BIM für die Restaurierung: Wie HBIM das Management des historischen Erbes transformiert

Die digitale Transformation betrifft den Bereich der Restaurierung und der Erhaltung des historischen Erbes erheblich. Technologien wie der 3D-Laserscanner, die Photogrammetrie, Drohnen und digitale Zwillinge ermöglichen die Erfassung äußerst präziser Informationen über bestehende Gebäude und die Erstellung von BIM-Informationsmodellen, die durch eine beträchtliche Menge an geometrischen, konstruktiven und diagnostischen Daten gekennzeichnet sind.

Die Anwendung von BIM (Building Information Modeling) im Bereich der Restaurierung bietet nützliche Werkzeuge zur Dokumentation des Ist-Zustands des baulichen Kulturerbes, zur Koordination der Planungsaktivitäten, zur Programmierung von Eingriffen sowie zur langfristigen Verwaltung und Instandhaltung. Das digitale Modell fungiert dabei als dynamisches Archiv, das Bestandsaufnahmen, historische Analysen, technische Daten und Managementinformationen in einer einzigen, gemeinsam genutzten Umgebung zusammenführt.

Die Integration zwischen digitaler Erfassung und informationsbasierter Modellierung ermöglicht es, das Wissen über das historische Artefakt zu verbessern und die Unsicherheit bei den Planungsentscheidungen zu verringern, dank eines überprüfbaren und aktualisierbaren Informationsrahmens in allen Phasen des Prozesses, von der Diagnose bis zur Erhaltung des Objekts. Die Implementierung solcher Prozesse findet operative Anwendung innerhalb von HBIM-Softwareplattformen (Historical/Heritage BIM), die es ermöglichen, digitale Erfassungen, Modelle und diagnostische Informationen integriert zu organisieren und zu verwalten, um die Aktivitäten der Analyse, Planung und Erhaltung des historischen Erbes zu unterstützen.

In diesem Artikel werden wir im Detail untersuchen, welche die wichtigsten digitalen Technologien für Restaurierungsprojekte sind, welche Daten in das BIM-Modell aufgenommen werden sollten und anhand von 3 anwendungsbezogenen Fallstudien sehen, welche Vorteile das HBIM für den Schutz des historischen Erbes bietet.

Die Restaurierung betritt das digitale Zeitalter

Die Erhaltung des historischen und architektonischen Erbes durchläuft eine bedeutende Evolution dank der Verbreitung digitaler Technologien. Während das Wissen über bestehende Gebäude bis vor wenigen Jahren überwiegend auf traditionellen Vermessungen, grafischen Ausarbeitungen und Papierarchiven basierte, ist es heute möglich, eine große Menge an Daten mit Detailgenauigkeit und Präzision zu erfassen, zu organisieren und zu korrelieren, die zuvor schwer erreichbar waren.

Unter den Werkzeugen, die die Branche transformiert haben, nimmt das Building Information Modeling eine entscheidende Rolle ein, da es einen neuen Ansatz für das Management der Informationen über das Gebäude eingeführt hat. Das BIM ermöglicht den Aufbau digitaler Modelle, in denen geometrische, materielle, historische, diagnostische und betriebliche Informationen zusammenfließen, die eine organische Darstellung des Bauwerks und seiner Veränderungen im Laufe der Zeit liefern.

Die digitale Innovation betrifft den gesamten Lebenszyklus des Objekts: von der anfänglichen Wissensphase über die Planung der Eingriffe bis hin zur anschließenden Verwaltung und Erhaltung. Die Integration von fortschrittlichen Vermessungen, Informationsmodellen und Überwachungssystemen stellt ein aktualisierbares, teilbares und leicht konsultierbares Informationsvermögen zur Verfügung, das allen Projektbeteiligten im Restaurierungsprozess zugänglich ist.

Warum BIM bei der Restaurierung nützlich ist

Eingriffe am historischen Erbe erfordern ein tiefgehendes Wissen über das Gebäude und die Fähigkeit, sehr unterschiedliche Informationen zu verwalten. Unregelmäßige Geometrien, konstruktive Schichtungen, im Laufe der Zeit erfolgte Transformationen, heterogene Materialien und diagnostische Daten machen die Restaurierung zu einem besonders komplexen Prozess.

