Bereits Kunde? Jetzt einloggen.
Lesezeit ca. 6 Min.

DENK MAL SCHUTZ


Drohnenmagazin - epaper ⋅ Ausgabe 4/2019 vom 08.10.2019

Die Erfassung von historischen Gebäuden und Denkmälern mit einem UAS ähnelt den Abläufen von Baugutachten. Um die Bausubstanz von historischen Gebäuden und Denkmälern für die Nachwelt erhalten zu können, bedarf es einer hohen Qualität in der Dokumentation.


Artikelbild für den Artikel "DENK MAL SCHUTZ" aus der Ausgabe 4/2019 von Drohnenmagazin. Dieses epaper sofort kaufen oder online lesen mit der Zeitschriften-Flatrate United Kiosk NEWS.

FOTOS: JOHANNES PLENIO, PIXABAY

Die bisher übliche Bestandserfassung und Dokumentation, mit Bestandsplanung der verschiedenen historischen Umbauten anhand historischer Belege und einer Zeichnungs- und Fotodokumentation, bekommt mit der Drohne buchstäblich Flügel und einen völlig neuen Ansatz. Neue Techniken ermöglichen nicht nur die genaue Erfassung ...

Weiterlesen
epaper-Einzelheft 4,99€
Bereits gekauft?Anmelden & Lesen
Leseprobe: Abdruck mit freundlicher Genehmigung von Drohnenmagazin. Alle Rechte vorbehalten.

Mehr aus dieser Ausgabe

Titelbild der Ausgabe 4/2019 von EIN HOCHSEETESTFELD FÜR DROHNEN. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
EIN HOCHSEETESTFELD FÜR DROHNEN
Titelbild der Ausgabe 4/2019 von MIT DER DROHNE AUF DEM FLUGPLATZ. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
MIT DER DROHNE AUF DEM FLUGPLATZ
Titelbild der Ausgabe 4/2019 von DER ERSTE ENTWURF IST DA: WAS WISSEN WIR ÜBER DEN "U-SPACE?". Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
DER ERSTE ENTWURF IST DA: WAS WISSEN WIR ÜBER DEN "U-SPACE?"
Titelbild der Ausgabe 4/2019 von Rüstungsprojekt von Boeing: NEUE KAMPFKRAFT IM TEAMING-SCHWARM. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Rüstungsprojekt von Boeing: NEUE KAMPFKRAFT IM TEAMING-SCHWARM
Titelbild der Ausgabe 4/2019 von Drohnen im Energie-Sektor: GUTE CHANCEN FÜR DIENSTLEISTER. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
Drohnen im Energie-Sektor: GUTE CHANCEN FÜR DIENSTLEISTER
Titelbild der Ausgabe 4/2019 von BODEN UND LUFT: DER PERIMETERSCHUTZ. Zeitschriften als Abo oder epaper bei United Kiosk online kaufen.
BODEN UND LUFT: DER PERIMETERSCHUTZ
Vorheriger Artikel
DER ERSTE ENTWURF IST DA: WAS WISSEN WIR ÜBER DEN "U-SP…
aus dieser Ausgabe
Nächster Artikel Rüstungsprojekt von Boeing: NEUE KAMPFKRAFT IM TEAMING-SCHWA…
aus dieser Ausgabe

... des historischen Bestandes. Die vermessungsgenauen 3D-Anwendungen unterstützen die Denkmalpflege und den Betreiber bei der Herleitung der historischen Fassungen.

SZENARIEN

Der Drohnenflug ermöglicht es, unzugängliche Orte für die visuelle Betrachtung zu erschließen. Denn der Drohnenflug kann mit entsprechender Technik viel mehr leisten, als nur Fotos aus ungewöhnlicher Perspektive aufzunehmen. Die Aufnahmen für die Fotogrammmetrie und die Laservermessung im Innen- und Auflenraum von historischen Gebäuden bieten durch die Genauigkeit der Daten einen ganzheitlichen und detaillierten Blick auf die Arbeit im Denkmalschutz und in der Denkmalerhaltung. Die Ergebnisse der Messverfahren aus dem Drohnenflug können Anzeichen vergangener Umbauten am Denkmal aufzeigen und ermöglichen damit der Forschung, Rückschlüsse auf die Historie des Bauwerks und seine ursprüngliche Konstruktion zu ziehen, was die Bestandsanalyse erweitert. Der Drohnenflug bietet Denkmalpflegern und Historikern die Möglichkeit, Hypothesen belegbar zu machen, wie die Nutzung der Gebäude im historischen Verlauf ausgesehen hat. Durch den Drohnenflug sind Aufnahmen aus ungewöhnlicher Perspektive möglich, die Anhaltspunkte für neue Forschungen geben können. Wenn historische Fragen bisher durch Begehungen oder aus historischen Quellen nicht direkt beantwortbar waren, eröff nen Erkenntnisse mit Hilfe des Drohnenflugs ganz neue Möglichkeiten.

