Building Information Modeling (BIM) ist eine Methode, die man durchgehend während des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes anwendet – von der Planung über den Bau bis hin zu Betrieb und Wartung. Es verbindet also geometrische und räumliche Daten mit einer großen Datenbank, in der wichtige Infos wie Materialien, Raumgrößen und Systemkomponenten gespeichert sind. Diese Datenbasis ist eine verlässliche Grundlage für Entscheidungen und verbessert die Koordination und Effizienz aller Projektbeteiligten.
Parallel dazu gewinnt Scan to BIM an Bedeutung. Das liegt daran, dass immer mehr Unternehmen und Behörden BIM nutzen und die Vorschriften dafür verschärfen. Dieser Service ist besonders wichtig, wenn es darum geht, bestehende Gebäude auf den neuesten Stand zu bringen. Oft gibt es nämlich keine digitalen Modelle dafür. Scan to BIM schließt diese Lücke. Dadurch werden die Planung, die Koordination und das Kostenmanagement deutlich verbessert.
In diesem Blogartikel beschäftigen wir uns mit verschiedenen Arten von 3D-Laserscannern, die in Scan-to-BIM-Projekten verwendet werden. Wir erklären, was sie können und wie sie eingesetzt werden.
Was ist Scan to BIM?
„Scan to BIM” ist ein fortschrittlicher Arbeitsablauf in der Architektur-, Ingenieur- und Baubranche (AEC). Damit können moderne 3D-Scan-Technologien genutzt werden, um bestehende Gebäude digital zu erfassen und in intelligente BIM-Modelle umzuwandeln. So kann man vorhandene Strukturen präzise dokumentieren und sie mit den neuesten Planungs- und Dokumentationsmethoden vereinbaren. Das spart Zeit und macht die Zusammenarbeit während des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes effizienter und effektiver.
Beim Scannen werden 3D-Scantechnologien eingesetzt, z. B. mobile oder terrestrische LiDAR Scanner. Damit können die Daten eines Gebäudes genau und umfassend erfasst werden. Diese Technologie erzeugt in der Regel einen detaillierten Punktwolkendatensatz, der als Grundlage für das BIM-Modell dient.
Terrestrische Laserscanner
Terrestrische Laserscanner, auch als statische Laserscanner bekannt, zählen zu den Expertengeräten in der 3D-Erfassungstechnologie. Sie sind fester Bestandteil der Vermessungsbranche.
Der Einsatz dieser Scanner ermöglicht es, komplexe Umgebungen schnell und mit einer beeindruckenden Detailgenauigkeit zu digitalisieren. Diese Scanner sind typischerweise auf Stativen montiert und erfassen mittels eines rotierenden Lasers große Flächen aus festen Standpunkten heraus.
Das Ergebnis ist eine hochpräzise Punktwolke, die als Grundlage für BIM-Modelle, CAD-Zeichnungen und andere Anwendungen dient, die präzise Maße und eine umfassende Dokumentation der physischen Realität erfordern.
API HemiScan
Max. Reichweite: 70 m
Scanrate: 1,2 Millionen Punkte/Sekunde
Preis: auf Anfrage
Der API HemiScan ist ein leistungsstarker 3D-BIM-Scanner, der sich für den Einsatz in der Industrie und im Außenbereich eignet. Mit einer Scanrate von bis zu 1,2 Millionen Punkten pro Sekunde und einer maximalen Reichweite von 70 Metern liefert dieser sphärische Scanner sehr genaue Messungen. Bei einer Auflösung von 0,001 mm entstehen hochauflösende 3D-CAD-Modelle.
Die Scandaten können zu Anwendungen wie PolyWorks®, RapidForm®, Geomagic®, Cyclone® und RealWorks® exportiert werden. Dank seiner robusten Bauweise und hohen Mobilität ist der HemiScan für anspruchsvolle Scan-Aufgaben geeignet, bei denen Präzision und Zuverlässigkeit gefragt sind.