BIM ermöglicht es, alle verfügbaren Informationen über das Objekt innerhalb eines einzigen digitalen Modells zu sammeln und in Beziehung zu setzen. Auf diese Weise bleiben geometrische Daten, Materialeigenschaften, Ergebnisse der Untersuchungen, historische Dokumentation und Planungsinformationen stets miteinander verbunden und leicht abrufbar.

Die Nutzung von BIM in der Restaurierung bietet zahlreiche Vorteile:

• zentralisiert die Informationen zum Artefakt in einer einzigen digitalen Umgebung;
• erleichtert die Koordination zwischen Planern, Restauratoren, Spezialisten und Unternehmen;
• reduziert das Risiko von Fehlern und Inkonsistenzen zwischen Unterlagen und technischen Daten;
• unterstützt die Analyse des Erhaltungszustands des Gebäudes;
• ermöglicht es, die Eingriffe zu verfolgen und zu dokumentieren, die im Laufe der Zeit durchgeführt wurden;
• fördert die Planung der Aktivitäten für Management und Wartung.

Die Vorteile sind besonders offensichtlich während der Erstellung des Restaurierungsprojekts, wenn Vermessungen, diagnostische Untersuchungen, historische Recherchen und technische Überprüfungen in ein einheitliches und ständig aktualisierbares Wissensbild einfließen müssen.

Warum BIM bei der Restaurierung nützlich ist

Die wichtigsten digitalen Technologien für die Restaurierung

Die Anwendung von BIM auf das historische Erbe basiert auf der Integration verschiedener digitaler Technologien, die die Aktivitäten der digitalen Erfassung, Analyse, informationsbasierten Modellierung und Verwaltung der Informationen unterstützen. Jede dieser Technologien erfüllt eine spezifische Funktion im Prozess des Wissens über das Bauwerk und trägt zur Erstellung immer genauerer und umfassenderer Informationsmodelle bei.

Von den Systemen zur Erfassung der Realität bis hin zu den Überwachungsplattformen ermöglichen digitale Werkzeuge es, zuverlässige Daten zu sammeln, den Erhaltungszustand der Gebäude zu dokumentieren und die Entwurfsentscheidungen zu unterstützen während aller Phasen des Eingriffs.

Im Folgenden analysieren wir die wichtigsten digitalen Technologien, die in der Restaurierung eingesetzt werden, und deren Verwendung in den Aktivitäten der digitalen Erfassung, Modellierung und Verwaltung des architektonischen Erbes.

Laserscanner 3D zur digitalen Erfassung historischer Gebäude

Die Systeme Laserscanner ermöglichen es, Millionen von Punkten im Raum zu erfassen und eine äußerst präzise dreidimensionale Darstellung des Gebäudes zu erhalten. Die Technologie ist besonders nützlich bei historischen Artefakten, die durch komplexe Geometrien, unregelmäßige Oberflächen und architektonische Details gekennzeichnet sind, die mit traditionellen Methoden schwer zu erfassen sind.

Die Hauptvorteile der Laserscanner-Erfassung umfassen:

• hohe metrische Präzision;
• schnelle Datenerfassung;
• die Möglichkeit, komplexe und dekorative Elemente zu erfassen;
• Reduzierung der direkten Messaktivitäten am Artefakt;
• Verfügbarkeit von digitalen Daten, die sofort in den nachfolgenden Arbeitsphasen verwendet werden können.

Die gesammelten Informationen bilden eine zuverlässige Grundlage für die Dokumentation des Ist-Zustands und für die anschließende BIM-Modellierung des Bestehenden.

Digitale Photogrammetrie für Oberflächen, Fassaden und architektonische Details

Die digitale Photogrammetrie ermöglicht die Rekonstruktion von dreidimensionalen Modellen aus Fotografien, die von der Erde oder von Luftplattformen aufgenommen wurden. Dank des hohen Detaillierungsgrads, der erreicht werden kann, findet diese Technologie breite Anwendung bei der Erfassung von Fassaden, dekorativen Elementen, skulpturalen Komponenten und Oberflächen, die durch besondere geometrische oder materielle Komplexität gekennzeichnet sind.