Durch die Erstellung von photogrammetrischen und maflgenauen 3D-Modellen können die ursprünglichen historischen Gebäudefassungen rekonstruiert und für die Forschung oder auch zur öff entlichen Präsentation neuer Th esen visualisiert werden.

Nicht nur für die Forschung, sondern auch zur Dokumentation und Vermessung von Innenräumen und komplexen Auflenbauteilen bietet der Drohnenflug eine sinnvolle Ergänzung. Auf Basis der Daten werden Auflenbauteile und Innenräume mit einer hohen Auflösung vermessen. Beschädigte Figuren lassen sich maflstabsgetreu herstellen und ggf. mit neuester Technik reproduzieren. Fehlstücke an Figuren oder auch im Relief können bei genauer Ver- messung detailgenau als 3D-Modelle berechnet werden. Mit hochauflösenden 3D-Druckern oder Fräsen ist es möglich, die Fehlstelle aus dem gewünschten Material herzustellen. Die 3D-Vermessung, gepaart mit den Möglichkeiten der hochauflösenden Fotografie, ergänzt nicht nur die Qualität der Sanierung, sondern dient auch der präventiven Erfassung zukünftiger Rekonstruktionen für den Steinmetz. Die mit dem vorherigen Aufb au von Gerüsten im Kirchenschiff verbundene Abnahme von Gipsabdrücken kann durch diese Technik ersetzt werden. Zwar gilt auch weiterhin: ÑHandwerk bleibt Handwerkì, aber kleine Helferlein zur Erstellung einer präzisen Vorlage erhöhen die Handwerkskunst.

GEBÄUDEDENKMAL

Bei Kirchengebäuden wird die Antikollisionstechnik sowohl in Flugrichtung als auch rundum, das Kollisionsrisiko der Drohne vermindern.

In großen historischen Hallen und Kirchenschiff en sind Details aus nahen Abständen ohne Gerüste und Fernglas nicht einsehbar. Hohe, teilweise aus spitzem Winkel zu betrachtende Innenräume erlauben vom Boden aus nur eine Perspektive, bieten aber keinen vollen Einblick. Die Überprüfung des Zustands einer Statue, des Kreuzgewölbes, eines Mosaiks oder auch der Deckengemälde in der Apsis kann mit der UAV-Drohne wesentlich besser vorgenommen werden. Ist die Drohne zusätzlich mit einer 360°-Abstandssensorik ausgerüstet, kann der historische und meist wertvoll ausgestattete Innenraum relativ sicher und auch sehr nah beflogen werden. Das Livebild und die aufgenommenen Fotos geben Aufschluss über den Bauzustand. Hochauflösende Bilder werden zu Orthofotos und Panoramabildern zusammengefügt. Sie erlauben tiefere Einblicke in den Zustand von Gemälden, Statuen, Kirchenfenster, des Orgelgestühls etc. aus nächster Nähe und aus ungewöhnlicher Perspektive. Dadurch wird die denkmalpflegerische Grundlage geschaffen. Zusätzlich bekommt der Betrachter einen sehr genauen Einblick in die Pracht der zumeist vergessenen handwerklichen Leistungen. Die Ergebnisse dienen der Restauration von Denkmälern gleicher Bauart in schlechtem Zustand, die einen hohen Bedarf an Wiederherstellung haben.

Die in relativ sicherer Entfernung zu einem Hindernis mit der UAV-Fototrägerplattform aufgenommen Fotos dienen der fotogrammetrischen Vermessung von Innenräumen. Zur Erfassung von Innenräumen mit LIDAR im Zusammenspiel mit hochauflösenden Bildern werden visuelle und vermessungstechnische Untersuchungen mit größerer Forschungstiefe ermöglicht.

