WHFF Projekt: 2017.06
Projektleiterin: Andreas Müller
Das Wichtigste in Kürze
In dem Forschungsprojekt werden die technischen Möglichkeiten zur Sanierung von Holzbauteilen und -verbindungen durch digitale Aufnahme, CAD-Bearbeitung und maschinelle Produktion untersucht, was bedeutet, dass Holzverbindungen durch Reverse Engineering verstanden werden.
Der Markt bietet eine Vielzahl von Messtechniken für die digitale Bauaufnahme an. Es lässt sich feststellen, dass für jede Messaufgabe eine passende Technik verfügbar ist.
Es existieren zahlreiche exportierbare Schnittstellen für Messgeräte. In den meisten Fällen hat sich das ".las"-Format für den Import von Punktewolken bewährt.
Bei bestehenden Holzkonstruktionen ergeben sich neben den konstruktiven und statischen Anforderungen oft auch denkmalpflegerische Fragestellungen, die bei der Planung der Sanierung berücksichtigt werden müssen.
Software und Aufnahmegeräte entwickeln sich kontinuierlich weiter, was zu einer immer präziseren, effizienteren und kostengünstigeren digitalen Bauaufnahme führt.
Projektbeschreibung
Das Forschungsprojekt hatte zum Ziel, den aktuellen Stand der Technik in Bezug auf die digitale Bauaufnahme zu erfassen und mittels 1:1-Versuchen anzuwenden. Durch die CAD-gestützte Sanierungsplanung soll eine Unterstützung und Kostenersparnis im Planungsprozess erreicht werden. Abschliessend wurden Möglichkeiten und Grenzen der digitalen Bauaufnahme sowie der Planungs- und Produktionskette von historischen Holzbauteilen praxisgerecht aufgezeigt.
Um die Lösungsfindung zu erleichtern, wurde die CAD-gestützte Sanierungsplanung für Verstärkungsmassnahmen an gängigen Vollholzverbindungen und -anschlüssen demonstriert. Es wurde auch untersucht, inwieweit eine durchgängige digitale Kette in diesem Zusammenhang möglich ist. Um die gesetzten Ziele zu erreichen, wurden zunächst der aktuelle Stand der Technik in Bezug auf die digitale Bauaufnahme untersucht und dargestellt. Anschliessend wurden die Anforderungen an den Detaillierungsgrad der Aufnahme sowie die technische Machbarkeit mit handelsüblichen Geräten genauer untersucht. Parallel dazu wurde für eine aufgenommene historische Vollholzverbindung, nämlich eine lockbau-Eckverbindung (Gwätt), eine Sanierungsvariante erarbeitet.
Schussfolgerung
Der Markt bietet eine breite Palette von Messtechniken für die digitale Bauaufnahme. Es kann festgestellt werden, dass für jede Messaufgabe eine geeignete Technik verfügbar ist.
Für die Erfassung von Holzverbindungen eignen sich hochwertige stationäre Scanner und Handscanner mit Zielführung sehr gut. Wenn die Zugänglichkeit gut ist und nur wenige Messflächen vorhanden sind, kann die Verwendung eines Schwenkarms mit Taster sinnvoll sein. Bei grösseren Flächen und Unebenheiten ist ein Schwenkarm mit Scanner ebenfalls empfehlenswert.
Es gibt eine Vielzahl von exportierbaren Schnittstellen für Messgeräte. In den meisten Fällen hat sich für den Import von Punktewolken das Format ".las" bewährt.
Für die Kennzeichnung eines Gebäudes und die Verknüpfung mit Projektdaten wird die Verwendung eines QR-Codes empfohlen. Dieser kann als Aufkleber oder Plakette angebracht werden.
Neben den konstruktiven und statischen Anforderungen ergeben sich bei bestehenden Holzkonstruktionen oft auch denkmalpflegerische Fragestellungen, die bei der Sanierungsplanung berücksichtigt werden müssen. Bei der Bearbeitung des Sanierungsmodells der Walliser Blockbauwand zeigte sich, dass der Prozess von der Scandatenverarbeitung bis zur Konstruktion des Sanierungsbauteils trotz der aktuellen Technologien und Software zeitaufwendig ist. Die Scandaten sind umfangreich und erfordern leistungsstarke Software zur Verarbeitung. Mit dem Software-System "Cadwork" war es möglich, das konstruierte Bauteil auf die Software für die NC-Bearbeitung zu übertragen.
Ausblick: Die Geräte zur Erfassung von Bauteilgeometrien entwickeln sich in Bezug auf Genauigkeit, Benutzerfreundlichkeit und Mess- und Verarbeitungsgeschwindigkeit sehr schnell weiter. Gleichzeitig bieten neue Smartphone-Generationen bereits verschiedene Möglichkeiten zur Erfassung von Längenmassen und Punktewolken. Es ist zu erwarten, dass in naher Zukunft bedeutende Fortschritte bei den Aufnahmegeräten gemacht werden.
Hier können Sie den ganzen Schlussbericht downloaden:
Mehr Informationen zum Projekt finden Sie auf ARAMIS.
Das Projekt wurde von der Wald- und Holzforschungsförderung Schweiz WHFF-CH des Bundesamt für Umwelt BAFU und der Konferenz für Wald, Wildtiere und Landschaft KWL der Kantone unterstützt.