Zu den Hauptvorteilen der Photogrammetrie gehören:

• genaue Erfassung von Oberflächen und architektonischen Details;
• dreidimensionale Wiedergabe in hoher Auflösung;
• Verfügbarkeit von farblichen und materiellen Informationen;
• Möglichkeit, große Teile des Gebäudes in kurzer Zeit zu dokumentieren;
• Integration mit anderen Technologien der digitalen Erfassung.

Aus diesem Grund stellt die Photogrammetrie heute ein fundamentales Werkzeug in den Aktivitäten der architektonischen Erfassung dar, insbesondere wenn es erforderlich ist, den Erhaltungszustand von Oberflächen und Dekorationen detailliert zu dokumentieren. Die gewonnenen Daten können mit denen aus anderen Erfassungstechnologien integriert und zur Erstellung von BIM-Modellen verwendet werden, die immer genauer den realen Eigenschaften des Bauwerks entsprechen.

Drohnen für Vermessungen in komplexen oder schwer zugänglichen Bereichen

Der Einsatz von Drohnen hat die Möglichkeiten der Datenerfassung im Bereich der Restaurierung erheblich erweitert. Diese Werkzeuge ermöglichen es, Bereiche des Gebäudes, die schwer zugänglich sind, zu erfassen, wie Dächer, Glockentürme, Türme, monumentale Fassaden und Bereiche, die besonderen Sicherheitsvorschriften unterliegen.

Die Nutzung von UAV-Systemen (Unmanned Aerial Vehicle, unbemannte Luftfahrzeuge) bietet verschiedene Vorteile:

• schneller Zugang zu Bereichen, die vom Boden aus nicht erreichbar sind;
• Reduzierung der Risiken für die Betreiber;
• Erfassung von hochauflösenden Bildern;
• Unterstützung der Aktivitäten der Luftbildphotogrammetrie;
• Möglichkeit, regelmäßige Monitoring-Kampagnen durchzuführen.

Die gesammelten Informationen können mit Laser-Scanner- und terrestrischen fotogrammetrischen Vermessungen integriert werden, die ein umfassenderes Verständnis des historischen Gebäudes gewährleisten.

Punktwolken zur Dokumentation des Ist-Zustands

Die Technologien der digitalen Erfassung erzeugen eine große Menge an dreidimensionalen Daten, die die Geometrie des Gebäudes mit hoher Präzision beschreiben. Das Ergebnis dieser Erfassungen ist die Punktwolke, also ein Zusammenspiel von Millionen von räumlichen Koordinaten, die die Formen, Größen und Eigenschaften des Bauwerks treu wiedergeben.

Die Nutzung von Punktwolken bietet zahlreiche Vorteile:

• genaue Darstellung des Ist-Zustands;
• Möglichkeit, jederzeit Messungen und Überprüfungen durchzuführen;
• Erkennung von Verformungen, Schäden und geometrischen Unregelmäßigkeiten;
• Unterstützung bei Analyse- und Planungsaktivitäten;
• Informationsbasis für die BIM-Modellierung des Bestehenden.

Die Qualität des Endmodells hängt in hohem Maße von der Genauigkeit und Vollständigkeit der in dieser Phase erfassten Daten ab. Die Verwaltung und Umwandlung der Punktwolken in Informationsmodelle erfolgt durch spezifische Point Cloud to BIM-Software, die die Verarbeitung der Daten und deren Transformation in dreidimensionale BIM-Modelle ermöglichen.

BIM-Modellierung des Bestehenden

Die BIM-Modellierung des Bestehenden besteht in der Erstellung eines digitalen Modells, das das Gebäude repräsentiert und dessen geometrische, technische und dokumentarische Informationen erfasst. Im Gegensatz zur Planung neuer Bauwerke erfordert die Arbeit am historischen Erbe die Verwaltung von unregelmäßigen Geometrien, nicht standardisierten Bauelementen und Schichtungen, die im Laufe der Zeit entstanden sind.

Der Prozess von Scan to BIM ermöglicht es, die durch Laserscanner, Photogrammetrie und Punktwolken erfassten Daten in ein abfragbares und aktualisierbares Informationsmodell zu transformieren. Das Ergebnis beschränkt sich nicht auf eine dreidimensionale Rekonstruktion, sondern stellt ein System dar, das jedem Element nützliche Informationen für die Analyse-, Planungs- und Verwaltungsaktivitäten zuordnet.

