Marvin Finke untersucht in seiner Masterarbeit am Fachbereich Bauingenieurwesen der FH Münster wie sich Drohnen bestmöglich im Bauwesen einsetzen lassen. Sein Fazit: Die Drohne ist ein wertvolles Werkzeug, das die Planungseffizienz und -qualität erheblich steigern kann. Den Einsatz zur Unterstützung planerischer und ausführungsorientierter Aufgaben anzustreben, sei grundsätzlich zu empfehlen, sagt Finke.

„In acht von neun Leistungsphasen der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI) lässt sich eine Drohne sehr gut einsetzen, zum Beispiel in der Grundlagenermittlung. Hier wird die Drohne im Rahmen automatischer Ausführung von Flugmissionen zur Realitätserfassung eingesetzt.“ Das bedeute, die topografischen Gegebenheiten werden erfasst. Bei einer Sanierung oder Modernisierung eines Bestandsgebäudes gilt das für die Außenhülle beziehungsweise für auf dem Grundstück nur schwer zugängliche Bereiche. „Die dabei entstehenden Aufnahmen kommen bei der maßstabsgetreuen 3D-Modellierung zum Einsatz“, erklärt der 25-Jährige.

Drohne besonders in der Vor- und Entwurfsplanung hilfreich

Mit Hilfe von Software lässt sich die Darstellung von Gebäudevarianten wie auch die Modellierung auf Basis von sogenannten Punktwolken – gemeint ist damit die Nachbildung räumlicher Strukturen – deutlich einfacher durchführen. Ein Arbeitsschritt, der insbesondere in der Vor- und Entwurfsplanung hilfreich ist. Ohne entsprechende Drohnenaufnahmen müsste man zum Beispiel bei einer Bestandssanierung anhand von Bestandsplänen, die nach eigenen Erfahrungen häufig nicht aktuell oder unvollständig sind, Objektmaße kontrollieren oder gar das Gebäude vollständig manuell erfassen.

Monitoring in der Leistungsphase acht

„Ich bin damit über einige Baustellen, wie zum Beispiel im Zoo Osnabrück, geflogen, um ein Monitoring über einen längeren Zeitraum in der Leistungsphase acht, der Objektüberwachung, zu gewährleisten. Neben manuell hergestellten Fotos habe ich wöchentlich mehrere, im Vorfeld geplante Flüge durch die Drohne automatisiert ausführen lassen.“ Dadurch sei es gelungen, zu dauerhaft exakten Bedingungen aufnehmen zu können. „Auf diese Weise haben wir zahlreiche Aufnahmen für die Anwendung der Bildmessung erhalten, aus denen sich maßstabsgetreue 3D-Modelle erstellen lassen.“ In Kombination mit den Aufnahmen erleichtern diese unter anderem die Rechnungsprüfung, Terminplanung, Leistungserfassung und Problem- sowie Mängelerfassung. Zudem ermöglichen sie eine lückenlose Baustellendokumentation. „Die Zeitersparnis ist enorm, die Qualität der Ergebnisse sehr gut“, resümiert der Bauingenieur.

Herausforderung automatische Kameraeinstellung

Herausforderungen gab es dabei aber auch: Weil die Aufnahmen in bestmöglicher Qualität erzeugt werden müssen und daher automatische Kameraeinstellungen nicht zu empfehlen sind, musste sich Finke Grundkenntnisse in Fotografie aneignen, in die Vorgänge der verschiedenen Softwares einarbeiten, den Umgang mit der Drohne trainieren und – aus Gründen des Datenschutzes – nur fliegen, wenn keine Personen auf der Baustelle tätig waren.

BIM-Labor an der FH Münster unterstützt die Studierenden

Seine Analyse hat der Bauingenieur beim Architektur- und Ingenieurbüro pbr in Osnabrück durchgeführt. Seit 2018 war er dort bereits während seines Studiums zunächst als studentischer Mitarbeiter tätig, seit 2022 ist er festangestellt im Bereich Objektüberwachung.

Für pbr ist der Einsatz von Drohnen nicht komplett neu. Doch Marvin Finke habe das Thema nochmals in den Fokus gerückt. „Wir werden jetzt eine sehr detaillierte Wirtschaftlichkeitsberechnung durchführen, Kosten, Nutzen, Chancen und Risiken prüfen und entscheiden, ob und in welche Hightech-Drohne investiert werden soll“, sagt Christiana Stutz, Geschäftsbereichsleiterin Realisierung im pbr.

Zum Einsatz kam die Drohne der FH Münster. Denn dort am Fachbereich Bauingenieurwesen ist das Building Information Modeling (BIM) ein wichtiges Thema: Dabei entwerfen oder planen alle am Bauprozess Beteiligten ein Gebäude digital, modellieren, optimieren und simulieren es. Dafür will die Hochschule ihre Studierenden noch besser fit machen und hat eigens dafür 2019 ein BIM-Labor unter Leitung von Prof. Dr. Henriette Strotmann eingerichtet. Zum Inventar gehört auch eine Drohne – und die durfte sich Finke ausleihen.