Gebäudeschäden in Innenräumen, die aufgrund steiler Blickwinkel bei Begehungen oder von den Triforien aus nicht erkannt werden, können mit der UAV-Trägerplattform erreicht werden. Die schwer einsehbaren Bereiche können sehr nah beflogen werden. Der Schaden wird dokumentiert und vermessen. Durch den Inspektionsflug lassen sich Schäden nicht nur im Innen-, sondern auch im Außenbereich entdecken.

Sachverständiges Monitoring: Es sind viele wissenschaft liche Arbeiten zum Drohnenflug bekannt, die den Flug betrachten und sich dabei auf Th emen wie Denkmalpflege oder historische Gebäude beziehen. Dabei wird nicht ausreichend deutlich gemacht, dass das UAS-unterstützte Monitoring immer unterschiedlich auszuführen ist, je nach Gebäudetyp, Bauart und Baustoff en. Eine rein schematische Herangehensweise ist grundsätzlich richtig, kann jedoch nicht für alle Gebäude und Gebäudetypen gültig sein. Es bedarf eines profunden Wissens aus der Bauschadenspraxis, um aus den sichtbaren Auswirkungen an den Bauteilen auf die Ursachen schlieflen zu können.

Jeder Bautyp und Baustoff hat in der Kombination auch unterschiedliche Schadenspotenziale. Eine schematische Herangehensweise und der daraus zu entwickelnde Maflnahmenkatalog können daher nicht allgemeingültig sein. Es bedarf einer auf Bauart und Alter des Gebäudes sachverständig abgestimmten Herangehensweise, damit das Monitoring mit den entsprechenden Entscheidungsstufen funktionieren kann.


» Flüge im unmittelbaren Fassadenbereich sind sehr anspruchsvoll «


Baudenkmäler aus Sandstein, Klinkermauerwerk, Beton etc. sind ständig saurem Regen und Luft verschmutzung ausgesetzt. Hier nagt der natürliche und durch Verschmutzung beschleunigte Verfall. Die Verwitterungsprozesse werden durch den Angriff von saurem Regen und der CO2-Luft verschmutzung beschleunigt. Dadurch werden nicht nur die Festigkeit des Baustoff s, sondern auch der Schutz der Baukonstruktion vor Verwitterung gemindert. Ständige Erosion und Korrosion der Baustoff e lässt manche Gebäude zu einer Dauerbaustelle werden. Als Beispiel kann der Kölner Dom mit dem bewährten Obernkirchener Sandstein genannt werden. Dieser seit Baubeginn als sehr beständig geltende Sandstein verwittert aus unterschiedlichen Gründen. Die unterhalb der Fugen sichtbaren Sulfat-Auswaschungen treiben nicht nur dem/r Dombaumeister/-in Schweißperlen auf die Stirn. Wo soll man anfangen? Wo sind die Schäden durch Ablösung weiter vorangeschritten? Wo verlangt die Sanierung eine höhere Priorität?

Das sind Fragen, die sich nicht nur am Kölner Dom stellen, wenn fußläufig nicht oder unzureichend einsehbare Außenbauteile keinen Aufschluss über den aktuellen Schädigungsgrad zulassen. Das gilt für Brückenbauwerke, Staudämme, Funktürme aus Stahl und Beton im gleichen Maß. Der sachverständig ausgeführte UAV-/UAS-Flug bietet hier große Erfolgschancen für eine nachhaltige Bewertung. Wie aus der Praxis an anderen Gebäuden bekannt, wird in der Regel so lange gewartet, bis der Schaden deutlich sichtbar ist. Dann sind bereits Folgeschäden entstanden, die bei rechtzeitiger Erkennung die Sanierungskosten auf ein Minimum hätten reduzieren können. Aufschluss über den aktuellen Schädigungsgrad zulassen. Das gilt für Brückenbauwerke, Staudämme, Funktürme aus Stahl und Beton im gleichen Maß. Der sachverständig ausgeführte UAV-/UAS-Flug bietet hier große Erfolgschancen für eine nachhaltige Bewertung. Wie aus der Praxis an anderen Gebäuden bekannt, wird in der Regel so lange gewartet, bis der Schaden deutlich sichtbar ist. Dann sind bereits Folgeschäden entstanden, die bei rechtzeitiger Erkennung die Sanierungskosten auf ein Minimum hätten reduzieren können.

