Theorie und Praxis des terrestrischen Laserscannings - Página web ...

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5. Tutorial zur Denkmalpflegeanwendung: Kirche St. James
(präventive Bestandsaufnahme)
5.1. Einführung und technische Information
Dieses Tutorial erklärt das Vorgehen bei der Aufnahme von komplexen Gebäuden mittels
terrestrischer Laserscanner. Zudem wird die Verknüpfung von Innen- mit Außenaufnahmen
behandelt. Hauptaugenmerk liegt dabei auf der Registrierungsphase und auf der
Modellierungsphase in 2D und 3D mit Hilfe zusätzlicher Software.
5.2. Problembeschreibung
Die Kirche St. James befindet sich in Leuven, Belgien. Der Baubeginn des Westturms der
Kirche geht auf das Jahr 1220 zurück. Während mehrerer, aufeinander folgender Bauphasen
wurde die romanische Kirche durch Bauteile im frühgotischen Stil erweitert und ersetzt. Das
hölzerne Dach der Mittel- und Seitenschiffe wich einem gemauerten Gewölbe. Zusätzliche
Strebepfeiler verliehen der Kirche mehr Stabilität. Die Kirche misst in der Länge 62 Meter, in der
Breite 38 Meter und die Höhe beträgt 28 Meter bis zum Dachfirst (ohne Turm).
Da sich das Bauwerk auf einem ehemaligen Moor befindet ist die Tragfähigkeit des
Untergrundes begrenzt und in der Vergangenheit traten differentielle Setzungen auf. Deshalb
mussten immer wieder Restaurierungsarbeiten durchgeführt werden. 1963 wurde jedoch
beschlossen, die Kirche wegen auftretender starker Risse und der Gefahr eines möglichen
Einsturzes endgültig zu schließen. Über die Jahre wurden zahlreiche Erhaltungsmaßnahmen
ergriffen, um den Verfall der Kirche zu stoppen bzw. zu verlangsamen. So wurden z. B.
Stützgerüste im Inneren aufgestellt. Im Jahre 1995 schließlich beschloss die Stadt Leuven die
Kirche als Ganzes zu restaurieren und sie in ihren Originalzustand zurück zu versetzen. Die
Kirche soll zukünftig als multikultureller Raum verwendet werden.
Bevor mit Restaurierungsarbeiten an der Kirche begonnen wird, sollten einige Punkte beachtet
werden:
• Die Kirche wurde sehr oft und über viele Jahre hinweg durch Ergänzungen, Renovierungen
und durch Ersetzen von Teilen des Gebäudes verändert. Es bedarf einer sorgfältigen
Vermessung um genaue und aktuelle Bestandspläne und Querschnitte zu erhalten. Ihre
Geometrie soll schlussendlich als 2D-Zeichung vorliegen.
• Um den gegenwärtigen statischen Zustand des Gebäudes abschätzen zu können,
insbesondere die Gewölbe und einige Teile der Wände, welche sich im Laufe der Jahre
verformt haben können, ist es notwendig, diese Bauelemente zu vermessen. Anschließend
können diese dann mit ihrer geometrischen Idealform verglichen werden. Weiters wird ein
volles 3D-Modell dieser Bauelemente gefordert, das in einem späteren Arbeitsschritt auch
für die Finiten-Elemente-Methode (FEM) verwendet werden kann. Durch den Gebrauch von
solchen Datensätzen können angemessene strukturelle Unterstützung und/oder
Verstärkungstechniken gewählt werden, die die Kirche vor weiterem Verfall schützen.
• Die Fundamente der Kirche sollen ebenfalls überprüft und verstärkt werden. Weitere
Setzungen sollen somit vermieden werden und die Struktur des Gebäudes für die Zukunft
gesichert werden. Diese schwierige Aufgabe wird von Bauingenieuren mit Hilfe von
Hochpräzisionsgeräten bewältigt.
In der Vergangenheit traten mehrmals strukturelle Probleme der Kirche auf. Diese bedingten
Um-, Zu- und Neubauten:
• 1484-1485: Errichtung des Glockenturms aus Mauerwerk und Holz über der Vierung
(Kreuzung zwischen Hauptschiff und Querschiff); Abbruch 1735 wegen zunehmenden
Verfalls;