Einsatz von Drohnen im Building Information Modeling (BIM)

Building Information Modeling (BIM)


Drohnen bieten heute eine neue Perspektive im Building Information Modeling (BIM) über den gesamten Baulebenszyklus hinweg. Von der Drohnenvermessung über Facility Management bis hin zur Compliance liefert die Drohnenbefliegung eine große Menge an Daten in kurzer Zeit und kann dabei helfen, Effizienzprobleme im BIM zu lösen.


Dank der sich ständig verbessernden Drohnentechnologie und einer fortscheitenden Weiterentwicklung von Softwarelösungen im Building Information Modeling (BIM) war der Bau eines Gebäudes noch nie so effizient und genau wie heute. Durch den Einsatz von Drohnen und Laserscannern zur Erfassung realer Umgebungen erhalten Architekten und Bauleiter äußerst detaillierte Innen- und Außenansichten eines Projektstandorts, anhand derer sie wichtige Entscheidungen als Reaktion auf die Umgebung treffen können. Dank der Kombination aus Laserscans und BIM-Software wird es Architekten und Bauleitern ermöglicht, die erfassten Daten zu analysieren, um bessere Entscheidungen zu treffen und Gebäudeentwürfe zu implementieren, die den Kundenzielen entsprechen.



Was ist Building Information Modeling (BIM)?


Building Information Modeling oder kurz BIM ist eine Projektmanagementmethode, die zur nahtlosen Übertragung von Informationen über den gesamten Bauprozess hinweg beiträgt. Der Zweck von BIM besteht darin, Hindernisse abzubauen, die die Beteiligten eines Bauprojekts daran hindern, in Echtzeit auf Informationen zuzugreifen.


Mithilfe der 3D-Modellierung können Unternehmen jeden Aspekt eines Bauprojekts im 3D-Raum visualisieren, vom Sanitärbereich bis hin zur Elektronik. Diese 3D-Modellierung trägt dazu bei, Dokumentations- und Konstruktionsfehler zu reduzieren. Eine 3D-Modellierung erhöht außerdem die Planungseffizienz und reduziert den Umfang der Nacharbeit und das Risiko des Auftretens von Rechtsstreitigkeiten.




Drohnentechnologie und Building Information Modeling (BIM)


Die Drohnentechnologie wird im Building Information Modeling (BIM) hauptsächlich zum Aufnehmen und Analysieren detaillierter Fotos, Videos und Laserscans einer Baustelle verwendet - ein Prozess, der als Reality-Capture bezeichnet wird. Durch diesen Prozess können Architekten und Gebäudeplaner sicherstellen, dass ein Gebäude in die Kontextumgebung passt, potenzielle bauliche Herausforderungen identifizieren und den Projektfortschritt verfolgen. Die BIM-Konstruktionssoftware hingegen erstellt aus Reality-Capture-Daten genaue 3D-Modelle von Gebäuden, sodass Architekten ein Projekt von Anfang bis Ende planen können. Die Funktionen und Tools der BIM-Software variieren von Marke zu Marke. Die meisten Softwarelösungen für Building Information Modeling (BIM) umfassen jedoch die Möglichkeit für Projektteams, in der Cloud zusammenzuarbeiten, Konstruktionsdokumente zu erstellen und in einer Virtual Reality zu integrieren.


Nach der Analyse von Bildern und Scans einer Drohnenbefliegung bietet die BIM-Bautechnologie dem Projektteam ein noch besseres Verständnis für den Umfang und den Kontext des Projekts. Drohnen übernehmen im Wesentlichen die Rolle von Datenlieferanten für die BIM-Konstruktionssoftware und sammeln Informationen zu den vorhandenen Standortbedingungen, um sicherzustellen, dass das mit der BIM-Software erstellte digitale 3D-Modell so genau wie möglich ist.



Was sind BIM-Objekte in der 3D-Modellierung?


BIM-Objekte sind die Bausteine der 3D-Modellierung im Building Information Modeling. BIM Modellierer können BIM-Objekte aus einer umfangreichen Bibliothek ziehen und ablegen und daraus ein virtuelles Modell erstellen. BIM-Objekte ahmen reale Objekte nicht nur dimensional, sondern auch funktional nach.


Building Information Modeling (BIM) ist ein konstanter und iterativer Prozess. Diese Fähigkeit, Informationen zu erfassen, kann unglaublich leistungsfähig sein, Konstruktionsänderungen verhindern und die Wahrscheinlichkeit von Konstruktionsstreitigkeiten und Rechtsstreitigkeiten verringern.