Die Hauptvorteile der BIM-Modellierung des Bestehenden sind:

• Integration der geometrischen und alphanumerischen Informationen;
• Digitale Darstellung des Bauwerks mit hohem Detaillierungsgrad;
• Koordinierte Verwaltung der Daten aus unterschiedlichen Quellen;
• Unterstützung der Planungs- und Überprüfungsaktivitäten der Eingriffe;
• Kontinuierliche Aktualisierung der Informationen während des Lebenszyklus des Objekts.

Das BIM-Modell wird somit zum Bezugspunkt für alle Beteiligten im Prozess der Erhaltung und Wertsteigerung des historischen Erbes.

Virtuelle Realität und Augmented Reality zur Visualisierung und Kommunikation des Projekts

Die immersiven Technologien bieten neue Möglichkeiten zur Erkundung und Kommunikation des historischen Erbes. Durch den Einsatz Virtual und Augmented Reality, können Planer, Denkmalschutzbehörden und Auftraggeber das Bauwerk visualisieren und die vorgeschlagenen Maßnahmen bereits vor ihrer Umsetzung bewerten.

Diese Werkzeuge fördern ein unmittelbares Verständnis der Informationen, die im BIM-Modell enthalten sind, und verbessern den Austausch zwischen den verschiedenen Projektbeteiligten.

Zu den wichtigsten Vorteilen gehören:

• kontinuierliche Überwachung des Zustands des Gebäudes;
• automatische Erfassung und Aktualisierung der Informationen;
• rechtzeitige Erkennung von Anomalien und Problemen;
• Unterstützung bei der Planung der Eingriffe;
• besserer Kontrolle der Aktivitäten im Management des Objekts.

Die gesammelten Informationen können Strategien für die prädiktive Wartung unterstützen, die darin bestehen, die Eingriffe auf der Grundlage der tatsächlichen Bedingungen des Bauwerks zu planen und nicht ausschließlich nach festgelegten Fristen.

Künstliche Intelligenz und Datenanalyse für die Restaurierung

Die künstliche Intelligenz findet auch im Bereich der Erhaltung des historischen Erbes Anwendung, dank der Fähigkeit, große Datenmengen zu verarbeiten und Beziehungen zu erkennen, die durch traditionelle Analysen schwer zu erfassen sind. Die Integration von fortschrittlichen Algorithmen, Erfassungsdaten und BIM-Modellen eröffnet neue Perspektiven für das Wissen und das Management bestehender Gebäude.

Zu den Hauptanwendungen der künstlichen Intelligenz in der Restaurierung gehören:

• automatische Erkennung architektonischer Elemente;
• Klassifizierung und Katalogisierung von Materialien;
• Erkennung von Anomalien und Verfallsphänomenen;
• Unterstützung bei diagnostischen Aktivitäten;
• Erstellung von Prognoseszenarien über das Verhalten des Objekts.

Besonders interessant sind die Anwendungen, die der Analyse des Verfalls mit einer BIM-Software gewidmet sind, die es ermöglichen, diagnostische Informationen und historische Daten innerhalb einer gemeinsamen Plattform zu integrieren, um die Planungsentscheidungen zu unterstützen.

Digitale Technologien für die Restaurierung: 3D-Laserscanner, Photogrammetrie, Drohnen, HBIM-Modellierung und KI für das Wissen und die Erhaltung des historischen Erbes

Welche Daten im BIM-Modell für die Restaurierung einfügen

Die Effektivität eines BIM-Modells bei der Restaurierung des historischen Erbes hängt von der Qualität und Vollständigkeit der enthaltenen Informationen ab. Im Gegensatz zu Modellen, die für Neubauten entwickelt wurden, müssen die für die Restaurierung vorgesehenen Modelle Daten aus verschiedenen Disziplinen sammeln und nicht nur die aktuelle Konfiguration des Gebäudes, sondern auch seine Geschichte, seinen Erhaltungszustand und die im Laufe der Zeit durchgeführten Eingriffe beschreiben.

