1 Laserscannen in de renovatiesector 25-10-2012 De komende jaren zal bouwend Nederland zich steeds meer gaan toeleggen op renovatie en herbestemming van de bestaande omgeving. Informatie over bestaande bouw is echter lang niet altijd goed gedocumenteerd of zelfs helemaal niet aanwezig. Bovendien geven originele bouwtekeningen geen inzicht in de huidige conditie van een bouwwerk. Het is dan ook een uitdaging deze informatie te achterhalen. Om snel een nauwkeurig en gedetailleerd 3D- model te krijgen, kunnen laserscanners worden ingezet. Handmatig opmeten wordt daarmee overbodig. Tekst ir. Paul Strokap en ing. Timothy Lievendag, Het Facilitair Bureau BV (onderdeel van de Kokongroep) Handmatig inmeten is tijdrovend en relatief onbetrouwbaar. Vaak moet men, doordat meetgegevens incompleet zijn, nog een aantal malen teruggaan naar de locatie om deze gegevens aan te vullen. Bovendien is handmatig niet alles even goed te bepalen. Zo zijn afstanden wel goed meetbaar, maar hoekverdraaiingen niet. En hoger gelegen bouwdelen zijn niet altijd bereikbaar zonder steigers. De initi?le kosten zijn weliswaar lager, maar handmatig inmeten heeft veel verborgen kosten. Onder andere door het nogmaals bezoeken van de locatie of doordat gebrekkige informatie tijdens de bouw leidt tot bouwfouten en faalkosten. Verder moeten de meetgegevens op Foto 1. Laserscannen van Woongebouw Vondellaan in IJsselstein. 2 kantoor nog worden verwerkt op tekening. De onbetrouwbaarheid van de meetresultaten leidt tot interpretatie van gegevens en daardoor tot een nog grotere foutmarge. Laserscanners Alternatief voor handmatig inmeten is het gebruikmaken van laserscanners. Dergelijke scanners zijn in staat om in korte tijd grote hoeveelheden betrouwbare en controleerbare informatie te verzamelen. Het resultaat van een laserscan bevat miljoenen meetpunten. Doordat meerdere scans bij elkaar worden gevoegd, is een compleet model van een bouwwerk te genereren, zowel van de binnenzijde als de buitenzijde. Laserscannen leent zich vooral voor projecten van enige omvang; het opmeten van een enkel kozijn kan wellicht beter handmatig gebeuren. Voor projecten die na controle maatvast blijken te zijn, is laserscannen niet per se noodzakelijk. Het sluit echter wel alle risico's uit. Laserscanners zijn uitermate gedetailleerd. Er zijn verschillende soorten scanners en sommige kunnen metingen verrichten tot op een duizendste millimeter nauwkeurig. Voor de bouw zijn dergelijke maten niet relevant en is over het algemeen een nauwkeurigheid van enkele millimeters voldoende. Het is zaak de resolutie goed te kiezen. Meestal varieert deze tussen een scan per 10 x 10 mm / 10 m (dit betekent ??n meetpunt per vierkante centimeter, waarbij de laserscanner op 10 m afstand van het object staat) en 20 x 20 mm / 10 m. De gekozen nauwkeurigheid is afhankelijk van maatregelen die nodig zijn bij de renovatie. Ook de afzonderlijke bouwdelen kunnen het niveau van nauwkeurigheid be?nvloeden. Als er bij de renovatie gekozen wordt voor een grote mate van prefabricage, is het van belang met hoge resolutie te scannen. Foto 2. Puntenwolk van Woongebouw Vondellaan 3 Werking In eerste instantie is een steekproefmeting nodig om inzicht te krijgen in de betrouwbaarheid van aanwezige gegevens. Indien uit deze metingen grote afwijkingen worden geconstateerd, of als er geen bouwtekeningen meer beschikbaar zijn, is laserscannen een snelle methode om een betrouwbaar 3D-model te krijgen. De scanner is een meetinstrument dat met een hoge pulsfrequentie