Mithilfe der 3D-Modellierung von Gebäudeinformationen ist es möglich, mit jedem System, das für die Fertigstellung von Genehmigungen erforderlich ist, auf Anhieb das optimale Design zu entwickeln. Die Möglichkeit, auf vom Hersteller angegebene Produktinformationen zuzugreifen, ermöglicht eine bessere Zusammenarbeit zwischen dem Designer und dem Hersteller und hilft erheblich bei der Modelloptimierung.



Wie verbessert die Drohnenbefliegung die 3D-Modellierung im BIM?


Die Drohnenbefliegung gewinnt in allen Bereichen der Bauindustrie immer mehr an Bedeutung. Der Einsatz von Drohnen im Bauwesen ist innerhalb der letzten Jahre sowohl für Ingenieure als auch für Bauunternehmen und Vermesser in die Höhe geschossen. Vorteilhaft hierbei ist, dass eine Drohne nicht nur Bilder aufnehmen, sondern auch Messungen anhand von Bildern oder Photogrammetrie durchführen kann.


Building Information Modeling (BIM) ist eine Visualisierung der Größe, des Maßstabs und der Funktionalität aller Systeme in einem Gebäude. Eine Drohne verwendet dieses computergestützte Design und überlagert realistische naturgetreue 3D-Modelle, um eine genaue Konstruktion anhand der vorgaben aus den Plänen sicherzustellen.


Von Beginn eines Projekts an wird die Drohnenbefliegung im BIM zusätzlich zur Fernanzeige und zur Überprüfung der Konformität für eine permanente Aufzeichnung der Bauarbeiten verwendet. Die Drohnenbefliegung ist dabei nicht nur hervorragend geeignet, um die Fertigstellung und Qualität der Arbeit sicherzustellen, sie hilft auf präzise Weise über den gesamten Bauzyklus hinweg. Wenn das Projekt beginnt und Vermessungen vorgenommen genommen werden müssen, wird die Drohnenbefliegung eingesetzt, um genaue Messungen zu erhalten und genau zu verstehen, wo das Fundament gelegt werden soll und wo die Grundstücksgrenzen enden.


Eine Drohnenbefliegung im Bau wird auch verwendet, um die Menge an Schnitt und Füllung zu messen, um ein ebenes Fundament zu schaffen. Hiervon ausgehend können Drohnen bei der Erstellung einer realistischen 3D-Modellierung mithilfe einer Photogrammetrie Software helfen.





Vermessung durch Drohnenbefliegung


Als GPS auf den Markt kam, waren Vermesser die letzten, die die neue Technologie einführten. Heute hingegen sind moderne Baustellen auf Erkenntnisse aus der Luft durch Drohnenbefliegungen angewiesen. Die moderne Drohne ist in der Lage GPS-Daten mit Vermessungsqualität zu erfassen und diese Daten mit Bildern zu verbinden, um Pläne und Karten mit Vermessungsqualität zu erstellen. Eine Drohne, die zur Vermessung eingesetzt wird, kann Vermessungsdaten direkt vor Ort erfassen, vor Ort verarbeiten und mit autonom fahrenden Planierraupen und Baggern kommunizieren.



Konstruktionssimulation durch 3D-Modellierung im BIM


Sobald der Bau begonnen hat, können durch die Drohnenbefliegung realistische 3D-Modelle erstellt werden, mithilfe derer, die Auftragnehmer und Ingenieure reale Bedingungen simulieren und zukünftige sowie vorhandene Entwicklungen prüfen können. Building Information Modeling (BIM) ermöglicht es ihnen, die interne Umgebung sowie die externe Umgebung von Bauprojekten in einem nahtlosen Workflow anzuzeigen.


So können sie beispielsweise mithilfe der 3D-Modellierung schnell feststellen, ob ein Gebäude den entworfenen Energieeffizienzstandards entspricht. Mithilfe der BIM-Dokumentation lässt sich auf einem Bildschirm anzeigen, welche Teilprojekte geplant und abgeschlossen wurde. Die 3D-Modellierung im Building Information Modeling (BIM) erlaubt es Ingenieuren sogar neue Materialien und ihre Auswirkungen auf das Bauprojekt und seine Umgebung zu testen.



Standortplanung und Sicherheit durch Building Information Modeling (BIM)


Die Luftaufnahmen einer Drohne können dabei helfen, ein Standortlayout so zu planen, dass ein sicherer und effizienter Baubetrieb gewährleistet wird. Die mithilfe einer Drohne erstellte 3D-Modellierung unterstützt Bauingenieure dabei, die Platzierung von Ausrüstung, Personal und wichtigen Rohstoffen zu koordinieren.


