5 Dinge, die Architekten über Drohnen wissen sollten

Werkzeug mit Zukunft

Sind Drohnen dabei, selbstverständlicher Bestandteil unseres Alltags zu werden? Für Architekten und Ingenieure bieten sie nicht erst in ferner Zukunft neue Anwendungsmöglichkeiten. Schon heute sind erste Exemplare im Einsatz – besonders beim Bauen im Bestand.

Text: Marcus Bösch, Christian Schönwetter

1 – Warum soll ich mir eine Drohne zulegen?
Die prägnanteste Antwort auf diese Frage lautet: Drohnen sind günstig, einfach und potentielle »Game Changer« für Architekten, Vermesser und Bauingenieure. Sie werden das Baugeschehen ähnlich stark verändern wie der Computer und die CNC-Fräse. So wie CAD-Zeichnungen in den 90er Jahren allmählich die handgezeichneten Tuschepläne ablösten, könnte die jetzige Dekade die der Drohnen werden. Wer sich also für eine neue und möglicherweise relevante Spielart der Bautechnik und -dokumentation im 21. Jahrhundert interessiert, der sollte sich mit der Thematik auseinandersetzen.

Dass unbemannte Fluggeräte in naher Zukunft eine deutlich größere Rolle spielen werden als bisher, gilt als unstrittig. Dass UAVs (Unmanned Aerial Vehicles) auch außerhalb des militärischen Kontextes beispielsweise für Warenlieferungen, Messungen und Aufnahmen Verwendung finden, zeigen unzählige Beispiele. So fliegt der DHL Paketkopter Päckchen mit eiligen Medikamenten auf die Nordseeinsel Juist, Bilder und Videoaufnahmen aus der Luft finden sich in fast jedem ARD-Tatort und Strommasten oder Windräder werden bereits mit UAVs inspiziert.

Welche Möglichkeiten Drohnen für die Baubranche bieten, erforschen u. a. die Architekten Fabio Gramazio und Matthias Kohler an der ETH Zürich. Dort lassen sie Steine von Drohnen übereinanderstapeln oder ein Seilnetz von Drohnen flechten, was künftig v. a. im Brückenbau Anwendung finden könnte. Selbst wenn es nur darum geht, das erste Seil über ein schwer zugängliches Tal zu spannen. Wegen des zu transportierenden Gewichts der Bauteile sind Drohnen v. a. im Leichtbau interessant. Bis zur Marktreife solcher Anwendungen werden jedoch mit Sicherheit noch einige Jahre vergehen. Momentan steigen UAVs für andere Zwecke in den Himmel.

2 – Was machen die Kollegen mit ihren Drohnen?
Derzeit werden Drohnen im Bauwesen hauptsächlich zu fotografischen Zwecken und zur Bestandserkundung verwendet. Die Architekten, Ingenieure und Sachverständigen des Büros aesacon in Magdeburg beispielsweise bestücken ihre Flugobjekte mit Kameras, um schwer zugängliche Teile von Bauwerken zu begutachten. Auf diese Weise überprüfen sie, ob Brückenauflager korrodiert sind, ob sich am Kopf eines alten Fabrikschornsteins Risse befinden, wo genau das Leck eines Daches sitzt oder ob bei einem Kirchturm der Wasserspeier noch intakt aussieht. Der Einsatz von UAVs für solche Zwecke ist deutlich preiswerter als der Einsatz von Gerüsten, Hubwagen oder Industriekletterern. Auch für die Vorbereitung und Planung von Restaurierungstätigkeiten an Fassaden verwendet aesacon Drohnen, etwa wenn es darum geht, Ornamente oder Figuren zu erfassen. Inzwischen nimmt das Büro bei rund 30-40 % seiner Aufträge fliegende Kameras zu Hilfe.

Der Aachener Architekt Jan Hendrik Eicker nutzt sein UAV ebenfalls für die Bauschadensanalyse, da er hauptsächlich in der Altbausanierung tätig ist. Für eine gewerkeübergreifende Inspektion der Gebäudehülle erstellt er sowohl Fotos als auch Filme. Er bietet sein Luftbild-Knowhow aber auch als Dienstleister für andere Planer an.

Sogar hochpräzise Vermessungsarbeiten für Architektur und Stadtplanung sind möglich. Die Firma aerometrics in Olpe und Werne fertigt mit ihren Flugobjekten Luftbilder an und projiziert sie mittels photogrammetrischer Auswertung in eine Ebene. So entstehen exakte orthogonale Fassadenaufnahmen oder Dachaufsichten als Basis für die weitere Planbearbeitung. Auch 3-D-Modelle lassen sich aus diesen Daten generieren.