een lichtbundel (laser) `schiet' op zijn omgeving. Alles wat zichtbaar is vanaf de locatie van de laserscanner, wordt erdoor geraakt. De lichtbundel wordt door het object weerkaatst en weer opgevangen door de scanner. Met Zwitserse precisie wordt uitgerekend hoe lang de lichtbundel onderweg is geweest, waarmee de afstand bekend is. Vooraf wordt een scanplan opgesteld, waarbij wordt gekeken naar een effici?nte inzet van de scanner en naar zaken als bereikbaarheid en veiligheid. De duur van het scannen is afhankelijk van het bouwwerk en van de gekozen resolutie. Gemiddeld zal ongeveer ??n werkdag nodig zijn. Elke scanpositie wordt ingemeten, bijvoorbeeld met een GPS, waarna de meetgegevens van de individuele scans op kantoor worden samengevoegd. Hierdoor zijn ook de wand- en vloerdikten bekend geworden. Het resultaat wordt een 'puntenwolk' genoemd (figuur 2 en 3): een wolk van miljoenen meetpunten die het bouwwerk weergeven. De puntenwolk kan in een later stadium worden aangevuld. Dit betekent dat er gefaseerd gescand kan worden. Indien er een beperking is in bereikbaarheid, door bijvoorbeeld (bouw)logistiek en/of belemmeringen, dan is het mogelijk om de delen te scannen die toegankelijk zijn. Wanneer het mogelijk is, wordt van de overige delen een puntenwolk gecre?erd die kan worden samengevoegd aan de oorspronkelijke puntenwolk. Dit levert geen problemen op, aangezien elk punt zijn eigen co?rdinaten in de ruimte heeft. Koppelen aan BIM Het 3D-model kan nuttig zijn bij een BIM-model. De puntenwolk is niet automatisch om te zetten naar een BIM-model; op basis van de puntenwolk zal een nieuw model opgezet moeten worden. Hiervoor is additionele software beschikbaar, bovenop Revit, die in staat is vlakken in de puntenwolk te herkennen en automatisch wanden of vloeren te plaatsen. Tevens kan visueel inzichtelijk worden gemaakt wat de afwijking is tussen de geplaatste wand en de puntenwolk. Hiermee is eenvoudig vast te stellen of het BIM-model voldoet aan Figuren 2 en 3. Twee voorbeelden van puntenwolken 4 de vooraf vastgestelde maattolerantie. Deze maat moet in de detaillering kunnen worden opgevangen. Toekomstige ontwikkelingen De software om op basis van puntenwolken te modelleren, wordt steeds intelligenter en zal in de toekomst steeds beter geschikt zijn om de informatie om te zetten in BIM- modellen. Laserscanners worden ook verder doorontwikkeld. Zo zijn er tegenwoordig kleine, mobiele handscanners op de markt. Deze zijn nu nog erg kostbaar, maar zouden voor kleine renovatieprojecten of voor beheer en onderhoud erg geschikt kunnen zijn. Mobiel scannen wordt op dit moment voornamelijk ingezet bij infra- projecten. Indien de tolerantie van een mobiele scanner in de buurt komt van een vaste scanner, wordt deze methode erg interessant voor de bouw. Vooral voor het intern scannen kan dan veel tijdwinst worden geboekt. Praktijkvoorbeeld: Woongebouw Vondellaan In opdracht van woningcorporatie Provides uit IJsselstein, is het woongebouw aan de Vondellaan gescand (foto 1 en figuur 2). Op basis daarvan is een BIM-model gemaakt. Van het BIM-model is een animatie gemaakt, die gebruikt is om bewoners in te lichten over de werkzaamheden. Op verzoek van de aannemer zijn gevelaanzichten gemaakt met gemaatvoerde gevelopeningen. Hierdoor kwamen grote afwijkingen aan het licht tussen kozijnen die ogenschijnlijk gelijk waren. Foto 3. Ontwikkelingen in software zullen het naar verwachting snel mogelijk maken om een gescand gebouw automatisch om te zetten in een BIM-model.