Laser-Distanzmessgeräte mit und ohne PC-Anschluss

11.09.2008 | Veröffentlicht in Ausgabe 09-2008 | Druckvorschau

Wer vor Ort auf der Baustelle oder in einem Gebäude ein Aufmaß machen musste weiß, wie aufwendig, kompliziert und teilweise ungenau diese Arbeit ohne einen elektronischen Helfer sein kann. Laser-Distanzmessgeräte beschleunigen das Aufmaß, machen es präziser und sicherer. Werden die Messdaten per Funk an den PC übertragen, kann sie die Software sofort verarbeiten und auf Plausibilität prüfen. Dieser Beitrag zeigt, worauf es bei den digitalen „Messdienern“ mit und ohne PC-Anschluss ankommt.

Wärme übertragende Umfassungsflächen oder Wohn-und Nutzflächen sind elementare Basisdaten bei der energetischen Berechnung von Gebäuden (siehe auch GEB 6/08, S. 12-15). Stehen keine bemaßten Pläne für die Ermittlung der Gebäudegeometrie zur Verfügung oder stimmen diese nicht mehr mit dem Bestand überein, ist ein Aufmaß vor Ort erforderlich. Da diese Leistung in der Regel gesondert berechnet wird, machen sich Investitionen in moderne Aufmaß-Werkzeuge wie Fotoaufmaß-Programme (siehe auch GEB 3/08, S. 12–15) oder in ein Laser-Distanzmessgerät schnell bezahlt. Zwar misst auch die Entfernungsmessung per Laserstrahl nicht völlig automatisch. Dafür ist der Messvorgang erheblich schneller, das Messergebnis präziser und eine zweite Person, wie etwa beim Messen mit Bandmaß, ist meist nicht erforderlich. So manche Probleme konventioneller Messmethoden, wie etwa Parallaxenfehler, Additionsfehler oder das Durchhängen des Maßbands, spielen bei diesem modernen Messverfahren ebenfalls keine Rolle. Laser-Messgerät mit der Gerätehinterkante am Ausgangspunkt ausrichten (optional: Vorderkante oder Stativschraube), Zielpunkt mit dem Laserstrahl anvisieren, Knopf drücken – fertig! Der Messwert wird bis auf den Zehntel Millimeter genau auf dem meist hintergrundbeleuchteten LC-Display angezeigt und kann bei Modellen mit einer sogenannten Bluetooth-Schnittstelle kabellos an einen mobilen PC übertragen werden.

Präzise Messen per Knopfdruck

Die Zielfläche muss nicht zuvor mit speziellen Reflektoren versehen werden, reflektiert wird der Laserstrahl praktisch an jedem Material, außer auf Glas, Flüssigkeiten oder stark porösen Oberflächen. Bis zu 50 Meter lassen sich zuverlässig „aus der Hand“ messen, für größere Distanzen ist ein Stativ (ca. 100 Euro), bei extrem kleinen Messzielen zusätzlich eine ansteckbare Zieloptik (ca. 150 Euro, bei manchen Geräten bereits integriert) empfehlenswert. Mit einer Zieltafel für eine bessere Reflexion des Laserstrahls können Entfernungen bis maximal 200 Meter präzise gemessen werden. Neben Längen lassen sich dank einer Rechenfunktion auch Flächen und Volumina erfassen. Eine Speicherfunktion ermöglicht eine automatische Addition oder Subtraktion des gemessenen Wertes zum oder vom aktuellen Speicherinhalt. Auch Raumdiagonalen lassen sich erstaunlich exakt bestimmen: dazu wird einfach die Minimum/Maximum-Funktion aktiviert und der Laserpunkt von links nach rechts oder umgekehrt über eine Innen- oder Außenecke geführt. Das Gerät bestimmt automatisch den minimalen/maximalen Messwert – und damit das korrekte Diagonalmaß. Einige Geräte verfügen speziell für diesen Zweck über ein wechselbares Endstück oder einen ausfahrbaren Mess-Stift, damit man mit dem Gerät präzise aus einer Innenecke messen kann. Unschlagbar sind Laser-Distanzmesser bei der Ermittlung von Höhen: Gerät auf den Boden stellen, Zielfläche anvisieren und Messung per Knopfdruck auslösen – einfacher geht es nicht. Leitern oder Gerüste werden auch dann nicht benötigt, wenn von unten keine Zielfläche anvisierbar ist, etwa bei einem Gebäudefirst. Man stellt sich einfach an eine beliebige Stelle, misst im indirekten Messmodus die waagerechte Entfernung zum Haus, anschließend peilt man den obersten Punkt des Daches an. Das Messgerät berechnet nach dem Satz des Pythagoras selbstständig und relativ präzise die Haushöhe. Zielgruppen sind unter anderem Architekten, Ingenieure und Gebäudeenergieberater.