Die Drohnenbefliegung und das Building Information Modeling (BIM) erleichtern außerdem die Prüfung von Rohstoffen, Zuschlagstoffen und mehr. Die 3D-Modellierung zeigt volumetrische Messungen an, um zu veranschaulichen, wie viel Material an einer bestimmten Stelle benötig wird, wie viel bereits verwendet wurde und welche Materialkosten anfallen. Dieser Prozess ist signifikant schneller und effizienter als bisher eingesetzte Handmessungen.


BIM zur Überwachung des Baufortschritts


Um ein informationsreiches BIM-Modell und eine realistische 3D-Modellierung zu erstellen, werden präzise Systeme und definierte Prozesse angewendet. Die Implementierung der Modellierung von Gebäudeinformationen erfordert zudem eine umfassende Schulung der Mitarbeiter vor Ort und in Führungspositionen.


Um den Baufortschritt zu modellieren, verwenden Unternehmen RFID-Tags. Das gesamte Projekt muss hierzu in winzige Einheiten oder Unterkomponenten mit jeweils einem RFID-Tag unterteilt werden. Auf diese Weise kann auch die kleinste Aufgabe von einem Bauleiter mithilfe einer Drohne genau überwacht werden.


Beim Lesen eines RFID-Tags mit einer Drohne kann ein Bauleiter sofort auf die folgenden Informationen zugreifen:


o Herstellungsdatum

o Versanddatum

o Installationsdatum

o Vom Hersteller bereitgestellte Produktinformationen


Wenn Bauleiter und Ingenieure zu jeder Zeit unmittelbaren Zugriff auf die vom Hersteller angegebenen Produktinformationen haben, verringert sich die Wahrscheinlichkeit teurer Änderungsaufträge erheblich.





Effiziente Fortschrittsüberwachung durch Building Information Modeling (BIM) und Drohnenbefliegungen


Bei vorgefertigten Strukturen kann dank BIM-Modellen und Drohnenbefliegung die Fortschrittsüberwachung viel früher in der Fertigungsphase selbst beginnen. Sobald eine Struktur hergestellt und zum Standort transportiert wurde, kann deren Bewegung mithilfe einer Drohne genau überwacht werden. Sobald eine Struktur vor Ort installiert ist, kann dieser Fortschritt in einem zentralen BIM-Informationssystem dokumentiert werden.


Bei Vor-Ort-Prozessen wie der Fertigung und der Betonierung kann die Erledigung einer Aufgabe im BIM-Informationssystem in Echtzeit dokumentiert werden. Bisher verwendeten Projektmanager und ihre Teams Kartenleser, die an iPad, Smartphones oder Tablets angebracht sind, um den Fortschritt ihres Projekts zu dokumentieren. Mithilfe der Drohne lässt sich dieser zeitaufwändige Prozess durch einen effizienteren Prozess ersetzen. Darüber hinaus kann eine Drohne zum Beispiel mit Drohnenlautsprecher ausgestattet werden, über die der Bauleiter problemlos mit dem Bauteam kommunizieren kann.




Baumarketing und Hyperlapses im Building Information Modeling


Wenn eine 3D-Modellierung, die von einer Drohne erstellt wurde, regelmäßig aktualisiert wird, können Drohnenpiloten Videobewegungen um diese Modelle erstellen, um daraus einen Hyperlapse des Projektbereichs zu konstruieren. Dieser Hyperlapse ist ein animierter Zeitraffer, der die Prozesse auf der Baustelle abbildet und sich im Baumarketing effektiv einsetzen lässt. Anstelle von leblosen Marketingfotos werden diese mithilfe einer Drohne erstellten animierten Zeitraffer heute immer häufiger zur Vermarktung von Dienstleistungen eingesetzt. Die Erstellung eines Zeitraffers für die Präsentation eines Projekts für potenzielle Investoren erfordert kein BIM-Modell, jedoch umfassende Kenntnisse über Drohnen-Mapping und 3D-strukturierte Netze.



Einsatzgebiete der Drohne im Facility Management


Nach Abschluss des Projekts ist der Einsatz einer Drohne äußerst nützlich und zeiteffizient, um Bauinspektionen durchzuführen. Drohnen mit Zoom- und Wärmebildkameras helfen dabei, bessere Einblicke zu gewinnen. Inspektionsdaten können online eingegeben werden, sodass Stakeholder per Knopfdruck auf Daten aus der Ferne zugreifen können. Wärmebildkameras können sogar Maschinen abbilden, die ordnungsgemäß funktionieren oder nicht.




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