Motivation

Das Mainzer Rathaus, ein 1973 nach Plänen von Arne Jacobsen erstelltes Bauwerk, hat eine bis zu 30 m hohe vorgehängte Fassade aus norwegischem Porsgrunner Marmor. Im Zuge von Modernisierungsarbeiten am Rathaus soll diese Fassade erneuert werden, da durch die Einwirkung von Temperatur und Feuchte viele der ca. 55x75 cm großen und nur ca. 3 cm dicken Marmorplatten eine mit dem Alter zunehmende Verbiegung aufweisen. Diese Verbiegungen belasten die Befestigungsanker derart, dass sie unter ungünstigen Umständen zu einem Abbrechen der Platten von der Fassade führen. Da das Gebäude denkmalgeschützt ist, gelten besondere Regeln bei der Modernisierung. Für die Modernisierungsarbeiten soll zunächst eine detaillierte Bestandsaufnahme der Fassade erfolgen aus der ein Fassadenplan abgeleitet werden können.

Aktivitäten

In einem gemeinsamen Projekt mit dem AI MAINZ war das i3mainz an der Erstellung der Fassadenpläne beteiligt. Aufgabe des i3mainz war es, durch Vermessungsarbeiten die Grundlage für diese Pläne zu erstellen.

Nach gründlichen örtlichen Begehungen wurde ein Messkonzept entwickelt, welches die Besonderheiten des Rathauses berücksichtig. Durch seine teilweise verwinkelte Geometrie bietet das Gebäude viel Abschattungen und Verschneidungen, die die Arbeiten erschweren. Die Marmorplatten liegen teilweise hinter den Sonnenschutzgittern und sind somit nicht immer vollständig sichtbar. Auch erschweren Nachbargebäude und Straßen die Wahl der Standpunkte. Die Erfassung erfolgte mittels UAV-gestützter Photogrammetrie, die in Teilbereichen durch terrestrisches Laserscanning ergänzt wurde. Für beide Verfahren sind Referenzpunkte am Objekt erforderlich, welche mit klassischer Tachymetrie aufgemessen worden sind. Da durch die Höhe des Rathauses in einigen Bereichen keine Zielmarken angebracht werden konnten, wurde ein Videotachymeter eingesetzt, mit dem Fugenkreuze an der Fassade reflektorlos aufgenommen wurden. Somit konnten pro Wandseite bis zu 30 Referenzpunkte in einem lokalen 3D Koordinatensystem bestimmt werden.

Bei der photogrammetrischen Aufnahme kam die Drohne des i3mainz zum Einsatz, die als Sensorplattform für eine hochauslösende Digitalkamera dient. Mit der Kamera wurden alle Fassaden aus unterschiedlichen Blickwinkeln fotografiert. Dieser Bildverband wurde mit SfM-Algorithmen (Structure from Motion) ausgewertet und erlaubt so eine digitale Rekonstruktion des Rathauses in Form von 3D Punktwolken.

Resultate

Mit der Stadt Mainz wurde vereinbart, dass digitale Orthophotos der Gebäudeseiten erstellt werden. Dazu müssen die Punktwolken zunächst referenziert und bereinigt werden. Anschließend entsteht durch Dreiecksvermaschung ein Oberflächenmodell. Auf dieses werden dann die originalen Bildaufnahmen projiziert und ein digitales Orthophoto erzeugt. Auf Basis dieser Othophotos konnte das AI Mainz die Fugen und Steine kartieren.