Die Organisation dieser Informationen innerhalb des Modells ermöglicht eine zuverlässige Wissensbasis zur Unterstützung der Analyse-, Planungs-, Verwaltungs- und Wartungsaktivitäten des Objekts. Im Folgenden sind die wichtigsten Daten aufgeführt, die in ein BIM-Modell für die Restaurierung aufgenommen werden sollten.

Geometrische Daten

Die geometrischen Daten beschreiben Form, Abmessungen und räumliche Eigenschaften des Gebäudes. Sie bilden die Grundlage des BIM-Modells und stammen in der Regel aus den Aktivitäten der digitalen Erfassung.

Zu den wichtigsten geometrischen Informationen gehören:

• Abmessungen und Geometrien der Bauelemente;
• Konfiguration der Innen- und Außenräume;
• morphologische Eigenschaften der Oberflächen;
• Verformungen und geometrische Unregelmäßigkeiten;
• räumliche Beziehungen zwischen den verschiedenen Komponenten.

Die Genauigkeit dieser Daten beeinflusst direkt die Zuverlässigkeit der Analysen und der nachfolgenden Planungsaktivitäten.

Materialdaten

Das Wissen über die Materialien ist ein grundlegender Aspekt bei der Restaurierung historischer Gebäude. Das BIM-Modell kann Informationen zu den physikalischen, mechanischen und leistungsbezogenen Eigenschaften der im Objekt vorhandenen Materialien sammeln.

Zu den bedeutendsten Daten gehören:

• Art der Baustoffe;
• physikalische und chemische Eigenschaften;
• ursprüngliche Ausführungstechniken;
• Erhaltungszustand der Materialien;
• eventuelle Austausch- oder Ergänzungsmaßnahmen.

Diese Informationen unterstützen die Bewertung der Kompatibilität zwischen bestehenden Materialien und den für die Eingriffe vorgesehenen Materialien.

Historische Daten

Historische Gebäude sind das Ergebnis von Transformationen, die im Laufe der Zeit stattgefunden haben. Aus diesem Grund kann das BIM-Modell nützliche Informationen zur Rekonstruktion der Geschichte des Objekts und seiner verschiedenen Entwicklungsphasen integrieren.

Zu den wichtigsten historischen Daten zählen:

• Baujahr;
• spätere Transformationen und Erweiterungen;
• archivische Dokumentation;
• bibliografische Quellen;
• frühere Vermessungen und Studien.

Die Verfügbarkeit dieser Informationen erleichtert das Verständnis des Objekts und unterstützt die Planungsentscheidungen während der Erhaltungsmaßnahmen.

Diagnosedaten

Die Diagnosedaten ermöglichen es, die Bedingungen des Gebäudes zu beschreiben und mögliche Probleme zu identifizieren, die spezifische Eingriffe erfordern.

Im BIM-Modell können folgende Daten zugeordnet werden:

• Ergebnisse der strukturellen Untersuchungen;
• Materialanalysen;
• Schadenskartierungen;
• Daten aus Überwachungen und Sensoren;
• Überprüfungen des Verhaltens des Gebäudes.

Die Integration der diagnostischen Informationen ermöglicht es, die festgestellten Probleme mit den einzelnen Elementen des Modells zu verknüpfen und die Eingriffe bewusster zu planen.

Planungsdaten

Das BIM-Modell enthält alle Informationen zu den geplanten Eingriffen am Objekt und fungiert als Unterstützung für die Planung und Koordination der Aktivitäten.

Zu den wichtigsten Planungsdaten gehören:

• geplante Eingriffe an den einzelnen Elementen;
• angewandte technische Lösungen;
• Projektmaterialien;
• Unterlagen und technische Datenblätter;
• Zeitpläne und Phasen der Eingriffe.

Die integrierte Verwaltung dieser Informationen fördert die Kontrolle der Planungsentscheidungen und die Rückverfolgbarkeit der durchgeführten Aktivitäten.

Verwaltungs- und Wartungsdaten

Einer der Hauptvorteile von BIM besteht darin, dass das Modell auch nach Abschluss der Arbeiten genutzt werden kann. Die verwaltungs- und wartungsbezogenen Informationen ermöglichen es, die für die langfristige Erhaltung des Objekts erforderlichen Aktivitäten zu unterstützen.