Artec Ray II
Max. Reichweite: 0,5-130 m
Scanrate: 2 Millionen Punkte/Sekunde
Preis: ~ €60.000,–
Der Artec Ray II ist ein terrestrischer 3D-Laserscanner mit einer Reichweite von bis zu 130 Metern und einer Genauigkeit von weniger als 1,9 mm auf 10 Meter Entfernung. Er erzeugt in nur 1,7 Minuten eine dichte und detailreiche Punktwolke und ist mit drei internen Kameras ausgestattet, die eine Auflösung von 36 Megapixeln bieten. Dank seiner eingebauten Akkus, die eine Betriebsdauer von bis zu vier Stunden ermöglichen, eignet sich der Ray II hervorragend für den Einsatz sowohl in Innenräumen als auch im Freien.
Zusätzlich zur hohen Leistungsfähigkeit unterstützt der Artec Ray II die Kombination seiner Scans mit denen von Handscannern wie dem ARTEC Eva, Spider oder Leo, was die Erfassung kleinerer oder schwer zugänglicher Bereiche erleichtert. Die Datenverarbeitung erfolgt in der leistungsstarken ARTEC Studio Software, wo Nutzer die Ergebnisse direkt bearbeiten und für Anwendungen wie Reverse Engineering in Programmen wie Geomagic Design X, SolidWorks oder ReCap exportieren können.
FARO Focus Premium
Max. Reichweite: 70 m, erweiterbar auf 350 m
Scanrate: 2 Millionen Punkte/Sekunde
Preis: ~ € 40.200,–
Der FARO Focus Premium ist ein hochleistungsfähiger 3D-Laserscanner. Ein Scan kann je nach Einstellung in nur etwa einer Minute abgeschlossen werden. Dieser Scanner kombiniert eine Reichweite von bis zu 70 m, die mit einer optionalen Range Extension auf bis zu 350 m erweitert werden kann, und eine maximale Scangeschwindigkeit von bis zu zwei Millionen Punkten pro Sekunde.
Der FARO Focus Premium erleichtert nicht nur die schnelle Datenerfassung, sondern auch die anschließende Datenverarbeitung und -teilung innerhalb von Teams. Die Steuerung des Scanners und die Datenverarbeitung können über die FARO Stream App für Android und iOS erfolgen, während die finale Datenregistrierung über FARO Scene stattfindet, wodurch eine Prozessierung im Büro überflüssig wird.
Teledyne Optech Polaris
Max. Reichweite: 2 000 m
Scanrate: 1 Million Punkte/Sekunde
Preis: auf Anfrage
Der Teledyne Optech Polaris ist ein terrestrischer 3D-Laserscanner, der sich durch seine Anwendungsbreite und Zuverlässigkeit auszeichnet. Er liefert hochgenaue Daten in verschiedenen Bereichen wie Bauwesen, Bergbau und Forstwirtschaft und bleibt dabei durch sein wetterfestes Gehäuse auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen robust und zuverlässig. Der Polaris kann auf einem Stativ, einer Plattform oder einem Fahrzeug montiert werden.
Der Laserscanner zeichnet sich durch ein breites, anpassbares Sichtfeld aus, das es ermöglicht, große Bereiche zu erfassen oder sich auf spezifische Segmente zu konzentrieren. Er verfügt über eine maximale Reichweite von bis zu 2.000 Metern, einer Auflösung von 2 mm im Messbereich und einer Genauigkeit von 5 mm auf 100 Meter.
Leica ScanStation P50
Max. Reichweite: mehr als 1 km
Scanrate: 1 Million Punkte/Sekunde
Preis: ~ € 35.000,–
Die Leica ScanStation P50 stellt eine leistungsstarke 3D-Laserscanner-Lösung für Branchenfachleute dar, die selbst unzugängliche Orte sicher und effizient aus der Ferne vermessen möchten. Mit seiner beeindruckenden Reichweite und der Fähigkeit, hochwertige 3D-Daten und HDR-Bilder zu liefern, ermöglicht der Scanner das Erfassen selbst der größten und am schwierigsten zugänglichen Infrastrukturobjekte oder Tagebaugruben.
Zusätzlich zur hohen Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit unter extremen Umweltbedingungen, wie Temperaturen von -20 °C bis +50 °C und einer IP54-Klassifizierung für Staub- und Wasserschutz, bietet die ScanStation P50 eine umfassende Scanning-Lösung. Die Datenverarbeitung erfolgt durch eine branchenführende Software-Suite für 3D-Punktwolken, welche die Leica Cyclone Stand-alone-Software, Leica JetStream, Leica CloudWorx und das kostenlose Leica TruView umfasst. Diese Lösung wird ergänzt durch eine enge Integration mit der Cyclone FIELD 360 App, die eine nahtlose Verbindung zwischen Felderfassung und finaler Datenregistrierung im Büro ermöglicht.
