Aufmessen, vermessen, einmessen – in allen Gewerken am Bau steht das Maßnehmen am Anfang allen Tuns. Mittlerweile stehen allerlei digitalen Helfer zur Verfügung, die diese ursprünglich aufwändige Arbeit erheblich vereinfacht und beschleunigt haben. In diesem zweiteiligen Beitrag werden die wichtigsten digitalen Vermessungsinstrumente erklärt.
Laser-Entfernungsmesser
Das Angebot an Laser-Entfernungsmessern ist mittlerweile unüberschaubar groß – und die Preisspanne weitreichend. Preistreiber ist aber nicht etwa die Genauigkeit, denn die ist bei allen Geräten gut. Es sind vor allem die nützlichen Extras wie Neigungssensor, verschiedene Messarten oder eine digitale Kamera, die ein 400-Euro-Gerät von einer 90-Euro-Variante unterscheidet. Auch die Konnektivität mit dem Smartphone oder Rechner spielt zunehmend eine Rolle.
Wie funktioniert ein Laser-Entfernungsmesser?
Grundsätzlich können die digitalen Messgeräte im Bauwesen auf zwei Arten zum Ergebnis kommen. Bei der sogenannten Triangulation wird von zwei Standpunkten aus der Zielpunkt anvisiert und mit zwei Winkelmessungen eindeutig definiert. Mit dieser Methode können vor allem unzugängliche Flächen (etwa Fenster im ersten Stock) exakt vermessen werden.
Ein Distanzmessgerät, wie es im Innenausbau zum Einsatz kommt, funktioniert nach dem „Lidar“-Prinzip („Light detection and ranging“) im Grunde wie ein Radar: Ein ausgesendeter Lichtpuls wird von der Fläche des Messpunktes reflektiert und gelangt zum integrierten Lichtsensor des Messgerätes. Eine hochgenaue Uhr misst die für diesen Vorgang benötigte Zeit, das Gerät errechnet aus der Zeit und der Lichtgeschwindigkeit die zurückgelegte Strecke des Lichts.
Was muss ein guter Laser-Entfernungsmesser können?
Wichtig ist die Messgenauigkeit: Die genauesten Geräte haben auf 10 Meter Distanz maximal einen Millimeter Abweichung, bei größeren Distanzen nimmt diese Abweichung bis etwa 0,025 mm pro Meter zu, ab 30 m Messdistanz dann um 0,1 mm pro Meter. Diese „typische“ Messgenauigkeit beruht auf durchschnittlichen Messbedingungen. Starke Sonneneinstrahlung im Messbereich oder schlecht reflektierende Messpunkte können die Genauigkeit erheblich verschlechtern. Die meisten Hersteller haben für solche Fälle Hilfsmittel wie eine Zieltafel oder spezielle Brillen zum Erkennen des Laserpunkts im Angebot.
Bei den Messdistanzen reicht die Spanne von 20 m bis zu 200 m. Achtung: Eine Reichweite von 20 m, wie sie die günstigen Geräte aufweisen, ist im Innenbereich schnell zu wenig, mit mindestens 50 m ist man auf der sicheren Seite. Die meisten Entfernungsmesser fangen erst bei 5 cm an, überhaupt ihren Dienst aufzunehmen, darunter muss immer noch der gute alte Zollstock ran.
Für den Profi zwingend anzuraten ist die Möglichkeit, mit dem Laser-Entfernungsmesser Distanzen nicht nur messen, sondern auch speichern zu können (20 Messungen und mehr). Gute Lasermesser bieten zudem die Möglichkeit, die Daten über Bluetooth auf einen Rechner zu übertragen und dort mit den gängigen Programmen wie Word, Excel oder AutoCAD weiter zu verarbeiten.
Für Innenausbauer relevant sind weiterhin Funktionen wie eine automatische Flächen- und Volumenberechnung von polygonen Räumen oder die Kontrolle eines rechten Winkels.
Ein integrierter Neigungsmesser ist ebenfalls von großem Nutzen, etwa im Dachausbau. Die Laser-Entfernungsmesser der Mittelklasse können das im Bereich +/– 45°, High-End-Geräte besitzen einen 360°-Neigungssensor. Übrigens bietet der Neigungssensor die Möglichkeit, über die trigonometrischen Rechenarten auch indirekte Messungen und solche über unverrückbare Hindernisse hinweg vorzunehmen.
Neben der technischen Ausstattung des Laser-Entfernungsmessers ist vor allem auch sein Handling im Baualltag wichtig. Ein Muss ist ein gut ablesbares Display auf dem Gerät, das bei guten Modellen natürlich beleuchtet ist, bei richtig guten ist es sogar hochauflösend und in Farbe – auch für den digitalen Zielsucher, der per Kamera herangezoomt werden kann.
Weitere Qualitätsmerkmale von Laser-Entfernungsmesser sind ein akustisches Signal, wenn die Messtaste betätigt wird sowie eines, wenn die Messung abgeschlossen ist. Der Laser sollte nicht sofort nach dem Einschalten losstrahlen, sondern erst, wenn man wirklich misst. Bewährt hat sich, dass für jede der Messfunktionen eine eigene Taste zur Verfügung steht. Schließlich darf ein Entfernungsmesser dem Baustellenalltag nicht völlig ungeschützt ausgesetzt sein – sprich, er muss gegen Staub und Spritzwasser geschützt sein und darf kleinere Abstürze nicht übelnehmen.