Zu den Daten, die dem Modell zugeordnet werden können, gehören:

• Wartungsplan;
• Inspektionskalender;
• Historie der durchgeführten Eingriffe;
• Informationen zu ausgetauschten Komponenten;
• betriebliche Verfahren zur Verwaltung des Objekts.

Die kontinuierliche Aktualisierung dieser Daten trägt zur Verbesserung der Planung der Wartungsaktivitäten und zur Erhaltung des historischen Erbes bei.

Drei anwendungsbezogene Fallstudien: Wie HBIM die operativen Herausforderungen der Restaurierung löst

Wer täglich mit dem historischen Erbe arbeitet, kennt die Schwierigkeiten, die die Modellierung von nicht standardisierten Gebäuden mit sich bringt: unregelmäßige Geometrien, nicht einheitliche Materialien, oft nicht dokumentierte Bautechniken und über Jahrhunderte angesammelte Schichten. Gerade diese Eigenschaften machen die Modellierung des Bestehenden zu einem komplexen Unterfangen und mit traditionellen Werkzeugen besonders zeitaufwendig. Drei Fallstudien, die sich mit drei italienischen historischen Erben befassen, zeigen konkret, wie Heritage BIM mithilfe der Software Edificius und ihres speziellen Moduls diese Herausforderungen effizient angehen kann.

Die Herausforderung der Modellierung eines unregelmäßigen Gebäudes: der monumentale Komplex des Monte in Montella

Die erste Fallstudie betrifft den monumentalen Komplex von Monte in Montella: ein Kloster aus dem 15. Jahrhundert, das im Laufe der Jahrhunderte verschiedene Funktionen übernommen hat – von einem befestigten Castrum über eine Adelsresidenz bis hin zu einem Ort des Glaubens und einem spirituellen Zentrum. Bis heute verfügt der Komplex über ein noch funktionstüchtiges antikes Aquädukt. Die gewachsene Struktur des Gebäudes mit ihren unregelmäßigen Geometrien und historischen architektonischen Elementen macht die Modellierung besonders komplex. Bei der Verwendung herkömmlicher HBIM-Werkzeuge sind daher lange Bearbeitungszeiten erforderlich.

Der Einsatz einer HBIM-Software, mit speziellen parametrischen Bibliotheken für das historische Kulturerbe hat dazu beigetragen, den gesamten Modellierungsprozess zu vereinfachen und zu beschleunigen. Ausgehend von einer mithilfe der Scan-to-BIM-Technologie erfassten Vermessung wurde die Punktwolke in die Software importiert und zur Erstellung eines horizontalen Referenzschnitts verwendet. Auf dieser Grundlage konnten Wände, Öffnungen und weitere Bauelemente identifiziert und bearbeitet werden, wobei die 2D-Darstellung und das informative 3D-Modell synchron miteinander verknüpft waren.

Die vorkonfigurierten HBIM-Bibliotheken ermöglichten eine schnelle Modellierung typischer Elemente der historischen Architektur, wie Gewölbe, Holzböden, Nischen und Kapitelle, wodurch lange manuelle Modellierungsoperationen vermieden wurden. Die Integration von Orthofotos in das digitale Modell unterstützte zudem eine erste Kartierung des Rissbildes und des Erhaltungszustands. Aus dem Informationsmodell war es schließlich möglich, automatisch grafische Unterlagen zu generieren, wie Pläne, Ansichten und Schnitte, sowie dreidimensionale Ansichten und Renderings, die für die Dokumentation und die Navigation des monumentalen Komplexes nützlich sind.

BIM für Restaurierung – Einfügen eines Kapitells unter Verwendung des HBIM-Moduls der Software Edificius

Die Schwierigkeit, den Verfall zu lesen und zu klassifizieren: Palazzo Gambone

Eine weitere typische Herausforderung bei Eingriffen am historischen Erbe betrifft die Identifizierung, Klassifizierung und Darstellung des Verfallszustands des Gebäudes. Die zweite Fallstudie, die Palazzo Gambone in Montella gewidmet ist, zeigt, wie eine HBIM-Software die Aktivitäten der digitalen Erfassung, Analyse und Wartung des historischen Bauwerks effektiv unterstützen kann.

