Een klooster of kerk inmeten is een specialisme, want het zijn grote, complexe structuren, met soms sterk afwijkende maatvoering. Dit vraagt om een slim plan van aanpak en inzet van high-end apparatuur. Een kerktoren inmeten is daarbij nog iets lastiger, vanwege de grote hoogte. Op deze pagina vertellen we over het specialisme van kloosters en kerken inmeten, verwijzen we naar referentieprojecten en laten we in een voorbeeldcase meer zien over 3D laserscannen en modelleren.
Kloosters en kerken inmeten kan niet traditioneel
Het inmeten van een grote kerk hoort standaard uitgevoerd te worden met 3D laserscanners. Waarom? Het is bijna onmogelijk om een goede handmatige inmeting te doen. Uiteraard heeft dit te maken met afstanden en grote hoogten. Dit is echter niet altijd de voornaamste reden. Verschillen in vorm van ogenschijnlijk identieke repeterende elementen zoals bogen en pilaren zijn moeilijk te zien en handmatig onmeetbaar. Verschillen in vormen en asymmetrie komen alleen door laserscanning aan het licht. De opzet van een kerk lijkt vaak symmetrisch te zijn. In de praktijk is dat niet het geval omdat het bij de ouderwetse technieken bij het bouwen van de kerk ontbrak aan de nauwkeurigheid die we nu gewend zijn. Vormverschillen en ‘stramien’-lijnen van bij het inmeten van een kerk worden pas echt goed zichtbaar wanneer er gewerkt wordt met 3D laserscanning.
Erfgoed actie 2023
PelserHartman helpt bij verduurzaming en renovatie van Kastelen, Landgoederen, Kerken en Kloosters. Monumenteigenaren hebben het al moeilijk genoeg. Daarom hebben we het jaar 2023 uitgeroepen tot het jaar van de Kastelen, Landgoederen, Kerken en Kloosters. Bouwprojecten op het vlak van restauratie en renovatie krijgen bij ons extra aandacht en voorrang.
3D laserscandata is dé basis voor 2D tekenwerk of 3D (BIM) modellen
Er zijn van oude kerken en kloosters vaak geen tekeningen voor handen of deze zijn niet up-to-date. In geval van restauratie, renovatie of herbestemming ontbreekt daarmee informatie om bouwplannen in detail te kunnen uitwerken. Deze data is essentieel voor gebouweigenaren, bouwhistorici, architecten, ingenieurs, constructeurs, aannemers en installateurs. Met behulp van 3D laserscanning worden kerken en kloosters effectief en efficiënt digitaal vastgelegd. De 3D laserscandata is de onderlegger voor 2D tekenwerk, BIM modellen en digital twins.
Referentieprojecten
Hieronder vind je een selectie van projectblogs over kerken en kloosters die we 3D ingemeten en/of gemodelleerd hebben.
Voorbeelcase: project Stevenskerk Nijmegen
In 2012 werd de noodklok voor de Stevenskerk in Nijmegen geluid. Er dreigden namelijk stukken steen van de kerk af te vallen. Op basis van een bouwkundig- en bouwhistorisch onderzoek, uitgevoerd door Van Hoogevest architecten, is een restauratieplan gemaakt voor de kerk en de toren. Bij de restauratie wordt de natuursteen vervangen die is gebruik bij de na-oorlogse restauratie. Binnenin de kerk worden de fresco’s (muurschilderingen zoals hieronder te zien) en de Heerenbank gerestaureerd. PelserHartman kreeg de opdracht om zorg te dragen voor het nodige meet- en tekenwerk en bedacht een aantal slimme methoden om de bestaande situatie op de juiste manier in kaart te brengen.
Onzichtbare vormen komen aan het licht
Lopend door de kerk leek een specifieke natuursteen kolom redelijk symmetrisch en gespiegeld in opbouw te zijn. Zoals te zien in onderstaande afbeelding is dit niet het geval. Vormverschillen zoals deze komen niet snel aan het licht bij een handmatig meting. Onderstaande afbeelding toont een horizontale doorsnede van één van de kolommen in de kerk. De groene lijn is de getekende contour van deze kolom.
Verdraaiing in plattegrond kerk
Ook ‘verdraaiingen in stramienen’ komen aan het licht door 3D laserscanning. Op onderstaande afbeelding is goed te zien dat er sprake is van een hoekverdraaiing in de plattegrond van de Stevenskerk.
Automatisch polylijnen vanuit pointcloud
Softwaremakers zoals Autodesk, Bentley en Kubus maken slimme automatiseringen voor het werken met pointclouds. Er bestaat al software die vormen ‘herkent’ en daardoor delen van de pointcloud kan vervangen door 3D elementen uit een bibliotheek. Ook bestaan er automatiseringen waarbij pointclouds worden ‘omgezet’ naar solid- of faces-models. Autodesk heeft een oplossing gemaakt waarmee automatisch polylijnen gecreëerd kunnen worden vanuit een ‘plakje’ of een ‘snede’ uit de pointcloud. Deze techniek is vooral goed bruikbaar wanneer we een contour van onafgewerkte materialen in beeld willen brengen.