Für Energieberater eröffnen Drohnen neue Möglichkeiten bei der Thermografie. Soll etwa ein Hochhaus untersucht werden, so lassen sich nun auch brauchbare Aufnahmen der oberen Stockwerke erstellen. Wer bereits den Umgang mit Wärmebildkameras beherrscht, kann in einer dreitägigen Schulung das Bedienen von Thermografie-Drohnen lernen, die vom Hersteller Flir angeboten werden.

Nicht zuletzt erweitern UAVs den Spielraum bei der Architekturfotografie. Gebäude können von unzugänglichen Aufnahmepunkten aus abgelichtet werden. Der Berliner Fotograf Thomas Rosenthal  ließ seine Drohne etwa über der Fulda aufsteigen, um in Kassel das Karlshospital und dessen Aufstockung ins Bild zu setzen. In engen Straßen lassen sich harmonischere Perspektiven wählen, wenn man eine Fassade von einem höheren Stand- bzw. Flugpunkt aus fotografiert. Obwohl Drohnen ruhig genug in der Luft stehen, um gestochen scharfe Aufnahmen zu erstellen, sind doch hin und wieder anschließend leichte Perspektivkorrekturen in der Bildbearbeitung nötig. Im Auftrag der Immobilienbranche fertigt Rosenthal auch Fotos als Grundlage für Visualisierungen an – sei es als Umgebungsbild, in das Architekten dann die gerenderte Ansicht ihres Gebäudes montieren, oder als Panoramabild in 30 Metern Höhe, das für Innenraumsimulationen verwendet wird, die den Ausblick aus dem obersten Geschoss eines Hochhauses vorwegnehmen. Im Fall besonders anspruchsvoller Immobilienvermarktung fertigt er auch Filme an.

3 – Welche Drohne brauche ich?
Die Auswahl an Multicoptern ist riesig. Angefangen von einfachen, günstigen Spielzeuggeräten bis hin zu professionellem Equipment für Film- und Fernsehaufnahmen gibt es kaum etwas, was es nicht gibt. Vor dem Kauf sollte man sich klar machen, was für ein Gerät man eigentlich sucht, was man damit anstellen möchte und wie viel Geld einem das Ganze wert ist. Auf der Seite »Drohne-Quadrocopter« findet sich eine Liste mit relevanten Fragen, die vor dem Kauf beantwortet werden sollten. Eine erste Übersicht mit Angaben zu Kameraausstattung, Flugzeit, Reichweite, Gewicht und Preis findet man auf der Seite »Drohnen-Kaufen.com«. Umfangreiche Testberichte kann man auf der Seite »drohnen.de« lesen. Wie immer empfiehlt es sich, verschiedene Quellen zu bemühen.

Ein beliebtes und sehr verbreitetes Einsteigermodell zum Herumprobieren ist die »AR.Drone 2« des französischen Anbieters Parrot. Für rund 300 Euro kann man diesen Quadrocopter (vier Rotoren) mit einem Smartphone steuern. Die Drohne kann Videoaufnahmen (ohne Ton) anfertigen, die drahtlos direkt auf das mobile Endgerät übertragen werden. Die Flugzeit beträgt in der Basisversion 8-12 Minuten und die Reichweite ist mit 50 m begrenzt. Zudem ist das Gerät bereits bei etwas Wind nur schwer zu kontrollieren. Mit dem Nachfolgemodell »Bebop« richtet sich Parrot mit speziellem Controller, größerer Reichweite, besserer Kamera und einem höheren Preis (rund 500 Euro, mit speziellen Controller rund 1000 Euro) an ein semi-professionelles Publikum.

In der Preisklasse ab 500 Euro sehr beliebt ist der Quadrocopter »Phantom 2« des chinesischen Herstellers DJI. Phantom 2 bietet beispielsweise eine dreiachsige Kamerastabilisierung die ähnlich funktioniert wie ein Steadycam-Gestell. An der Drohne lassen sich daher Kameras wie die »GoPro«  befestigen.

Wer mehr wissen will, mehr Geld ausgeben möchte oder die eigene Drohne lieber selbst zusammenbaut, der findet auf der englischsprachigen Website »http://diydrones.com« eine ganze Menge Informationen. Unter anderem gibt es hier das vermutlich beste Expertenforum zum Thema.