Historische Gebäude wie beispielsweise Kathedralen werden immer häufiger Ziel der modernen Technologie, um den Erhalt der Bauwerke zu unterstützen. Nur mit einem UAV lässt sich der Zustand von Dach und Fassade auch in entlegenen Winkeln der aufwändig konstruierten Denkmäler sicher und aus der Distanz erfassen.

Die Llandaff-Kathedrale in Wales wurde bereits mit einem Hexacopter beflogen.

Um den Grad der Schädigung und ihr Ausmaß an Kirchenfassaden, historischen Gebäuden, Hangbefestigungen unterhalb von Burgen, Burgwällen, skulpturalen Denkmälern etc. zu erfassen, ist der Einsatz von Drohnen mit entsprechender Technik ein Segen. Mit dem UAS kann der gewünschte Bereich aus beliebiger Perspektive betrachtet und vermessen werden. Auf Basis der Fotodokumentation kann vom Sachverständigen der Rückschluss auf die Ursache gezogen werden. Weitere Aufnahmen und Vermessungen lassen die Optimierung eines UAS-Monitoring zu.

Die fachliche Auswertung aufgrund der ganzheitlichen Erfassung aus der Luft dient der Optimierung der Sanierungs- und Prozessabläufe und der Anpassung an das weitere UAV-/ UAS-Monitoring. Durch sachverständige Auswertung wird belegbar, ob eine Sanierung unverzüglich erforderlich oder zu einem späteren Zeitpunkt möglich ist. In der UAV-Praxis hat sich herausgestellt, dass bei naher Befliegung von Gebäuden über zehn Meter Bauhöhe Schäden festgestellt werden konnten, die bei einer Begehung nicht erkennbar waren. Der UAV-/ UAS-Flug an groflen und sehr hohen Monumenten, wie zum Beispiel am Kölner Dom, ist dafür ein besonders eff ektives Werkzeug. Die aus diesen Flügen ableitbaren Feststellungen zum Grad der Schädigung bilden wertvolle Grundlagen nicht nur für den Denkmalschutz.

ANSPRUCHSVOLLES FLIEGEN

Trotz aller Freude über den Segen neuer Erkenntnisse ist zu beachten, dass bei UAS-Aufnahmen an hohen Gebäuden der Flugeinsatz nicht immer sicher durchführbar ist. Es wird häufig die Gefahr und gewaltige Kraft von Turbulenzen durch horizontale Winde an Luv- und Leeseite und an den Gebäudekanten unterschätzt. Die thermischen Auf- und Abwinde an sonnenbeschienenen Fassaden können mehr als zehn Meter pro Sekunde erreichen. Daher sind Flüge im unmittelbaren Fassadenbereich sehr anspruchsvoll in Bezug auf Flugvorbereitung und Durchführung. Der UAS-Pilot muss diese Gefahren im Vorfeld abschätzen können oder am unausgewogenen Flugverhalten rechtzeitig erkennen. Bei Flügen vor Monumenten wird dem Piloten ein sehr hohes Maß an Können und Wissen abverlangt.

Auch sehr anspruchsvoll aber durchaus machbar: mit einer Drohne lassen sich historische Bauwerke von innen dokumentieren. Gerade der Blick hinter Vorsprünge oder von oben auf Stuckelemente und Figuren sind für eine ganzheitliche Dokumentation wertvoll.

DROHNEN - TECHNIK UND RECHT

Die Einsatzbandbreite von Drohnen nimmt stetig zu – Gebäudeschäden registrieren, Bauten kontrollieren, Umweltanalysen oder auch Liegenschaften lassen sich schützen. Die Ordnungsbehörden haben dieses Mittel für sich entdeckt und kontrollieren damit Veranstaltungen, dokumentieren Tatorte oder spüren Straftätern nach.

Das Werk enthält Checklisten und Hinweise für den technischen Workflow. Es berücksichtigt ebenso die Erlaubnisverfahren und gibt einen Ausblick auf die Regelungsbemühungen auf europäischer Ebene.

549 Seiten, Hardcover | Herausgeber: Dr. Ulrich Dieckert und Dipl.-Ing.(FH) Stephan Eich ISBN: 978-3-8462-0573-0