Kostenlos, amtlich und in 3D: Wie 3D-Gebäudemodelle zur Digitalisierung des Handwerks beitragen

Amtliche 3D-Gebäudemodelle LoD2
Abbildung: Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg

Das Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung (LGL) Baden-Württemberg stellt als zentraler Dienstleister amtliche Geodaten für das Land bereit. Dazu gehören unter anderem Digitale Orthophotos, Geländemodelle und auch dreidimensionale Gebäudemodelle. Viele Geodaten sind inzwischen OpenData und werden quartalsweise aktualisiert. Die Bereitstellung erfolgt über das Open GeoData-Angebot des LGL.

Die Daten können entweder heruntergeladen oder über eine URL als Geodatendienst in ihre Planungssoftware eingebunden werden. Beide Bezugswege sind kostenlos.

Ein besonders praxisnahes und sehr häufig genutztes Produkt ist das 3D-Gebäudemodell im Detaillierungsgrad LoD2 (Level of Detail 2). Im Gegensatz zu einfachen Blockmodellen (LoD1) enthält das LoD2-Modell bereits die wesentlichen Dachformen (zum Beispiel Sattel-, Walm- oder Pultdächer). Gebäudemodelle mit realistischer Dachform eignen sich hervorragend für viele Fragestellungen im Bauhandwerk. Sie können von der Angebotserstellung über die Arbeitsvorbereitung bis hin zur Präsentation beim Bauherrn genutzt werden.

Digitalisierung auf der Baustelle beginnt vor dem ersten Aufmaß

Gerade im Ausbau, Umbau und in der Sanierung von Fassaden, Dächern, Räumen usw. ist ein schneller Überblick über die Geometrie eines Gebäudes entscheidend. Wer frühzeitig belastbare Daten hat, kann genauer kalkulieren, Angebote besser begründen und die Ausführung effizienter vorbereiten. Amtliche 3D-Gebäudemodelle liefern hierfür eine solide Grundlage und erhöhen die Nachvollziehbarkeit gegenüber Auftraggebern. Auch vorhandene Bebauung in der Nachbarschaft kann in die Planung mit einbezogen werden.

Wo 3D-Gebäudemodelle im Bauhandwerk konkret helfen

Die Nutzungsmöglichkeiten reichen von der Geometrieauswertung bis zur Visualisierung. Eine besonders typische Anwendung für Bauunternehmen, Bauleitung, Architekten und Planungsbüros ist zum Beispiel die geometrische Bestimmung von Dachflächen. Damit kann frühzeitig und ohne Außendiensteinsatz abgeschätzt werden, welche Materialmengen benötigt werden und wie hoch der Arbeitsaufwand für das Handwerk an bestehenden Gebäuden ist.

Für Fassaden- und Gerüstbauer ist die Gebäudehülle eine wichtige Kennzahl. Die amtlichen 3D-Modelle liefern hierfür eine gute Näherung für die Hüllflächenberechnung, allerdings ohne Abzug von Fenstern oder Türen.

Messung der Gebäudehöhe im 3D-Modell zur Planung eines Gerüsts
Abbildung: Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg

Installateure von Solar- und Photovoltaikanlagen sowie Energieberater können mit den Gebäudemodellen erste Potenzialabschätzungen durchführen: Wie groß ist die nutzbare Dachfläche? Welche Dachseiten sind geeignet? Um wie viel Grad ist die Dachfläche geneigt? In Kombination mit Geländemodellen und benachbarten Gebäuden lassen sich erste Abschätzungen zu Verschattungen treffen. Besonders relevant ist dies bei dichter Bebauung oder in Altstädten. Besonders in der Industrie werden auch Wandflächen für Solar genutzt. Hier kann die oben genannte Hüllflächenberechnung herangezogen werden. Zudem stellt das LGL mit der Web-Anwendung „Baden-Württemberg in 3D“ ein Tool für die Simulation des Schattenwurfs zu unterschiedlichen Tages- und Jahreszeiten zur Verfügung.

Messung der Dachfläche für Photovoltaik
Abbildung: Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg

Generell können Geodaten als Grundlage zur Erstellung von Angeboten dienen. Wer Dach- oder Fassadenflächen frühzeitig plausibel bestimmen kann, reduziert Zeit- und Personalaufwand im Außendienst und erhöht die Kalkulationssicherheit. Mit 3D-Modellen lässt sich das geplante Ergebnis verständlich darstellen. Der Kunde bekommt eine bessere Vorstellung, was besonders bei Sanierungen, Anbauten oder Dachumbauten relevant ist.

Der Mehrwert steigt, wenn LoD2-Gebäudemodelle mit weiteren amtlichen Geodaten kombiniert werden. Digitale Orthophotos (entzerrte Luftbilder) zeigen Dachaufbauten, Gauben oder Umfeldstrukturen. Digitale Geländemodelle liefern Höheninformationen zum Gelände, zum Beispiel für Entwässerung, Zufahrten oder die Planung der Baustelleneinrichtung. Zusammen ergeben diese Daten eine überzeugende Präsentationsgrundlage für Bauherren und Auftraggeber.

Wo LoD2 an Grenzen stößt und wie sich Modelle ergänzen lassen

Amtliche LoD2-Modelle sind sehr leistungsfähig, reichen aber für die exakte Bauausführung an bestehenden Gebäuden im Detail meistens nicht aus. Feinheiten wie Dachaufbauten, Dachfenster, Gauben, Fassadenöffnungen oder spezielle Konstruktionen sind in den Daten nicht vollständig enthalten. Die Texturierung der Dachfläche kann jedoch mit dem Inhalt der digitalen Orthophotos ergänzt werden, um zum Beispiel bestehende Photovoltaik-Anlagen realistisch darzustellen.  Orthophotos mit der Bodenauflösung 20 cm sind entgeltfrei (DOP20). Bei höheren Anforderungen stehen vielerorts bereits DOP10 mit einer Auflösung von 10 cm zur Verfügung. In der Praxis dienen LoD2-Modelle häufig als Planungsbasis und können durch Laserscans, SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), mobile Mapping oder tachymetrische Messungen ergänzt werden. Damit lässt sich ein präziseres Bestandsmodell erzeugen, ohne dass der Einstieg bei null beginnen muss.

3D-Gebäudemodelle LoD2 eingebettet in Geländemodell und Orthophotos
Abbildung: Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg

Auch als Grundlage für BIM-Modelle (Building Information Modeling) können LoD2-Gebäudemodelle herangezogen werden. Ein Beispiel für die Umsetzung im größeren Kontext ist die 3D-Anwendung „Baden-Württemberg in 3D“, die das LGL unter https://3dweb.lgl-bw.de/BW-3D/ bereitstellt. Im Modul „Planen und Bauen“ können Modelle an beliebige Orte im Land gesetzt werden, um Neu- oder Umbauten zu simulieren und diese im Verbund mit der Nachbarschaft oder in sensiblen Bereichen wie einer historischen Altstadt zu betrachten.

Digitalisierung dank amtlicher Geodaten

Mit dem offenen LoD2-Gebäudemodell und den weiteren Geodaten des LGL Baden-Württemberg stehen dem Bauhandwerk moderne Werkzeuge zur Verfügung, die die digitale Planung und praktische Baustellenrealität verbinden. Neben den Vorteilen der Digitalisierung profitiert die Branche von kostenlosen, aktuellen und amtlichen Geodaten.

Open GeoData-Angebot https://www.lgl-bw.de/Produkte/Open-Data/

Weitere Informationen unter https://www.lgl-bw.de

 

Autor

Werner Kießwetter ist im Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg in Stuttgart tätig.