400 Feuerwehrleuten gerettet werden konnten, fiel der 1860 erbaute Turm beim Brand in sich zusammen. Auch das Dach der Kathedrale, das zu einem der ältesten Dächer dieser Art weltweit gehört, wurde stark beschädigt.

Obwohl dies für alle, die das historische Gebäude lieben, zutiefst bedauerlich ist, gibt es einen Silberstreifen am Horizont: Frankreich hat bereits versichert, die Kathedrale Notre-Dame wieder aufzubauen. Und mit der heutigen Bautechnologie ist es nur eine Frage der Zeit, bis die Architekturikone wieder in ihrem ursprünglichen Glanz erstrahlt. Insbesondere die Kombination aus Building Information Modeling (BIM) und 3D-Laserscanning-Technologie macht es relativ schnell und einfach, Notre-Dame  wieder aufzubauen und zu restaurieren.

Notre-Dame's Rettung

Im Jahr 2015 hat der Architekturhistoriker Andrew Tallon mit einem 3D-Laserscanner die gesamte Kathedrale aufgenommen und ein genaues digitales Bild des Gebäudes erstellt. Dieser detaillierte Scan, eine sogenannte Punktwolke, bildet die Grundlage für das gesamte Sanierungs- und Restaurierungsprojekt. Er zeigt genau, wie das Gebäude von innen und außen aussieht, so dass alle, die an der Sanierung des Gebäudes arbeiten, ihre Bemühungen koordinieren und auf das gleiche Ergebnis hinarbeiten können.

Was ist 3D-Scannen?

Das Laserscanning, wie es im Bauwesen eingesetzt wird, ist ein 3-stufiger Prozess:

  1. Scannen - Mit einem 3D-Laserscanner werden Millionen von Messpunkten schnell erfasst und gespeichert. Einmal gemessen, sehen diese Punkte wie eine "Wolke" aus und geben eine genaue 3D-Ansicht des gescannten Bereichs. Um eine Punktwolke aus einem großen, unregelmäßigen Raum wie Notre-Dame zu erstellen, wurde der Scanner an verschiedene Positionen platziert und so entstanden überlappende Punktwolken, die kombiniert wurden.
  2. Registrieren - Sobald eine Reihe von Punktwolken vom 3D-Laserscanner hochgeladen werden, kann die Scansoftware die einzelnen Scans zu einem zusammengesetzten 3D-Punktwolkenmodell zusammenfügen. Dies wird als "Registrierung" der Scans bezeichnet. Nach der Registrierung kann das zusammengesetzte 3D-Modell der Punktwolke entweder unverändert in andere Anwendungen exportiert oder mit einer Modellierungssoftware detailliert dargestellt werden, um intelligente, modellierte Objekte zu erstellen.
  3. Detail - Die Detaillierung eines 3D-Punktwolkenmodells beinhaltet den Einsatz einer Detaillierungssoftware, um die verschiedenen vom Scanner erfassten Komponenten in datenreiche BIM-Komponenten zu verwandeln, die dann auf tausendfache Weise modifiziert werden können, um die Konstruktionsdokumentation, die Fertigung, die Montage und Installation sowie weiteres zu dokumentieren.

Wie kann das 3D-Scannen Notre-Dame retten?

Im Jahr 2015 schloss Tallon den ersten und zweiten Schritt in diesem Prozess ab. Dies gibt den Sanierern einen erheblichen  Vorsprung, da sie die bestehende 3D-Punktwolke ausarbeiten können , um ein voll funktionsfähiges, konstruierbares  Modell für den gesamten Umbau  erstellen zu können.

3D-Scanning wird routinemäßig im gesamten Gebäudeablauf eingesetzt, sowohl im Neubau als auch bei Renovierungs- und Restaurierungsprojekten. Vor der Sanierung kann das Scannen einer Struktur helfen, das Erscheinungsbild vorhandener Bauteile zu erfassen und zu erhalten. Umfangreiche 3D-Standortmodelle, die auf diesen Scans basieren, können im Planungs- und Bauprozess helfen, die Details eines neuen Bauwerks zu planen. Im Bereich der Restaurierung und des Kulturerbes können sie auch räumliche und physische Informationen über ein Gebäude erfassen oder Restauratoren dabei unterstützen, Probleme zu identifizieren und Lösungen zu finden.

Digital Preservation ist ein mit dem Scanning vergleichbares Konzept in den Bereichen Kulturerbe und Archäologie. Es verwendet 3D-Scannen in Kombination mit digitalem Film und Fotografie, um eine vollständige Darstellung eines Standorts oder einer Struktur zu erstellen. So können Archäologen nicht nur den heutigen Standort besichtigen, sondern auch digital rekonstruieren, wie er vor Hunderten oder Tausenden von Jahren ausgesehen hätte.

Obwohl die Schäden an der Kathedrale von Notre-Dame bedauerlich waren, ist es spannend festzustellen, dass der effektive Einsatz moderner Gebäudetechnik die Zeit für das berühmte Gebäude wesentlich zurückdrehen kann. Wir freuen uns, dass  dank BIM- und 3D-Laserscanning-Technologie, das Gebäude wieder in seinem ursprünglichen Glanz erstrahlen kann.

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