Punktwolke optimiert Vorfertigung und beschleunigt Bauablauf
Eine Bauaufgabe, zwei nahezu identische Bauabschnitte, zwei Vermessungsmethoden: Ein 3D-Aufmaß mit Punktwolke und direkter Übergabe an die Holzbausoftware Sema beschleunigte den Bauablauf bei der Aufstockung eines Diakoniegebäudes in Osnabrück um mehrere Wochen.
Die Diakonie Osnabrück betreibt an der Rheiner Landstraße 147 ein Altenpflegeheim mit 104 Pflegeplätzen in Einzelzimmern, zwölf Tagespflegeplätzen und 59 betreuten Seniorenwohnungen. Das 1994 errichtete Gebäude gliedert sich in vier Flügel, die wie die Flügel einer Windmühle rund um eine gemeinsame Mitte angeordnet sind. Im Jahr 2016 wurde beschlossen, Teile des Dachgeschosses für die Pflegeschule der Diakonie auszubauen.
Dazu wurde in zwei Bauabschnitten – 2019 und 2024 – die Dachkonstruktion von zwei Flügeln verändert, aufgestockt und umgebaut. Beide Projekte wurden von der Architektin Andrea Wessendorf und Christian Appelhans im laufenden Betrieb des Altenheims und der Pflegeschule umgesetzt. Die Bauabschnitte waren hinsichtlich der Nutzung und Kubatur vergleichbar, unterschieden sich jedoch deutlich in der Methodik des Aufmaßes. Während der Bestand im ersten Bauabschnitt konventionell von Hand vermessen wurde, kam im zweiten Bauabschnitt ein 3D Aufmaß von der Firma Scan auf Maß zum Einsatz. Dies führte zu erheblichen Zeitersparnissen in der Planung und zu einer optimierten Vorfertigung, die den Bauablauf und die Montage deutlich effizienter gestaltete.
Bauablauf im Vergleich
Die Zimmerei Bäker GmbH & CO KG übernahm sowohl die Baustelleneinrichtung als auch den Abbruch und die Öffnung des Bestandsdaches das Aufmaß, die Vorbereitung der kompletten Wand- und Deckenelemente und die Montage sowie die Notabdichtung des Flachdaches.
Das Aufmaß und die Arbeitsvorbereitung einschließlich der digitalen Übergabe der Maschinendateien an die Abbundmaschine lag in den Händen von Zimmermeister Christian Appelhans. Im ersten Bauabschnitt erledigte er diese Aufgaben als Angestellter der Zimmerei, im zweiten als Subunternehmer mit der Firma Scan auf Maß. Beide Male nutzte er für die Arbeitsvorbereitung die Holzbausoftware Sema. Während beim ersten Bauabschnitt ein manuelles Aufmaß als Grundlage diente, erstellte Appelhans beim zweiten ein 3D Aufmaß.
Aufmaße im Vergleich
Angefangen bei der Aufmaßgeschwindigkeit und der Arbeitsvorbereitung konnten deutliche Unterschiede festgestellt werden: Hatten die nicht rechtwinklige Dachkonstruktion und der vollgestellte Dachraum beim manuellen Aufmaß noch einen zweiten Termin zur Überprüfung und Ergänzung der fehlerhaften Maße notwendig gemacht, führte der Laserscan mit Punktwolke beim zweiten Bauabschnitt in nur einundhalb Mannstunden zu exakten Daten. Zum Vergleich: Das manuelle Aufmaß hatte zwei Personen je einundhalb Tage in Anspruch genommen.
Im Anschluss an das manuelle Aufmaß mussten die krummen und unebenen Bestandshölzer zudem digital nachmodelliert werden, um in der Holzbausoftware Sema ein 3D-Modell als Grundlage für die neue Konstruktion zu erstellen und die Anschlusspunkte zu definieren. Arbeitszeit: Zwei Manntage. Beim zweiten Aufmaß stellte der Laserscanner die erfassten Flächen automatisch als Punktwolke in einer Sema-3D-Plandatei dar. Am PC konnten so der nicht rechtwinklige Grundriss, Höhenunterschiede, Durchbiegungen der Bestandsbauteile, die Lage der Mittelpfetten sowie die Ausrichtung des Treppenhauses exakt ausgewertet werden. Die präzisen Daten ermöglichten es, den Architektenplan im Anschluss als DWG-Datei über die Punktwolke zu legen und Kollisionen zwischen Neubau, Altbau und Leitungen zu überprüfen. Auf dieser Basis wurden neue Wände direkt und präzise konstruiert, ohne Bestandshölzer oder -Wände nachmodellieren zu müssen. In der Arbeitsvorbereitung sparte der modernere Vermessungsweg somit in der Summe etwa eine Woche Arbeitszeit ein.