Handscanner
Handscanner sind kleine, tragbare Geräte, mit denen man dreidimensionale Informationen von Objekten und Umgebungen sammeln kann. Die Geräte sind kompakt und mobil und man kann sie einfach halten und über die Oberfläche des Objekts bewegen, das man scannen möchte. Sie sind besonders praktisch für das Erfassen von Daten in komplexen oder schwer zugänglichen Bereichen. Handscanner sind ideal für schnelle, effiziente Scans kleinerer oder detaillierter Objekte und bieten oft die Möglichkeit, die erfassten Daten sofort zu visualisieren und zu bearbeiten.
Dotproduct DPI-10 KIT
Max. Reichweite: 0,6-3,7 m
Scanrate: Erkennung in Echtzeit
Preis: ~ € 3.600,–
Das DotProduct DPI-10 Kit ist ein fortschrittliches, handgeführtes 3D-Imaging-System, das in Echtzeit Objekte und Umgebungen erfassen kann. Ausgestattet mit einer PrimeSense Carmine 1.08 Kamera und unterstützt durch die Dot3D™-Software, verwandelt dieses System ein Samsung Galaxy S6 oder ein Windows Go-Tablet in einen leistungsstarken und benutzerfreundlichen Handscanner.
Die Bearbeitung und Registrierung der Daten erfolgt direkt auf dem Tablet, wodurch Nutzer die Möglichkeit haben, Koordinatensysteme zu definieren, mehrere Datensätze vor Ort zu registrieren und Messungen unmittelbar zu entnehmen. Die Dot3D™-Software nutzt fortschrittliche Algorithmen für simultane Lokalisierung und Mapping, um 3D-Rekonstruktionen und Lokalisierungen in Echtzeit auf das mobile Gerät zu übertragen.
Intel Realsense D455 KIT
Max. Reichweite: 0,4-4,2 m
Scanrate: bis zu 90 fps
Preis: ~ € 1.900,–
Das Intel® RealSense™ D455 Kit ist das neueste Modell der D400-Serie und profitiert von über einem Jahrzehnt an Erfahrungen und Kundenfeedback zu Stereokameras. Es verfügt über eine LiDAR-Technologie mit integrierter RGB-Kamera und einem IMU, die präzise 3D-Datenerfassung im Bereich von 0,4 bis 4,2 Metern ermöglicht.
Das Kit wird ergänzt durch die Dot3DTM Pro Software, welche fortschrittliche Algorithmen für simultane Lokalisierung und Mapping nutzt, um die Erfassung und Verarbeitung von Punktwolken sowie Rekonstruktionen in Echtzeit auf mobilen Geräten zu unterstützen.
FARO Freestyle 2.5
Max. Reichweite: 0,4-10 m
Scanrate: 220.000 Punkte/Sekunde
Preis: auf Anfrage
Der FARO Freestyle 2.5 ist ein handgehaltener 3D-Scanner, der für schnelle und fotorealistische 3D-Datenerfassung und Visualisierung in Echtzeit konzipiert wurde. Mit einer Reichweite von 0,4 bis 10 Meter ermöglicht der Freestyle 2.5 einen intuitiven Scan ohne die Notwendigkeit zusätzlicher Hardware, da alles direkt auf dem Gerät visualisiert wird.
Der Scanner liefert hochwertige, farbige 3D-Daten mit einer Genauigkeit von bis zu 0,5 mm, wobei der Benutzer durch haptisches Feedback über die Qualität der Scantechnik informiert wird und die Qualität der Scandaten live auf dem Gerät angezeigt wird.
Die Datenverarbeitung wird durch fortschrittliche Tracking-Algorithmen unterstützt, die natürliche Bewegungen während des Scannens ermöglichen und eine effiziente Integration in professionelle Software wie FARO Scene für weitere Analysen erfordern.
Mobile Laserscanner
Mobile Laserscanner erfassen die Umgebung, während du dich bewegst, also etwa im Raum herumgehst. Die komplexeren Scanner sind sehr stark von der Hardware abhängig. Sie bestehen aus einem Messkopf, einem oder mehreren Laserscannern und verschiedenen Kameras bzw. Panoramakameras. Damit der Sensor weiß, wo er ist, braucht er noch GPS-Antennen und ein Inertiales Navigationssystem (IMU – Inertial Measurement Unit).
