Gebäudeaufmaß, Kulturerbe

3D-Vermessung eines denkmalgeschützten Gebäudes: Wie lässt sich ein Denkmal dokumentieren, ohne es zu verändern?

Die Restaurierung einer Fassade, die Umgestaltung eines Innenraums oder auch nur die Instandhaltung eines denkmalgeschützten Gebäudes setzt zunächst voraus, dass man genau weiß, womit man es zu tun hat. Verformte Mauern, Gewölbe, skulpturale Verzierungen, spätere Anbauten: Ein Denkmal lässt sich selten anhand alter Pläne beschreiben.

In der Schweiz werden diese Massnahmen von der kantonalen Denkmalschutzbehörde begleitet, und die Bundesrichtlinien zur Denkmalpflege verlangen, dass man das Objekt vor dem Eingriff genau kennt. Der Laserscanner eignet sich hervorragend für diese Aufgabe: Er misst berührungslos und erfasst das Gebäude so, wie es ist.

Warum ein denkmalgeschütztes Gebäude eine besondere Bestandsaufnahme erfordert

Was der Schweizer Rechtsrahmen vorschreibt

Der Schutz des baulichen Kulturerbes fällt in erster Linie in die Zuständigkeit der Kantone. Ihre Behörden sind für die gesetzlichen Maßnahmen, die Bestandsaufnahme, die Überwachung der Arbeiten und die Archivierung zuständig, wie beispielsweise der Kanton Neuenburg betont. Die Begrifflichkeiten variieren von Kanton zu Kanton: „denkmalgeschützt“, „unter Denkmalschutz gestellt“, „im Inventar eingetragen“. In der Regel müssen Arbeiten an diesen Gebäuden von der zuständigen kantonalen Behörde geprüft werden.

Der gemeinsame Bezugsrahmen wird auf Bundesebene festgelegt. Die 2007 von der Eidgenössischen Kommission für Denkmalpflege veröffentlichten „Grundsätze zur Erhaltung des baulichen Kulturerbes in der Schweiz“ legen zwei Regeln fest, die in direktem Zusammenhang mit der Bestandsaufnahme stehen. Vor jeder Maßnahme muss eine genaue Kenntnis des Objekts erworben werden (Art. 3.5). Und jeder Eingriff muss von einer Dokumentation begleitet werden, die auf das Objekt und die getroffenen Maßnahmen abgestimmt ist (Art. 3.9).

Eine unregelmäßige Geometrie

Ein historisches Gebäude weist fast nie rechte Winkel auf. Die Wände neigen sich, die Fußböden geben nach, Gewölbe und Dachstühle haben sich im Laufe der Zeit verschoben. Die Verzierungen (Leisten, Skulpturen, Wandmalereien) sorgen für eine Komplexität, die sich mit dem Meter und der Totalstation nur teilweise erfassen lässt.

Die Substanz nicht beschädigen

Die Erhaltung der Substanz hat gemäß denselben Bundesgrundsätzen Vorrang vor allen anderen Maßnahmen (Art. 3.8). Die Vermessung muss daher ohne Kontakt mit empfindlichen Oberflächen, ohne Bohrungen und unter Begrenzung der vor Ort verbrachten Zeit erfolgen.

Die Methode: Vom Laserscan zum verwertbaren Modell

Eine Bestandsaufnahme des Kulturerbes kombiniert in der Regel mehrere Techniken, die je nach Objekt und den erwarteten Ergebnissen ausgewählt werden.

  1. Bei einer Vorbesichtigung werden sensible Bereiche, Zugänge, Lichtverhältnisse und die detailliert zu dokumentierenden Teile ermittelt.
  2. Der auf einem Stativ montierte Laserscanner erfasst Station für Station die Geometrie des Innenraums und der Fassaden, ohne die Oberflächen zu berühren.
  3. Die Photogrammetrie ergänzt den Scan dort, wo Farbe und Textur eine Rolle spielen, wie beispielsweise bei Wandmalereien oder Steinelementen.
  4. Bei Dächern, Glockentürmen und hohen Fassaden kann eine Drohne die Erfassung ergänzen, sofern der Standort und die Flugvorschriften dies zulassen.
  5. Die Messpunkte werden anschließend zueinander kalibriert und bei Bedarf an das Schweizer Koordinatensystem angeglichen. Eine Genauigkeitsprüfung validiert das gesamte Ergebnis, bevor die Endergebnisse erstellt werden.

Geländebedingungen und Lösungen

Die meisten Schwierigkeiten lassen sich eher durch organisatorische als durch technische Maßnahmen lösen.

  • Kultstätten, Museen oder Verwaltungsgebäude bleiben während der Vermessung oft geöffnet. Die Erfassung wird daher zonenweise außerhalb der Öffnungszeiten oder Gottesdienste geplant.
  • Vergoldungen, Buntglasfenster sowie sehr dunkler oder feuchter Stein reflektieren das Lasersignal nur schlecht. Die Einstellungen werden angepasst, es werden mehrere Blickwinkel genutzt und die Erfassung durch Photogrammetrie ergänzt.
  • In Dachböden, Glockentürmen und Dachstühlen sind eng beieinander liegende Messstationen sowie mit dem Eigentümer abgestimmte Zugangsvorkehrungen erforderlich.
  • Die Bundesrichtlinien verlangen zudem einen interdisziplinären Ansatz (Art. 3.6). Die Vermessung wird daher gemeinsam mit dem Architekten, dem Restaurator und – je nach Kanton – der Denkmalschutzbehörde vorbereitet.