Inmeten kerktoren
PelserHartman maakte een plan om de toren van de Stevenskerk in te meten met een speciale methode waarbij een 3D laserscanner werd ingezet die beschikt over een hele goede interne HDR camera. De opname werd een bijzondere project wat vooral gestuurd werd door lastige weersomstandigheden, slechte zichtlijnen en uiteraard de planning van de aannemer en steigerbouwer. We maakten een plan waarbij verschillende onderdelen van de kerktoren per steigerlaag werden vastgelegd. De onderlinge koppeling van alle lagen werd uitgevoerd met total stations vanaf standplaatsen op straatniveau.
De afbeelding hieronder laat de bolfoto zien die de scanner maakt om de pointcloud te kunnen kleuren. Hierdoor kunt u als gebruiker een fotorealistische pointcloud gebruiken, in plaats van de standaard groen/geel/oranje pointcloud met alleen meetdata.
Orthofoto basis voor restauratieplan inmeten kerk
De aanleiding voor de 3D scanning van de Stevenskerk te Nijmegen was het feit dat men al jaren werkte met onjuiste en onvolledige gegevens en slechte gevelaanzichten van de kerktoren. Hierdoor was er eigenlijk geen goede basis voor het maken van onderhouds- en restauratieplannen. Het resultaat van de 3D scanning is een hoge resolutie ‘fotorealistische’ gekleurde pointcloud van alle torenaanzichten. Op basis van deze pointcloud worden ortho foto’s van de gevelaanzichten gemaakt.
De afbeelding hieronder laat een deel van de ortho foto van de Stevenstoren zien.
Ortho foto vervangt tekenwerk en bespaart veel kosten
Het product ortho foto is een 2D orthogonale of ‘haakse’ projectie van een object op schaal. Een ortho foto is geometrisch gecorrigeerd. Daardoor hebben alle onderdelen op de foto dezelfde schaal. Een ortho foto is dus een 2D foto op schaal die als onderlegger gebruikt kan worden voor het eenvoudig overtrekken van een tekening. Maar het kan nog makkelijker; de orthofoto kan de tekening volledig vervangen! Deze manier van gevelaanzichten maken bespaart uiteraard veel tekenuren.
Het product ortho foto wordt door onze klanten steeds vaker gebruikt als onderlegger voor het maken van restauratieplannen of om goede aanzichten te maken van gevels. Daarnaast worden orthofoto’s gebruikt als onderlegger bij bouwhistorisch onderzoek en als documentatie. Orthofoto’s voor het inmeten van kerken en kloosters kunnen het beste gemaakt worden op basis van laserscandata, omdat hiermee elke onnauwkeurigheid en asymmetrie ontdekt kan worden.
Automatisch maken van geveltekeningen
PelserHartman besteedt veel aandacht aan innovatie op het vlak van meet- en tekenwerk. Vooral onderwerpen zoals ‘niet alles hoeft direct getekend te worden’ en automatiseringen zoals Scan-to-bim krijgen veel aandacht binnen ons bureau. We hebben zelf een automatisering ontwikkeld waarbij laserscandata omgevormd kan worden tot een 2D gevelaanzicht. Een voorbeeld van een dergelijke geveltekening is hieronder te zien.
Automatisch aanzichten in doorsneden
Is het gewenste product een goede accurate 2D doorsnede? Dan hoeft u enkel en alleen de contour te tekenen op basis van een snede uit de pointcloud. Het aanzicht van de verderop gelegen delen hoeven niet getekend te worden. We vullen de doorsnede met de ortho foto van de pointcloud. Hieronder ziet u een voorbeeld van zo’n aanzicht dat gemaakt werd voor een verticale doorsnede van het kerkorgel.
Dit is geen foto maar een gekleurde pointcloud!
De afbeeldingen hierboven en hieronder lijken op een foto en een ingezoomd deel van een foto. Het zijn echter geen foto’s maar orthogonale aanzichten van een gekleurde hoge resolutie pointcloud. Producten met een kwaliteit zoals deze kunnen alleen gemaakt worden met zeer hoogwaardige laserscandata uit high-end scanners, zoals onze Z+F 5010C.
Aanzicht plafond worden automatisch gegenereerd uit pointclouddata
Ortho foto’s van een pointcloud worden niet alleen maar gemaakt als onderleggers voor het maken van gevelaanzichten of om aanzichten in de verticale doorsneden te verkrijgen. Uiteraard kunnen ortho foto’s ook gemaakt worden van vloer- en plafondaanzichten. U ziet het plafond van de Stevenskerk in onderstaande foto. De rode lijn markeert de grens voor de informatie van de plafondtekening. De foto’s daaronder laten het orthogonale aanzicht van het plafond zien dat gemaakt werd op basis van 3D laserscandata. Hierop komt bijvoorbeeld zeer duidelijk naar voren dat de kerk symmetrisch lijkt, maar het in werkelijkheid niet is. Dit is niet in elke restauratie relevant, maar is in sommige projecten belangrijke informatie gebleken.
Meet weten over ortho foto’s?
Kijk op de pagina ortho foto laserscan voor meer informatie over het product ortho foto.