Vorfertigung im Vergleich
Dank des präzisen 3D-Scans, der jede Krümmung und jeden Dachanschluss exakt erfasste, konnte auch der Vorfertigungsgrad im zweiten Bauabschnitt weiter gesteigert werden. Die Wände wurden bereits in der Zimmerei mit Fenstern, Rollläden, Fensterbänken sowie Grundputz und Armierung versehen, sodass vor Ort nur noch Feinputz und Anstrich erforderlich waren. Dies verkürzte die Bauzeit erheblich: „Für diese Arbeiten benötigten die Maler zu dritt nur noch anderthalb Wochen. Ohne Vorfertigung hätten sie doppelt so lange gebraucht“, erklärt Zimmermeister und Scandienstleister Christian Appelhans. Die einseitig beplankten Deckenelemente mit vorbereiteten Dachanschlüssen und erster Dachabdichtung wurden vor Ort noch mit Zellulose gedämmt und vom Dachdecker fertiggestellt. Aufgrund zahlreicher Durchdringungen war eine vollständige Vorfertigung in diesem Fall nicht möglich. Kollisionen zwischen Neu- und Altbau waren hingegen bereits im Vorfeld markiert und ausgeschnitten worden, um Verzögerungen bei der Montage zu vermeiden.
„Durch das exakte Aufmaß wussten wir genau, wo die Sparren aus dem Bestand abgeschnitten werden mussten. Der Abbruch war perfekt geplant, und die Elemente und die Anschlussarbeiten konnten in der Vorfertigung punktgenau vorbereitet werden“, bekennt Zimmermeister Martin Hugenberg, Geschäftsführer der Bäker GmbH & CO KG zufrieden. Auch der Anschluss an das Gesamtensemble ließ sich auf dieser Basis präzise umsetzen: Der First wurde konstruktiv nachgebildet, wobei über dem Flachdach des Neubaus ein First mit zwei Pfannen installiert wurde, um den Anschluss an die Bestandsdachflächen zu sichern.
Montage im Vergleich
Eine auf der Punktwolke basierende Ebenheitsanalyse von Appelhans machte es auch möglich, individuell eingefräste Klötzchen vorzubereiten, um die im Dachraum aufgemessenen Höhenunterschiede von bis zu 4,6 cm auszugleichen. Sie wurden im Betrieb schon unter die Schwellen geschraubt – und somit eine weitere Maßnahme zur Beschleunigung des Baufortschritts umgesetzt, die ebenfalls nur durch die neue Aufmaß- und Planungstechnik ermöglicht wurde. So vorbereitet, dauerte die Baustelle vor Ort gerade einmal eine Woche nach dem Aufstellen des Gerüstes. In dieser Zeit wurde in drei Etappen jeweils ein Teil des Bestandsdaches abgetragen und sofort wieder aufgebaut. Dann war der Rohbau regendicht.
Fazit
Die Erfahrungen aus der „Erweiterung Diakonie“ zeigen die Vorteile moderner Technologien wie des 3D-Aufmaßes. Während der erste Bauabschnitt 2019 noch durch manuelle Vermessung und Unsicherheiten geprägt war, ermöglichte die digitale Vermessung 2024 eine präzisere Planung und deutlich effizientere Ausführung. Die Punktwolke als Aufmaß sparte enorm viel Zeit und führte zu einer optimierten Bauausführung, insbesondere bei den Anschlussdetails, die nun passgenau vorgefertigt werden konnten.
„Vor fünf Jahren mussten wir auf der Baustelle improvisieren, da wir beim händischen Aufmaß nicht jedes Detail vorab bearbeiten konnten“, erinnert sich Appelhans. „Jetzt war alles bis ins kleinste Detail durchgeplant.“ Die hohe Qualität und Passgenauigkeit der Bauelemente sowie der reibungslose Montageablauf waren entscheidende Fortschritte im zweiten Bauabschnitt. Da das Projekt angesichts des schmalen Budgets der Diakonie sehr knapp kalkuliert war, ist Zimmerer Hugenberg sicher: „Wäre es wie im ersten Bauabschnitt umgesetzt worden, hätte es sich unter den aktuellen Kosten nicht gerechnet. Das präzise Aufmaß hat enorm Zeit und Geld gespart.“
