Jubiläumsschrift zum 10. Wettbewerb - Auf IT gebaut

48 Bereich Architektur
Wissensbasierte Unterstützung zur Erstellung von
Produktmodellen im Baubestand
Schleinkofer, Matthias
2010 (3. Preis / Einzelarbeit)
Modellbasierte Planung gestattet die Durchführung
einer Vielzahl von Planungsaufgaben in einer ganzheitlichen
Sicht auf das Bauobjekt. Während diese in
zunehmendem Maß bei Neubauten eingesetzt wird,
findet sie im Bereich der Umbau- und Sanierungsplanung
eher geringen Zuspruch. Als wesentlicher
Grund für den beschränkten Einsatz im Altbausektor
ist das Fehlen eines räumlichen Bauwerksmodells
anzusehen, welches bislang nur unter großem manuellem
Einsatz erstellt wird.
Die vorliegende Arbeit stellt einen Weg vor, um
unter der Prämisse eines hohen Automatisierungsgrades
den Baubestand geometrisch zu erfassen und
als planungstaugliches Produktmodell aufzubereiten.
Der Einsatz terrestrischer Laserscanner erlaubt
es, einen wirtschaftlich effizienten Messablauf einzuführen.
Berührungslos und in kurzer Zeit werden die
Objektoberflächen automatisch und in hoher
Genauigkeit abgetastet. Als resultierende Messdaten
stehen Punktwolken mit einer sehr großen Anzahl an
Einzelpunkten zur Verfügung. Die weitere Bearbeitung
kann in örtlicher Distanz zum Objekt erfolgen.
Die Punktwolken werden zu einer Gesamtpunktwolke
vereinigt und ausgedünnt – Letzteres um die
Verteilung der Messpunkte zu homogenisieren. Im
nachfolgenden Schritt findet eine Dreiecksvernetzung
der Punkte statt. Benachbarte Dreiecke, die eine analytische
Fläche approximieren, bilden Segmente. Aus
der Verschneidung aneinandergrenzender Segmente
entsteht ein Oberflächenmodell, aus welchem sich
Volumenkörper ableiten lassen.
Zu deren weiteren Analyse werden künstliche
neuronale Netze verwendet. Mit ihnen ist es möglich,
die zunächst unbestimmten Körper als Bauteile zu
klassifizieren, ohne konkrete Entscheidungsregeln
dafür festlegen zu müssen. Diese leiten sich aus zuvor
erlernten Beispielen in Form von bestehenden CAD-
Modellen ab. Gemäß der Klassifizierung werden
schließlich, entsprechend der aufgemessenen Geometrie,
in einem Produktmodell Objekte erzeugt.
Bild (Schleinkofer) 1