Das virtuelle Modell in HBIM

Die analytischen Prozesse und die Erstellung von 3D-Modellen haben je nach dem angestrebten Endergebnis, z. B. der virtuellen Rekonstruktion historischer Gebäude, unterschiedliche Bedeutungen. Durch die Entwicklung eines 3D-Modells und von 2D-Plänen können sowohl streng bautechnische Informationen als auch nicht dimensionale Informationen, wie z.B. Konservierungsquellen, miteinander verknüpft werden.

Die Modellierung in der CAD-Umgebung für moderne BIM-Objekte basiert auf der Verwendung von semantisch erkennbaren Objekten, die mit verschiedenen Arten von Informationen (Materialien, technische Merkmale, Kosten, Zeitphasen usw.) angereichert sind.

Die Modellierung historischer Gebäude wiederholt die Anfangsphase der Modellierung in einer CAD-Umgebung für moderne entworfene Objekte. Aber erst nach der eigentlichen Modellierung einzelner einzigartiger Elemente, die in den Ressourcen digitaler Werkzeuge nicht vorhanden sind, wie z. B. Gewölbe, Fenster, Türen, Säulen, Stürze, können sie mit materiellen, historischen und konservatorischen Informationen ergänzt werden. Diese Arbeit bildet das Modell mit höchstem Detaillierungsgrad vollständig ab – es handelt sich somit um ein HBIM-Modell.

Vor diesem Hintergrund ist es zur Gewinnung von Informationen über die Topologie und die semantischen Merkmale von architektonischen Objekten notwendig, andere Arten von Modellen zu erstellen, die nicht unbedingt typisch für das Phänomen der Vorfertigung sind. Bei der Erstellung von Objekten in der HBIM-Umgebung handelt es sich um einen Reverse-Engineering-Vorgang, bei dem das Lesen und die Segmentierung der Punktwolke nach der Identifizierung der charakteristischen Bereiche der erste Schritt ist, um die Oberflächengrenzen zu ermitteln, die die Modellierung erleichtern. Das Endergebnis ist ein digitales virtuelles Modell des Baudenkmals in HBIM-Technologie für die weitere historische Gebäudeinformationsmodellierung (eng. Historical Building Information Modeling), die einen kontinuierlichen und sofortigen Zugang zu Informationen über das Projekt, seine Kosten und Restaurierungspläne ermöglicht.

Die Innovation dieser Inventarisierungsmethode liegt darin, dass sie die direkte Erstellung von virtuellen Gebäudeelementen (HBIM-Modell) ermöglicht, in die neben der dreidimensionalen Darstellung und den Standardprojektionen auch zusätzliche Informationen (z.B. Zuordnung von technischen oder konservatorischen Details) aufgenommen werden. Auf diese Weise lassen sich sowohl der Zustand des Objekts als auch mögliche Erhaltungsmaßnahmen besser beurteilen. Gleichzeitig mit der Messung wird ein virtuelles Modell erstellt, das auf dem Computerbildschirm in Form von axonometrischen oder perspektivischen Ansichten, frei geführten Projektionen, Schnitten oder Fassaden betrachtet wird.

Die Bestandsaufnahme und Dokumentationserstellung mit Hilfe der HBIM-Technologie ermöglicht die Erstellung einer vollständigen Datenbank des historischen Gebäudes und eine konsistente Dokumentation. Dank der hohen Präzision der Raumwiedergabe entsteht ein vollautomatischer Prozess, der in Echtzeit unzählige Schnitte, Fassaden oder Projektionen erstellen kann, was zweifellos neue Möglichkeiten für die Forschung, den Vergleich und die Analyse von Objekten und Details eröffnen wird.

Das HBIM-Modell, das im Rahmen der Bestandsaufnahme mit Hilfe einer speziellen Software erstellt wird, kann für verschiedene Anwendungen genutzt werden, z.B. für die genaue Planung von Restaurierungsarbeiten, den Einbau neuer Elemente, die Ergänzung oder Restaurierung fehlender Elemente (Reverse Engineering) und die Erstellung einer virtuellen historischen Rekonstruktion. Ferner wird es möglich sein, ein Festigkeitsmodell des bestehenden Gebäudes unter Berücksichtigung möglicher neuer Gestaltungsmaßnahmen zu erstellen und die Energieleistung des Gebäudes zu bestimmen.

Ein weiterer sehr wichtiger Aspekt der Verwendung eines solchen Modells ist die Möglichkeit, eine qualitative und ästhetische Bewertung der geplanten Restaurierungs- und Architekturarbeiten vor ihrer tatsächlichen Umsetzung am fertigen Modell vorzunehmen, das für den Betrachter mittels VR-Technologie (virtuelle Realität) greifbar ist. Eine weitere Einsatzmöglichkeit ist die Gestaltung von Beleuchtungen, Farbvarianten und Oberflächen für das Gebäude oder von Grün- und Landschaftselementen im Zusammenhang mit dem zu untersuchenden Baudenkmal.

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