Welche Ergebnisse sind bei einem denkmalgeschützten Gebäude zu liefern?

Ergebnis Hauptzweck Für wen
Punktwolke Archivierter Referenzzustand, Maßaufnahme, zeitlicher Vergleich Eigentümer, Denkmalschutzbehörde
Orthobilder von Fassaden und Decken Stein-für-Stein-Bestandsaufnahme, Kartierung der Schäden, Überwachung der Restaurierungsarbeiten Restauratoren, Architekten
CAD-Pläne, Schnitte und Ansichten Genehmigungsunterlagen, Umbauplanungen Architekten, Ingenieure
BIM-Modell für Denkmalobjekte (HBIM) Baukoordination, Instandhaltungsmanagement Planer, Gebäudemanager
Virtueller Rundgang Fernberatung, Öffentlichkeitsarbeit Eigentümer, Institutionen

Den richtigen Detaillierungsgrad festlegen

Ein Genehmigungsantrag, die Restaurierung von Dekorationen und die Archivierung erfordern nicht denselben Detaillierungsgrad. Für ein Umbauvorhaben reichen oft präzise Pläne und Schnitte aus. Bei einer Restaurierung wird das hochauflösende Orthobild zum wichtigsten Werkzeug. Die Modellierung jeder einzelnen Zierleiste ist nur dann sinnvoll, wenn ein konkreter Verwendungszweck dies rechtfertigt, da jeder zusätzliche Detaillierungsgrad die Bearbeitungszeit verlängert.

Vorbereitung der Bestandsaufnahme: 5 Schritte

  1. Nehmen Sie frühzeitig Kontakt mit der kantonalen Denkmalschutzbehörde auf, die den Schutzgrad des Gebäudes sowie ihre Erwartungen hinsichtlich der Dokumentation präzisieren kann.
  2. Die verfügbaren Archivunterlagen zusammentragen: alte Pläne, frühere Bestandsaufnahmen, historische Studien, Fotos. Diese geben die Richtung für die Bestandsaufnahme vor und helfen bei der Interpretation der Ergebnisse.
  3. Legen Sie gemeinsam mit dem Architekten und dem Restaurator die zu erbringenden Leistungen sowie den Detaillierungsgrad fest, ausgehend von der geplanten Nutzung.
  4. Organisieren Sie die Zugänge und den Zeitplan gemeinsam mit dem Eigentümer und den Nutzern, einschließlich Dachböden, Glockentürme oder Kellerräume.
  5. Die Erfassungsmethode abzustimmen, insbesondere die Vermeidung von Markierungen oder Befestigungen auf empfindlichen Oberflächen.

Nach Abschluss der Arbeiten: ein Referenzarchiv

Einmal archiviert, stellt die Bestandsaufnahme einen Referenzzustand des Gebäudes zu einem bestimmten Zeitpunkt dar. Sie dient anschließend dazu:

  • dem Vergleich zweier Vermessungskampagnen, um einen Riss, eine Senkung oder eine Bewegung des Dachstuhls zu verfolgen
  • die Vorbereitung künftiger Maßnahmen, ohne wieder bei Null anfangen zu müssen
  • die Dokumentationspflicht gemäß den Bundesrichtlinien zu erfüllen, die vorschreiben, dass über jeden Eingriff Aufzeichnungen geführt werden müssen
  • die Wiederherstellung eines beschädigten Teils im Schadensfall auf der Grundlage zuverlässiger Messdaten

Einen Überblick über die Anwendungsmöglichkeiten der Bestandsaufnahme bei historischen Gebäuden finden Sie auch in unserem Artikel zur 3D-Digitalisierung des baulichen Kulturerbes.

Wichtige Punkte zum Merken

  • In der Schweiz verlangen die Bundesgrundsätze zur Denkmalpflege vor jedem Eingriff eine genaue Kenntnis des Gebäudes sowie anschliessend eine Dokumentation jeder Massnahme.
  • Der Laserscan erfolgt berührungslos, wodurch der Priorität der Erhaltung der Bausubstanz Rechnung getragen wird.
  • Laserscan, Photogrammetrie und, falls erforderlich, Drohnen werden je nach Objekt kombiniert.
  • Das Endergebnis und der Detaillierungsgrad hängen vom Verwendungszweck ab: Baugenehmigung, Restaurierung oder Archivierung.
  • Die gemeinsam mit der kantonalen Denkmalschutzbehörde, dem Architekten und dem Restaurator erstellte Bestandsaufnahme bleibt auch für zukünftige Maßnahmen von Nutzen.

Eine auf jedes Denkmal zugeschnittene Bestandsaufnahme

AB 3D Scanning unterstützt Eigentümer, Architekten und Restauratoren bei der Dokumentation denkmalgeschützter Gebäude in der Schweiz – von der berührungslosen Erfassung bis hin zu Orthobildern, Plänen und Modellen. Wenn Sie eine Restaurierung oder einen Umbau planen, können wir gemeinsam den Umfang und den Detaillierungsgrad festlegen, die für Ihr Gebäude geeignet sind.

Quellen