Ausgehend von der Erfassung des Gebäudes war es möglich, Schäden und Verletzungen systematisch zu klassifizieren, indem Informationen wie die Art des Verfalls, das Schweregradniveau, die möglichen Ursachen und andere nützliche Parameter für die Diagnose des Erhaltungszustands erfasst wurden. Die Anwendung eines georeferenzierten Orthofotos auf das digitale Modell ermöglichte es, die vom Verfall betroffenen Bereiche präzise zu lokalisieren und die Informationen direkt mit dem Informationsmodell 3D zu verknüpfen, wodurch die Lesbarkeit des Rissbildes und der Datenaustausch zwischen den verschiedenen beteiligten Akteuren verbessert wurde.

Sobald die Informationen über den Verfall erfasst und klassifiziert sind, werden sie zu einem integralen Bestandteil des HBIM-Modells, aus dem automatisch 2D-Grafiken, thematische Karten und Tabellen mit der entsprechenden Legende generiert werden können. Diese Integration von Erfassung, Analyse und Dokumentation macht die Planung der Restaurierungsmaßnahmen effizienter und gewährleistet eine genauere, rückverfolgbare und gemeinsame Verwaltung des Baukulturerbes.

BIM für Restaurierung: Klassifizierung des Verfalls auf georeferenziertem Orthofoto mit Edificius

Das Problem der Fernabfrage und der verstreuten Dokumentation: der digitale Zwilling von Villa d’Este

Eine der Hauptschwierigkeiten im Management des historischen Erbes betrifft die Möglichkeit, Informationen zu einem Gebäude zu konsultieren, zu teilen und zu aktualisieren, ohne physisch vor Ort sein zu müssen. Diese Anforderung wird noch relevanter, wenn Planer, Restauratoren, Schutzbehörden und andere Fachleute zur gleichen Zeit und an verschiedenen Orten auf dieselben Daten zugreifen müssen.

Die dritte Fallstudie betrifft Villa d’Este, eines der bedeutendsten Beispiele für einen italienischen Garten des 16. Jahrhunderts, das auf der Liste des UNESCO-Weltkulturerbes steht. Das Projekt zeigt, wie ein Cloud-basierter digitaler Zwilling das Management, die Konsultation und den Austausch von Informationen während des gesamten Lebenszyklus des Objekts verbessern kann.

Durch ein BIM-Management-System kann das digitale Modell von allen autorisierten Nutzern remote konsultiert und navigiert werden. Die Geolokalisierung auf der Karte und die Navigationswerkzeuge ermöglichen es, das 3D-Modell zu erkunden, Messungen durchzuführen, dynamische Schnitte zu erstellen und die Innenräume zu analysieren, sowie unterschiedliche Licht- und Sichtbedingungen zu simulieren, wodurch die Notwendigkeit von Besuchen, die ausschließlich der Konsultation dienen, reduziert wird.

Der digitale Zwilling wird zudem zu einem einheitlichen Zugangspunkt für alle technischen und wissensbezogenen Dokumentationen des Objekts. Jedes Element des Modells kann mit Unterlagen, Berichten, Fotografien, 360°-Bildern, Videos, Audioaufnahmen und anderen Dokumenten verknüpft werden, wodurch ein strukturiertes, stets aktuelles und leicht zugängliches digitales Archiv entsteht. Auf diese Weise wird die Fragmentierung der Informationen überwunden, die oft zwischen Archiven, Ordnern und verschiedenen Medien verteilt ist, was die Rückverfolgbarkeit der Daten und die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Projektbeteiligten verbessert.

Die Integration mit immersiven Visualisierungstools, wie fotorealistischen Renderings und virtueller Realität, ermöglicht es zudem, die Stätte auch aus der Ferne zu erkunden, was eine nützliche Erfahrung sowohl für Analyse- und Planungsaktivitäten als auch für die Wertschätzung und Verbreitung des kulturellen Erbes bietet.