Wie funktionieren digitale „Messdiener“?

Neben der Lasertechnik kommt bei der digitalen Längenmessung auch das Ultraschallverfahren zum Einsatz. Die beiden Messmethoden unterscheiden sich erheblich in der Genauigkeit und Zuverlässigkeit sowie im Preis. Bei ersterem Verfahren wird das Ultraschallsignal kegelförmig ausgesandt und vom Zielobjekt mehr oder weniger gut reflektiert. Aus der Zeitdifferenz zwischen dem Senden und dem Empfangen des reflektierten Signals errechnet das Messgerät die Entfernung. Nachteil: die anvisierte Messfläche ist nicht unmittelbar erkennbar, zudem wird sie mit zunehmender Entfernung größer. Steht im Messkegel ein kleiner Gegenstand auch nur teilweise im Weg, wird die Messung ungenau oder gar unbrauchbar. Deshalb lassen sich mit dem Ultraschallverfahren nur in leeren Räumen gute Ergebnisse erzielen (Genauigkeit: ± 2 cm). Deutlich präziser – auch auf größere Entfernungen – sind auf der Laser-Technologie basierende Geräte: Ein gebündelter Laserstrahl sendet dabei einen roten Messpunkt auf das Zielobjekt. Im Empfänger wird das reflektierte Lichtsignal ausgewertet und aus der laufzeitbedingten Phasenverschiebung des Laserstrahls die Entfernung ermittelt. Die erzielbaren Genauigkeiten liegen bei diesem Verfahren auch bei größeren Entfernungen im Millimeterbereich. Da nach dem Ultraschall-Prinzip arbeitende Messgeräte teilweise mit einem Laserpointer als Zielhilfe ausgestattet werden, verwechselt man sie häufig mit Laser-Entfernungsmessern. Ein vermeintlicher Schnäppchenkauf erweist sich dann schnell als Fehlinvestition.

Ein relativ zuverlässiges Unterscheidungsmerkmal ist der Preis: Während Ultraschallgeräte zwischen 30 und 100 Euro kosten, liegt der Preisbereich von Laser-Entfernungsmessern zwischen 150 und 500 Euro. Übrigens: Laser-Entfernungsmessgeräte arbeiten mit Lasern der Klasse 2 (sichtbarer Spektralbereich zwischen 400 und 700 nm), sodass davon keine Gefahr für das Auge ausgeht, wenn es kurzzeitig versehentlich vom Laserstrahl getroffen wird. Allerdings sollte man es natürlich vermeiden, damit gezielt auf die Augen anderer Personen zu zielen.

Geräte mit PC-Anschluss

Da mit dem Druck auf die Messtaste der Messwert in digitaler Form kurzfristig im flüchtigen Speicher des Gerätes abgelegt wird, war es naheliegend, diesen über eine Schnittstelle an einen PC – genauer an ein Programm – zu übertragen. Eine Bluetooth-Schnittstelle für die drahtlose Vernetzung von (mobilen) PCs und Peripheriegeräten per Funk sorgt bei drei Geräten dafür, dass die Messwerte über eine Distanz von bis zu 10 Metern an Notebooks, Handheld-PCs (auch PDAs genannt) übertragen werden können. Damit entfällt die fehlerträchtige manuelle Messwert-Eingabe in das verarbeitende Programm. Ohne komplizierte Installationsvorgänge erhält man so ein komfortables Aufmaßwerkzeug. Gab es bis vor einiger Zeit nur von Bosch ein Laser-Messgerät mit Bluetooth-Schnittstelle, so bieten nun auch Hilti und Leica jeweils ein entsprechendes Modell an. Die im Lieferumfang enthaltene Datenübertragungs-Software bereitet die Messwerte so auf, dass sie direkt in Formulare beliebiger Standardprogramme, wie etwa in Excel-Tabellen, eingetragen werden.

