Op 15 april ’19 verwoestte een brand een deel van de monumentale Notre Dame in Parijs. Een dag na de brand gaf president Macron van Frankrijk al aan de kerk te zullen herbouwen. Een flinke, maar niet onmogelijke klus. In deze blog leggen we uit hoe 3D laserscantechnieken ingezet kunnen worden bij herstelwerkzaamheden aan monumenten. Dit doen we aan de hand van het voorbeeld van de Urbanuskerk. Deze kerk liep, net als de Notre Dame, ernstige schade op door een brand. PelserHartman maakte 3D scans van de kerk die als basis dient voor het restauratie plan van Verlaan & Bouwstra architecten en de uitvoering van de restauratiewerkzaamheden door Nico de Bont.
3D scan Urbanuskerk
De Sint-Urbanuskerk in Amstelveen werd in september 2018 getroffen door een grote brand. Eén dag voordat de net gerestaureerde kerk heropend zou worden, verwoestte de brand een groot deel van dit 150 jaar oude monument. Onder meer diverse gewelven in de kerk raakten zwaar beschadigd. Kort na de brand benaderde het kerkbestuur PelserHartman om de kerk 3D in te scannen om daarmee zo veel mogelijk meetkundige informatie vast te leggen. Vanwege het instortingsgevaar zijn we snel in actie gekomen en brachten we de binnenzijde – en in een later stadium ook de buitenzijde – van het gebouw in kaart met high-end 3D scanapparatuur.
Het scannen van het interieur is in samenwerking met het kerkbestuur vooraf goed besproken, zodat wij dit werk op een voor mens en materieel veilige manier konden uitvoeren. Met behulp van een uitvoerig scanplan zijn vooraf de risico’s in kaart gebracht en zijn de locaties aangewezen waar we, in verband met het instortingsgevaar, veilig met de 3D laserscanner konden meten.
Van 3D scan naar mesh voor ondersteuningsmallen
De 3D scans die gemaakt zijn om de beschadigde gewelven in kaart te brengen, zijn gebruikt om EPS ondersteuningsmallen te maken. Een pointcloud bestaat uit punten. Wanneer deze punten met elkaar verbonden worden, ontstaan driehoeksvlakken. Dit noemen we triangulatie of meshing. Van de bestaande gewelven zijn meshes gemaakt. Deze meshes zijn gebruikt om exacte ondersteuningsmallen te maken.
De mallen met ondersteuning voorkomen verdere instorting. De 3D freesmachine leest de 3D CAD tekening in en freest de vorm van de mal. De EPC mallen zijn onder tegen de gewelven aan geplaatst en worden ondersteund door stempels.
Restaureren van historische panden
Het restaureren/herstellen van historische panden kan een ingewikkelde opgave zijn. Vaak zijn er namelijk geen tekeningen meer beschikbaar, waar de plannen voor een restauratie op gebaseerd kunnen worden. Dit geldt overigens niet alleen voor kerken, maar ook voor veel andere monumentale gebouwen. Soms zijn er wel tekeningen beschikbaar, maar is het niet duidelijk of deze correct zijn. 3D scanning is in beide gevallen een goede oplossing op de werkelijke maten en vormen snel vast te leggen.
Gewelven van de Sint-Urbanus
In het geval van de Sint-Urbanuskerk konden wij de scandata op verschillende manieren inzetten bij het herstel van het gebouw. Zo brachten wij de gewelven die niet door de brand verwoest waren in kaart. De informatie die hierbij verzameld werd, diende als basis voor de reconstructie van de verwoeste gewelven.
De niet ingestorte gewelven vormen daarnaast ook de basis voor de gewelven die oorspronkelijk een andere vorm hadden. De vorm, opbouw en detaillering dient daarmee als basis om een zo natuurgetrouwe reconstructie te kunnen maken. Hiermee kunnen de architectonische en constructieve principes, waarmee de kerk ooit in een ver verleden gebouwd is, zo ver mogelijk benaderd worden. Door middel van het maken van snedes in de puntenwolk kunnen nauwkeurig de vormen van ribben en gordelbogen van de gewelven worden vastgelegd. De aansluiting van deze elementen op de sluitsteen is de blauwdruk voor verloren gegane gewelven.