Was ist ein Laser?
Laser ist eine Abkürzung (Akronym) für die englische Beschreibung „Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation”, was mit „Lichtverstärkung durch stimulierte Strahlungsemission“ übersetzt werden kann. Ein vom Laser erzeugter Lichtstrahl unterscheidet sich vom herkömmlichen Licht vor allem durch seine Intensität und dadurch, dass er nur ein sehr eingeschränktes Frequenzspektrum, also nur eine Farbe aufweist. Laserstrahlen verlaufen außerdem weitestgehend parallel zueinander, es findet keine Streuung statt. Diese punktgenaue Ausrichtung eines Laserstrahls ermöglicht auch die Entfernungsmessung.
3-D-Messsysteme
Wenn es um mehr als nur einzelne Längen geht oder die Raumgeometrie komplexer wird, kommen die reinen Entfernungsmesser an ihre Grenzen. Bei schiefen Räumen mit geschwungenen Flächen, frei geformte Treppen oder beim Aufmaß von Schrägen (etwa in Dachgeschossen) kommen sogenannte tachymetrische Messsysteme zum Zuge.
Tachymeter sind kombinierte Distanz- und Winkelmessgeräte, die in der Lage sind, die 3D-Koordinaten markanter Punkte eines beliebig geformten Objektes über den Horizontal- und Vertikalwinkel sowie die gemessene Distanz genau zu erfassen. Die erhobenen Messdaten lassen sich per USB-Stick, per Datenkabel oder Funk auf mobile Rechner übertragen und unmittelbar vor Ort auswerten. Auf dem Rechner entsteht so eine 3D-Aufmaßskizze, die man in CAD-Systeme einlesen und dort sofort weiterverarbeiten kann.
Wie funktionieren die Systeme?
Das auf einem Stativ montierte, dreh- und schwenkbare Tachymeter wird im aufzumessenden Raum aufgestellt. Die Geräte sind in der Lage, sich nach dem Einschalten selbstständig einzunivellieren und zu kalibrieren. De Bediener kann dann die relevanten Messpunkte anvisieren, das geht entweder manuell oder auch per Fernbedienung, was bei größeren Räumen von Vorteil ist. Zu jedem 3-D-Messsystem gehört die passende Aufmaß-Software, in der die Daten zusammenfließen und zu einer 3-D-Skizze werden.
Zu den großen Vorteilen dieser Systeme gehören die Tatsache, dass ein komplettes Aufmaß von einer einzigen Person durchgeführt werden kann, die zudem keinerlei Leitern, Gerüste oder Arbeitsbühnen dazu braucht. Das Manko: Im Außenbereich hängt das Aufmaß von den Lichtverhältnissen ab, da grelles Sonnenlicht die Sichtbarkeit des Lasers stark beeinträchtigen kann.
Was muss ein gutes 3-D-Messsystem können?
Wie bei den Laser-Entfernungsmessern sind der Messbereich und die Messgenauigkeit die wichtigsten Qualitätsmerkmale. Der Messbereich gibt an, von welcher minimalen bis zu welcher maximalen Distanz in Metern das Gerät messen. Die Messgenauigkeit beschreibt die Abweichung der Messung in Millimetern pro Meter, bei den guten Geräten liegt sie zwischen ± 1,5 und 3 Millimetern.
Größere Unterschiede zwischen den angebotenen Geräten gibt es bei der Winkelgenauigkeit. Auch die horizontalen und vertikalen Drehachsen bieten einen Messbereich, innerhalb dessen der Mess-Sensor Messpunkte erfassen kann. Er liegt horizontal grundsätzlich bei 360 und vertikal bei rund 300 Grad. Dieser bauartbedingte "Mess-Schatten" von etwa 60 Grad kann etwa in beengten Messsituationen hinderlich sein, weshalb es von Vorteil ist, ein System zu wählen, das auch vertikal nahezu lückenlos messen kann.
Nicht nur aus Bequemlichkeitsgründen ist es ratsam, ein System mit Motor und Fernbedienung einzusetzen. Das ist zwar nicht ganz so schnell wie das manuelle Anvisieren, aber wesentlich genauer und auf größere Distanzen auch zeitsparender. Auch die sogenannte Messrate ist wichtig, sie gibt an, wie viele Messpunkte pro Minute erfasst werden können. Zu den wichtigen Funktionen zählt die automatische Nivellierung beim Aufstellen des Gerätes.
Teilweise meldet auch ein eingebauter Schocksensor das versehentliche Anstoßen des Gerätes, was beispielsweise dann hilfreich ist, wenn vor Ort reger Baubetrieb herrscht und man das Aufmaßsystem nicht immer im Blick hat. Automatische Messreihen ermöglichen die selbstständige Erfassung von Messpunkten entlang einer vorgegebenen Linie oder innerhalb einer Fläche.
Die Datenübertragung der Messdaten vom Aufmaßgerät zum mobilen PC sollte kabellos erfolgen. Das sorgt für Bewegungsfreiheit, sowohl des Messgerätes als auch der Bedienperson. In jedem Fall sollten die Messergebnisse über ein gängiges Aufmaß-Exportformat (DXF, DWG) exportiert werden können, um sie in einem CAD-Programm weiterverarbeiten zu können. Bei der Stromversorgung sind Lithium-Ionen-Akkus erste Wahl, die sich schnell aufladen und lange nutzen lassen.