Metaroom® Scan App
Max. Reichweite: 5 m
Scanrate: Erkennung in Echtzeit
Metaroom® Scan App: kostenlos
Metaroom® Studio Preis: ab € 79,–/Monat
Die Metaroom®Scan App ist ein fortschrittlicher 3D-Scanner für Apple Pro Geräte. Sie nutzt den LiDAR-Sensor des Geräts, um Innenräume zu scannen und detaillierte und genaue 3D-Modelle von Räumen zu erstellen. Der LiDAR-Sensor ist essenziell für die App. Er erfasst alle räumlichen Dimensionen, während der Scanvorgang läuft. Außerdem nutzt die App KI-basierte Objekterkennungsmethoden, um die Genauigkeit und den Detailgrad der digitalen Modelle zu verbessern. Die Kombination dieser Technologien macht den Scan-Prozess einfacher und ermöglicht es Fachleuten, präzise 3D-Modelle zu erstellen.
Mit der Metaroom® Scan App können Nutzer ein komplettes 3D-Modell eines Gebäudes erstellen, indem sie Raum für Raum scannen. So werden nach und nach alle Stockwerke detailliert erfasst und die einzelnen Scans automatisch zu einem umfassenden 3D-Modell kombiniert. Diese Methode bietet eine gründliche Dokumentation der Gebäudestruktur und ermöglicht eine effektive Führung durch den gesamten Prozess, wodurch sichergestellt wird, dass alle Teile des Gebäudes erfasst werden.
Während des Scanning-Prozesses können Benutzer wichtige Bereiche und Merkmale im Gebäude durch Markierungen hervorheben, zum Beispiel Anschlüsse und Sicherheitseinrichtungen. Diese werden dann im Modell genau verortet. Wenn die Scans fertig sind, werden die Daten in die Cloud hochgeladen und dort verarbeitet. So entsteht ein CAD-fertiges 3D-Modell, das im Metaroom® Studio mit zusätzlichen Informationen und Spezifikationen angereichert werden kann. Die bearbeiteten Modelle können dann in einer Vielzahl von Formaten exportiert werden. So lassen sie sich reibungslos in BIM- und CAD-Software integrieren. Das macht den gesamten Prozess von der Datenerfassung bis zur Planung effizient und benutzerfreundlich.
FARO Orbis
Max. Reichweite: 120 m
Scanrate: 640.000 Punkte/Sekunde
Preis: ~ € 47.000,–
Der FARO Orbis kombiniert die Vorteile des terrestrischen Laserscannings mit der mobilen SLAM-Technologie (Simultaneous Localization and Mapping). Diese innovative Verbindung ermöglicht eine bis zu zehnmal schnellere Datenerfassung im Vergleich zu traditionellen Methoden.
Mit einer maximalen Reichweite von 120 Metern und einer Erfassungsrate von 640.000 Punkten pro Sekunde liefert der Orbis sowohl die Schnelligkeit der SLAM-Technologie als auch die hohe Genauigkeit des terrestrischen Scans durch die integrierte FARO Flash-Technologie.
ZEB-Horizont
Max. Reichweite: 100 m
Scanrate: 300.000 Punkte/Sekunde
Preis: auf Anfrage
Der ZEB Horizon und ZEB Horizon RT sind die neuesten mobilen Laserscanner von GeoSLAM, die speziell für Außen- und Innenanwendungen konzipiert sind. Mit einer Reichweite von bis zu 100 Metern eignen sich diese Geräte perfekt für die Datenerfassung in großen offenen Räumen sowie in GPS-armen Umgebungen.
Die Bedienung des Scanners ist intuitiv und die Datenauswertung erfolgt direkt vor Ort, was eine flexible Nutzung ermöglicht – beispielsweise an Drohnen, Fahrzeugen oder einfach zu Fuß. Der Scanner erfasst 300.000 Punkte pro Sekunde mit einer Genauigkeit von bis zu 6mm und kommt mit der Software GeoSLAM Connect und GeoSLAM Draw, die eine automatische Registrierung und schnelle Auswertung der Scandaten ermöglichen.