De gewelven die door de brand schade opliepen maar niet compleet verwoest waren, zijn in een later stadium bewust afgebroken. Deze waren dusdanig aangetast dat het niet veilig was om ze te laten staan. Met behulp van de laserscans is het dus mogelijk om deze gewelven exact te reconstrueren.
3D scan als basis voor steigerontwerp
De laserscans kunnen naast de reconstructiedoeleinden ook gebruikt worden als basis voor het steigerontwerp. Voor de restauratiewerkzaamheden zal de gehele kerk in de steigers worden gezet, om zo een veilige bouwplaats te creëren. In het voorstadium kan de steigerbouwer een driedimensionaal steigerplan maken op basis van de geleverde pointcloud. Zonder dat iemand op de locatie moet zijn geweest, is toch zeker dat het steigerontwerp past.
Een groot bijkomend voordeel van het 3D laserscannen in het geval van de Urbanuskerk, was dat de verschillende partijen in de pointcloud of via viewers de situatie in de kerk op elk moment konden bekijken. Ook konden de betrokkenen al metingen verrichten op basis van de pointcloud, zonder fysiek op de onveilige bouwplaats te zijn.
3D scan exterieur kerk
Verlaan en Bouwstra Architecten leidt de herbouw van de Sint Urbanuskerk. In opdracht van dit bureau hebben wij ook nog de buitenkant van de kerk met 3D laserscanners in kaart gebracht. Op basis van de pointclouds van zowel de binnen- als de buitenkant van de kerk is een 3D Model gemaakt in Revit.
3D scannen voor behoud van erfgoed
Zoals al eerder aangegeven, zijn er van historische en monumentale panden vaak beperkte of verouderde bouwtekeningen beschikbaar. Het documenteren van het erfgoed gebeurt vaak middels foto’s en 2D tekeningen. In veel gevallen gaat het daarnaast om bepaalde onderdelen en is men afhankelijk van vrijwilligers die hier veel tijd aan besteden. De exacte vormen en meetkundige staat van deze objecten is vaak niet of nauwelijks in kaart gebracht. Daarnaast zien wij ook dat als er wel tekeningen zijn, deze vaak niet kloppen. Door de tand des tijds kunnen bijvoorbeeld verzakkingen en scheefstanden ontstaan.
Met behulp van 3d laserscantechnieken kan de geometrie van gebouwen en objecten worden vastgelegd. Behalve de pointcloud, maakt de scanner ook foto’s waarmee het erfgoed ook visueel wordt vastgelegd. Wij kunnen Laserscanning proactief inzetten om gebouwen van historische waarde digitaal in kaart te brengen. Mocht het gebouw door bijvoorbeeld een brand dan ernstig beschadigd raken, dan kan men met de verzamelde informatie het gebouw toch in de oude staat herstellen.
3D scan van de Notre Dame
Ook in het geval van de Notre Dame zouden 3D scans heel waardevol kunnen zijn bij de restauratie van de kerk. Een medewerker van PelserHartman heeft een aantal jaar geleden tijdens een vakantie gezien dat er mensen met 3D scanners bezig waren bij de kerk. We hebben daarom goede hoop dat er een goede 3D scan van de kerk is en dat alle meetkundige informatie die nodig is voor de restauratie, voorafgaande aan de brand is vastgelegd.
3D inscannen van kerken
PelserHartman brengt regelmatig kerken en (rijks)monumenten met behulp van 3D laserscantechnieken in kaart. Zo brachten we onder meer de toren van de Stevenskerk in Nijmegen in kaart vanwege een restauratie, documenteerden we een deel van de Grote Kerk in Alkmaar en maakten we een 3D scan van de bestaande situatie in de Heilig Hart kerk in Boxtel vanwege een herbestemmigstraject. Meer informatie over het inscannen van kerken en kloosters is hier te vinden.
Benieuwd hoe we jouw restauratie project zouden aanpakken?
Vraag hier een vrijblijvende offerte aan.
