Workflow-Untersuchung der Erzeugung von Architektur-3D-Modellen aus 2D-Unterlagen

Abstract

Im Zuge der Digitalisierung obliegt auch die Architektur einem Wandel. Wurden vor der Jahrhundertwende Pläne noch mit Zeichenbrett, Butterbrotpapier und Graphikstift gezeichnet, ist der Rechner und eine geeignete CAD-Software heute nicht mehr wegzudenken. Dennoch gibt es noch viele Planungsbüros, die auf die Erstellung von parametrischen 3D-Modellen verzichten und auf reine 2D-CAD-Pläne mit einer Ansammlung von Polygonen, Linien und Bögen anfertigen. Für ältere Bauwerke wie Bauernhäuser mit Scheunen oder auch denkmalgeschützte Bauten bestehen vor allem handgezeichnete Pläne aus vergangenen Jahrzehnten. Diese sind oft ungenau, nicht maßstabsgetreu und bilden meist einen vorherigen Stand ohne bereits vorgenommene Umbaumaßnahmen ab. Auch aus diesen Unterlagen muss in der Regel ein 2D- oder 3D-Modell erzeugt werden, um dieses dann in Form eines Bauantrags dem zuständigen Amt vorzulegen. Hierbei kommt es zu einigen Herausforderungen, den Schritt von handgezeichnetem oder in CAD gezeichnetem Zweidimensionalem zu parametrischen, dreidimensionalen Modellen zu wagen. Denn dies bietet immense Vorteile. Nicht nur die deutliche Zeitersparnis durch Planableitungen und intelligente Objekte, sondern auch das Detektieren von Fehlern während der Planung, wie beispielsweise die Kollisionsprüfung von Objekten, und das Ausgeben von Bauteillisten sind nur wenige von unzähligen Vorteilen gegenüber dem Zweidimensionalen. Dennoch hängt die Modellierungsart immer von dem Anwendungsfall ab und beide haben durchaus ihre Berechtigung. Da es für dieses Ablauf wenig wissenschaftliche Literatur gibt, besteht Bedarf an einer genauen Untersuchung. Im Rahmen der Thesis wird der Workflow zur Erzeugung von Architektur-3D-Modellen aus reinen 2D-Unterlagen untersucht. Der Prozess wird mit seinen Möglichkeiten, aber auch seinen Grenzen und den Vor- und Nachteilen der 3D-Modellierung gegenüber der 2D-Modellierung beschrieben. Es werden aber auch Besonderheiten aufgezeigt und warum von Beginn an im Dreidimensionalen gearbeitet werden sollte. Den praktischen Teil der Thesis bildet die prototypische Umsetzung des Workflows. Als Beispielprojekt dient hierfür der Umbau eines denkmalgeschützten Bauernhauses mit Scheune. Für dieses liegen von Hand gefertigte Pläne aus dem letzten Jahrhundert vor. Im Rahmen des Bauantrags, der für den Bauherrn gestellt werden soll, wird ein 3D-Modell und die daraus benötigten Pläne erzeugt.