Noch zeitsparender und effizienter ist die direkte Verarbeitung der Daten durch eine branchenspezifische Software, beispielsweise für das Aufmaß, für eine Angebotserstellung, Abrechnung etc. Eingabemasken und Abfrageroutinen innerhalb dieser Programme stellen sicher, dass kein Wert vergessen wird. Plausibilitätskontrollen prüfen, ob alle Messwerte vorhanden sind und in den Kontext „passen“. Wenn nicht, macht das Programm darauf aufmerksam und der fehlende oder falsche Wert kann noch vor Ort erneut gemessen werden. Dies gilt jedoch nur für spezielle Gebäudeaufmaß-Software. EnEV- bzw. Energieberatungs-Programme ermöglichen die kabellose Übernahme von Messwerten in der Regel nicht (üblich ist eine manuelle Definition der Gebäudegeometrie über Eingabemasken oder die 2D-/3D-Eingabe). Daher bleibt dem innovationsfreudigen Energieberater nur folgender Umweg: Gebäudegeometrie mit Laser-Distanzmessgerät, PDA und Aufmaß-Software erfassen und danach die Tabellen-, respektive 2D- oder 3D-DXF-Daten einlesen, sofern dies vom EnEV-Programm unterstützt wird.

Checkliste Laser-Entfernungsmesser

Wichtige Auswahlkriterien für ein Laser-Messgerät sind eine Reihe von Merkmalen, die im tabellarischen Produktvergleich gezeigt werden. Da man mit dem Anbieter eine längerfristige Bindung eingeht (Stichworte: Garantieleistungen, Zubehör, Ersatzteile, Software-/Firmware-Updates etc.), sollte man sich auch ihn genauer anschauen: Seit wann ist er auf dem Markt? Vertreibt er die Laser-Messgeräte „nur“ oder ist er gleichzeitig auch Hersteller? Zu den wichtigsten Parametern eines Laser-Entfernungsmessers zählen der Messbereich und die Messtoleranz: Der erste Wert gibt an, von welcher minimalen bis zu welcher maximalen Distanz in Metern das Gerät messen kann (etwa fünf Zentimeter bis 200 Meter). Der zweite Wert gibt die Messgenauigkeit an (durchschnittlich ±1,5–2 mm). Zu den Standardfunktionen, die fast alle Geräte beherrschen, zählen die Anzeige der Länge, die Berechnung der Fläche, des Volumens, die Addition und Subtraktion von Messwerten sowie die Ermittlung der Höhe nach dem Satz des Pythagoras. Zusatzfunktionen sind die Dauermessung und die Anzeige des minimalen/maximalen Messwertes, die auch die meisten Geräte beherrschen. Eine digitale Neigungsanzeige und weitere Funktionen sind eher selten. Über eine drahtlose Bluetooth-Schnittstelle zu mobilen Rechnern wie Notebook oder PDA verfügen derzeit nur drei Geräte von Bosch, Hilti und Leica. Kompakte Abmessungen und ein geringes Gewicht sorgen dafür, dass das Gerät notfalls in der Jackentasche Platz findet. Bluetooth-Geräte gehören allerdings zu den voluminöseren und schwereren Vertretern. Beim Gehäuse sollte auf „Baustellentauglichkeit“ (möglichst Gummiarmierung und/oder Leichtmetallgehäuse, möglichst Schutzklasse IP 54 = staub- und spritzwassergeschützt) geachtet werden. Die Stromversorgung sollte durch Batterien oder wahlweise durch hochwertige Lithium-Ionen-Akkus erfolgen, die über keinen „Memory-Effekt“ verfügen, sich schnell aufladen lassen und länger durchhalten. Zum Standard-Lieferumfang sollte eine Tasche, Batterien, eine Tragschlaufe, eine Zieltafel und weitere Details wie ein flaches und ein keilförmiges Endstück für Messungen in Innenecken gehören. Eine integrierte oder ansteckbare Libelle, die anzeigt, ob man das Gerät waagrecht hält, ist ebenso nützlich. Bei Geräten mit PC-Schnittstelle sollte auch Software mitgeliefert werden. Zum optionalen Zubehör gehören eine Laserbrille, ein Gürtelclip, eine Ladestation, ein Stativ, ein justierbares Fernrohr für weit entfernte Ziele etc. Der Preis ist die vom Anbieter angegebene unverbindliche Preisempfehlung des Gerätes in Euro (zuzüglich MwSt.), inklusive Standard-Zubehör.