In der folgenden Tabelle werden die wichtigsten Eigenschaften der elf diskutierten Scanner noch einmal übersichtlich dargestellt:
| Scannermodell | Max. Reichweite | Scanrate (Punkte/Sekunde) | Preis | Besondere Merkmale |
| FARO Focus Premium | bis zu 350 m | bis zu 2 Mio. | €40,200 | High-Speed-SSD, robust, GeoSLAM-Technologie |
| TELEDYNE OPTECH POLARIS | bis zu 2.000 m | 1 Mio. | Unbekannt | Geeignet für GPS-arme Umgebungen |
| ARTEC Ray II | bis zu 130 m | bis zu 1,2 Mio. | €60,000 | Portable, leicht, hochauflösende 3D-CAD-Modelle möglich |
| DotProduct DPI-10 Kit | 0,6 – 3,7 m | Echtzeit | €3,600 | Handheld, für kleine und schwer zugängliche Bereiche |
| Intel® RealSense™ D455 Kit | 0,4 – 4,2 m | Bis zu 90 fps | €1,900 | Integrierte RGB-Kamera, LiDAR, unterstützt diverse Formate |
| FARO Freestyle 2.5 | 0,4 – 10 m | 220.000 | Unbekannt | Portabel, leicht, für Innen- und Außenbereiche geeignet |
| ZEB Horizon / ZEB Horizon RT | bis zu 100 m | 300.000 | Unbekannt | Real-Time Feedback, leicht, für UAVs geeignet |
| FARO Orbis | bis zu 120 m | 640.000 | €47,000 | Hybrid aus terrestrischem und mobilem Scanning |
| Leica ScanStation P50 | mehr als 1 km | 1 Mio. | €35,000 | Extrem robust, für große Distanzen |
| Metaroom® Solution | 10 m | Echtzeit | Ab €79/Monat | Kostengünstig, kein Expertenwissen notwendig, verwendet Apple Pro Geräte, keine zusätzlichen Geräte erforderlich, viele Exportformate, keine zusätzliche Software nötig |
| FARO Focus S70 | bis zu 70 m | 976.000 | Unbekannt | Genau, schnell, für präzise Messungen und Dokumentation |
Fazit
Durch den Einsatz von 3D-Laserscantechnologien hat sich der Bereich Building Information Modeling (BIM) deutlich weiterentwickelt. Diese Technologien, die man auch „Scan to BIM” nennt, erlauben es, bestehende Gebäudestrukturen zu erfassen. Die Daten können dann für Bauplanungen, Renovierungen oder zur Instandhaltung genutzt werden. Vor allem beim Scannen von Gebäuden, die noch keine digitalen Modelle haben, ist diese Technik vorteilhaft. Dadurch ist es möglich eine präzise Planungsgrundlage zu schaffen und die Koordination sowie das Kostenmanagement zu verbessern.
Viele der hier vorgestellten Laserscanner sind wahre Hochleistungsgeräte, die im Hochpreissegment angesiedelt sind und vor allem in der professionellen Vermessung eingesetzt werden. Daher werden diese Geräte in erster Linie von Experten bedient.
Mobile Laserscanner sind hier eine kostengünstigere, aber auch leistungsstarke Alternative. Besonders hervorzuheben ist dabei das mobile System von Metaroom, das sich durch seine Benutzerfreundlichkeit und Flexibilität auszeichnet. Das Metaroom-System ermöglicht es, mit handelsüblichen Apple Pro Geräten detaillierte 3D-Modelle eines Gebäudes zu erstellen, indem Raum für Raum systematisch erfasst wird. Dieses Vorgehen ist nicht nur effizient, sondern auch kosteneffektiv, da teure Spezialhardware überflüssig wird. Durch die einfache Integration der erfassten Daten in führende BIM-Software, unterstützt Metaroom Fachleute über alle Phasen des Gebäudelebenszyklus – von der ersten Planung bis hin zur Renovierung.
Zusammengefasst bieten moderne 3D-Laserscanner eine unverzichtbare Ressource für das Building Information Modeling. Sie vereinfachen nicht nur den Erfassungsprozess erheblich, sondern optimieren auch die nachfolgenden Planungs- und Bauphasen. Mit solchen technologischen Fortschritten werden die Genauigkeit verbessert und die Möglichkeiten von BIM erweitert, was letztendlich zu effizienteren und kostengünstigeren Bauprojekten führt.