Immersive Visualisierung des digitalen Zwillings von Villa d’Este mit usBIM.reality

Diese Fallstudien zeigen, wie HBIM die Restaurierung und das Management des historischen Erbes konkret unterstützen kann, indem wiederkehrende Herausforderungen wie die Modellierung komplexer Geometrien, die Dokumentation von Verfall und der Austausch von Informationen angegangen werden. Dank der Integration von Erfassung, Informationsmodell und digitalem Zwilling ist es möglich, die Effizienz des gesamten Prozesses zu verbessern, von der Kenntnis des Gebäudes über die Planung der Eingriffe bis hin zum Management und zur Wartung im Laufe der Zeit.

Wenn Sie mehr über diesen Ansatz erfahren und entdecken möchten, wie Sie alle Phasen des Prozesses, von der Punktwolke bis zur Erstellung der technischen Dokumentation, verwalten können, erkunden Sie die Funktionen der HBIM-Software für die Wiederherstellung und Restaurierung historischer Gebäude, die in den vorgestellten Fallstudien verwendet wurde.

FAQ zum BIM für Restaurierung

Was ist BIM für die Restaurierung?

BIM für Restaurierung ist die Anwendung der Building Information Modeling-Methode auf Eingriffe an bestehenden Gebäuden und historischem Erbe. Es ermöglicht die Sammlung von geometrischen, konstruktiven, historischen, diagnostischen und wartungsbezogenen Daten in einem einzigen digitalen Modell, verbessert das Wissen über das Bauwerk und unterstützt Planung, Erhaltung und Verwaltung im Laufe der Zeit.

Was ist der Unterschied zwischen BIM und HBIM?

BIM ist eine Methode zur digitalen Verwaltung von Informationen über den Lebenszyklus eines Gebäudes. HBIM (Historic Building Information Modeling) stellt die Anwendung auf das historische Erbe und bestehende Gebäude dar, indem im Modell Daten aus Vermessungen, historischer Dokumentation, diagnostischen Analysen und Überwachungen integriert werden, sowie parametrische Bibliotheken für traditionelle architektonische Elemente.

Welche Technologien werden im BIM für Restaurierung verwendet?

BIM für Restaurierung integriert verschiedene digitale Technologien, darunter 3D-Laserscanner, Photogrammetrie, Drohnen, Punktwolken, Scan-to-BIM-Prozesse, digitaler Zwilling, virtuelle Realität und kollaborative Cloud-Plattformen. Die Integration dieser Werkzeuge ermöglicht die Erstellung von genauen und ständig aktualisierbaren Informationsmodellen.

Welche Vorteile bietet HBIM bei der Restaurierung historischer Gebäude?

HBIM ermöglicht eine Verbesserung der Qualität der Erfassung und Modellierung, zentralisiert alle Informationen zum Objekt, dokumentiert den Verfall, unterstützt die Planungsentscheidungen, erleichtert die Zusammenarbeit zwischen den Fachleuten und ermöglicht eine effektivere Planung der Wartung und Erhaltung des historischen Erbes.

Welche Informationen enthält ein HBIM-Modell?

Ein HBIM-Modell kann geometrische Daten, Materialeigenschaften, historische Dokumentation, Ergebnisse diagnostischer Untersuchungen, Verfallskartierungen, Planungsinformationen, Wartungspläne und technische Dokumentation zu den Elementen des Modells enthalten, wie Fotos, Ausarbeitungen, Berichte und Eingriffsblätter.

Wie unterstützt der digitale Zwilling die Verwaltung des historischen Erbes?

Ein digitaler Zwilling ermöglicht den Fernzugriff und die Aktualisierung des digitalen Modells des Gebäudes, das Teilen der Dokumentation zwischen allen Beteiligten und die Überwachung des Zustands des Objekts über die Zeit. Durch die Integration von Informationsmodell und aktualisierten Daten verbessert er die Verwaltung, Wartung und Wertsteigerung des historischen Erbes.

Kann BIM auch für kleine historische Gebäude verwendet werden?

Ja. Obwohl BIM oft mit komplexen oder monumentalen Eingriffen assoziiert wird, kann es auch für kleinere historische Gebäude nützlich sein. Die Menge an Informationen und der Detaillierungsgrad des Modells können tatsächlich an die Projektziele, die verfügbaren Ressourcen und die Verwaltungsbedürfnisse des Eigentümers oder der verantwortlichen Stelle angepasst werden.