Schwächen der Digitalen

Das Messen per Laserstrahl hat auch Nachteile. Dazu zählt, allerdings nur in der Anfangsphase, das psychologische Phänomen, dass man dem Gerät – konkret dem gemessenen Wert – nicht traut und gelegentlich manuell nachmisst. Schwerwiegender im Hinblick auf die Praxistauglichkeit ist ein anderer Umstand: das Funktionsprinzip setzt am Zielpunkt eine (wenn auch kleine) Reflexionsfläche voraus, an welcher der Laserstrahl zurückgeworfen werden kann. Doch diese ist nicht immer vorhanden – schon bei der Messung eines Außenmaßes stellt sich dieses Problem. Deshalb muss man sich bei fast allen Messvorgängen behelfen, bei denen nicht lediglich das lichte Innenmaß gemessen wird. Dazu hält man beispielsweise einen mitgeführten Notizblock, eine Zieltafel oder einen anderen Gegenstand an die Objekt-Außenkante und lässt ihn ein Stück weit herausragen. Das setzt jedoch in den meisten Fällen voraus, dass sich am Zielpunkt eine zweite Person befindet, wodurch sich der ursprünglich genannte Vorteil der „Ein-Mann-Messung“ schnell relativiert. Auch bei der geometrischen Erfassung von Details und insbesondere beim verformungsgerechten Aufmaß – beispielsweise von krummen und schiefen Fachwerkkonstruktionen – muss man doch wieder zu vertrauten Messwerkzeugen wie Bandmaß, Zollstock, Senkblei etc. greifen. Letztere funktionieren auch bei Minusgraden, Laser-Entfernungsmesser bzw. die darin befindlichen Batterien/Akkus, funktionieren nur bis etwa –10 Grad. Problematisch ist auch grelles Sonnenlicht, weil der Laser-Messpunkt nicht oder kaum mehr erkennbar ist. Mit einer optionalen Lasersichtbrille lässt sich die Sichtbarkeit aber verbessern.

Fazit: Besser, man misst mit K(n)öpfchen

Laser-Distanzmesser taugen nicht für jeden Einsatzzweck. Für das Einsatzprofil eines Gebäude-Energieberaters – die Erfassung von Außen- und Innenmaßen, Höhenmaßen, auch über größere Distanzen hinweg – sind Laser-Distanzmesser gegenüber konventionellen Messwerkzeugen aber im Vorteil: Sie verkürzen den Aufmaßvorgang, bieten eine höhere Präzision (die aber im Bereich Gebäudeenergieberatung nicht immer erforderlich ist) und mehr Sicherheit beim Messen. Außerdem können sie auch an unzugänglichen Stellen messen, die man beispielsweise mit dem Zollstock oder Bandmaß nicht erreicht oder weil der Boden noch nicht begehbar ist. Zudem kann im Innenbereich in den meisten Fällen auf eine zweite, assistierende Person verzichtet werden.

AUTOR

Dipl.-Ing. Marian Behaneck war nach dem Architekturstudium und freier Mitarbeit bei mehreren Architekturbüros 14 Jahre in der Dokumentation, Marketing und PR der Bausoftware-Branche tätig. Er ist Fachautor zahlreicher Publikationen zu Hardware, Software und IT im Baubereich.