4 – Darf ich meine Drohne einfach so überall fliegen lassen?
»Über den Wolken muss die Freiheit wohl grenzenlos sein«, singt Reinhard Mey. Und schaut man in die gesetzlichen Regelungen scheint das auch erst mal genau so zu stimmen. Die Nutzung des Luftraums durch Luftfahrzeuge ist grundsätzlich frei, sie erfolgt in Ausübung eines Grundrechts Art. 2 Abs. 1 GG und § 1 Abs. 1 LuftVG. So weit, so frei.

Wer sich jetzt darauf beruft und seine Drohne, seinen Multikopter oder sein Modellflugzeug bedenkenlos in den Himmel steigen lässt, der verletzt gegebenenfalls – ohne es zu wissen – eine ganze Reihe von Gesetzen. Neben geltenden luftverkehrsrechtlichen Bestimmungen setzen auch das Urheber- und Datenschutzrecht sowie das Eigentums- und Persönlichkeitsrecht Dritter enge Grenzen. Erfolgt der Überflug von privatem Eigentum beispielsweise in niedriger Höhe oder in regelmäßigen Abständen, kann dies das Eigentum unangemessen beeinträchtigen und einen Unterlassungsanspruch nach §823 Abs. 1, 1004 BGB begründen.

Jegliche Nutzung abseits der reinen Freizeitgestaltung bedarf einer so genannten Aufstiegserlaubnis der zuständigen Luftfahrtbehörde. Zudem ist der Luftraum in Deutschland unterschiedlich klassifiziert. »In vielen Städten, die über einen Flughafen verfügen, ist fast flächendeckend ein Aufstieg ohne Flugkontrollfreigabe verboten«, schreibt Rechtsanwalt Alexander Schultz in dem sehr umfangreichen Artikel in der Ausgabe 12/2014 der »InTeR«, einem Fachmagazin für Innovations- und Technikrecht.

Die Nutzung des Luftraums ohne erforderliche Erlaubnis oder Kontrollfreigabe stellen Ordnungswidrigkeiten dar, die mit einer Geldbuße bis zu 50.000 Euro geahndet werden können (vgl. §58 Abs. 1 Nr. 10 LuftVG i.V.m. § 43 Nr. 19b, 20, 21 LuftVO). Und trotzdem finden sich bei YouTube unzählige Aufnahmen. Hier herrsche ein erhebliches Informationsdefizit, schreibt Schultz, und verweist auf die eigentlich auch notwendige Halterhaftpflichtversicherung. Diese gelte auch für Micro-Quadrocopter. Notwendig sei hier eine ausreichende Deckungssumme für den Fall, dass eine Person oder Sache beim Betrieb zu Schaden komme.

Vor dem bedenkenlosen Kauf und Einsatz der eigenen Drohne steht also die gründliche Auseinandersetzung mit geltendem Recht und einer entsprechenden Versicherung. Zu erwarten sind zukünftig Anpassungen und Modifikationen, um der rapide ansteigenden Verwendung von Drohnen Herr zu werden.

5 – Wie sieht die Zukunft aus?
Es werden mehr Drohnen kommen. Diese Aussage des Science-Fiction Autors Bruce Sterling aus dem Jahr 2012 liest sich inzwischen eher als Tatsachenbeschreibung, denn als gewagte Prognose.
UAVs waren ein Schwerpunkt der diesjährigen Consumer Electronics Show (CES) in Las Vegas – eine der weltweit größten Fachmessen für Unterhaltungselektronik. Vorgestellt wurden dort u.a. »Nixie«, eine Drohne die sich bequem am Handgelenk tragen lässt, und »Airdog«, eine Drohne, die ihrem Besitzer automatisch folgt – wie der Hund seinem Herrchen.

Ein anderes spannendes Projekt: Wissenschaftler in den USA haben erste Drohnen entwickelt, die mittels Gedankensteuerung bewegt werden. Sinnvolle Einsatzszenarien bieten sich hier vor allem bei Menschen mit Querschnittslähmung. Eine Zukunft, in der Drohnen all unsere Pakete transportieren, die Kinder zur Schule bringen, dann die Pizza liefern und uns natürlich währenddessen ununterbrochen beobachten, scheint nicht mehr nur ein Produkt wirrer Träume zu sein. Genau die richtige Zeit also, um sinnvolle Einsatzmöglichkeiten in der Baubranche zu erkunden.