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[ Planungssoftware ]

Räumlich rechnen

Die Gebäudedatenmodellierung perfektioniert den Planungsprozess. Doch bisher nutzt das nur rund ein Fünftel aller Architekten.

Nah an der Realität: Die Gestaltung virtueller Gebäudemodelle soll die zeichnungsorientierte Arbeit in 2-D ablösen. Im Bild der derzeit im Bau befindliche Federazija Turm in Moskau von nps tchoban voss, erstellt mit AutoCAD Architecture und 3ds Max von Autodesk.

Gesine Liskien-Penning

Das Gebäude hat drei Stockwerke und fügt sich nahtlos in die umgebende Bebauung ein. Es erreicht Passivhausstandard und die Baukosten halten sich in Grenzen. Die Räume haben ein angenehmes Klima und werden auch im Winter gut belichtet. Das Gebäude lässt sich von außen begutachten und im Inneren begehen – nur berühren lässt es sich nicht, denn es wurde noch gar nicht gebaut. Es ist ein digitales Modell im Computer – und der Dreh- und Angelpunkt einer fortschrittlichen Planung.

CAD-Systeme für den Baubereich haben in den letzten zehn Jahren einen beachtlichen Wandel vollzogen: Weg vom 2-D-Zeichenwerkzeug, hin zur 3-D-Lösung, die den gesamten Prozess der Planung, Bauausführung und Verwaltung durchgängig unterstützt. Ein Gebäude wird dabei vorab im Rechner dreidimensional erstellt und mit allen Eigenschaften ausgestattet, die das spätere Bauwerk kennzeichnen. So entsteht ein digitales Modell im Computer, das als zentrale Datenbasis dient. Das digitale Gebäude wird mithilfe sogenannter „Objekte“ modelliert. Das sind Bausteine, die „wissen“, wie sie sich im Zusammenspiel mit anderen Elementen verhalten sollen.

Das erleichtert dem Architekten die Dateneingabe, weil vieles nicht mehr explizit definiert werden muss. So verbinden sich Wände automatisch korrekt miteinander, Fensteröffnungen werden richtig in die Wand eingepasst und Treppenkonstruktionen erfolgen stets nach korrektem Schrittmaß. Das gilt auch bei Änderungen: Die Bausteine „verhalten“ sich weiterhin „richtig“, und das 3-D-Modell bleibt korrekt. Vor allem aber können Objekte eine Vielzahl weiterer Informationen mit sich tragen. Etwa zu Mengen, Materialien und Kosten oder zu statischen und physikalischen Eigenschaften. Damit enthält das Gebäudemodell sämtliche Informationen, die in der Planung, Ausführung und Verwaltung benötigt werden.

Wandvariationen: Mit den CAD-Programmen lassen sich die einzelnen Elemente in einer Vielzahl von Möglichkeiten gestalten, hier mit ArchiCAD von Graphisoft.

Quasi auf Knopfdruck lassen sich Auswertungen generieren: Das können plantechnische Unterlagen sein, wie Präsentationen oder Baueingabe- und Werkpläne mit maßstabsgerechter Darstellung. Aber auch Sachdaten wie Mengen, Zeiten oder Kosten sowie Lichtstudien, ener­getische Berechnungen oder Simulationen des Raumklimas. Da es nur ein Modell gibt, sind diese Informationen in jedem Fall korrekt und auf dem neuesten Stand. Denn egal, um welche Analyse es sich handelt – sie greift stets auf den gleichen Datensatz zu und selektiert lediglich die jeweils benötigte Sicht.

Das gilt für den gesamten Bauverlauf und alle beteiligten Partner. Reibungsverluste werden dadurch vermieden, die Planungssicherheit wird erhöht und sämtliche Prozesse effizienter und letztendlich kostengünstiger – bis hin zur Gebäudeverwaltung, die die Gebäudedaten nach der Fertigstellung weiter nutzt. Es entsteht das Konzept des „digitalen“ oder „virtuellen Gebäudemodells“ oder des „Building Information Modeling“, kurz BIM. Ein Begriff, der in den letzten Jahren von Software-Herstellern wie Autodesk, Nemetschek, Graphisoft und Bentley Systems geprägt wurde und die durchgängige Nutzung von Gebäudedaten bezeichnet.

Dem Kunden voraus

Viele Architekten in Deutschland stehen einer Gebäudedatenmodellierung allerdings noch skeptisch gegenüber. Nach Schätzung von Nemetschek arbeitet in Deutschland rund die Hälfte aller Planer immer noch zeichnungsorientiert. Grundrisse, Ansichten und Schnitte werden Linie für Linie zweidimensional erstellt. Geschätzte 30 Prozent der Planer arbeiten in 2½-D, verwenden also Bauteile wie Wände, Stützen und Fenster für assoziative Bemaßungen und Beschriftungen sowie für automatisierte Flächenauswertungen. Die Vorteile eines vollständig aus intelligenten Bauteilen bestehenden, virtuellen Gebäudemodells mit abgeleiteten Ansichten, Schnitten und Visualisierungen sowie einer integrierten Kostenplanung nutzen diesen Annahmen zufolge lediglich rund 20 Prozent der Planer.

Einfach kombinieren: Mit Hilfe von „Drag & Drop“ kann ein Lageplan als PDF in Allplan von Nemetschek integriert und alle Daten von Grundstück und Nachbarbebauung maßgenau entnommen werden.

Christian Weiss, Marketing-Solution-Manager BSD bei Autodesk: „Als Einzelkämpfer sieht der Architekt heute noch den kleinsten Nutzen in ‚Building Information Mo­deling‘. Zudem honoriert die HOAI das BIM-Modell nicht, und Statiker, Haustechniker sowie Bauherren zahlen noch nicht oder nur vereinzelt dafür. Der Hauptvorteil liegt vor allem im Prozess der Planung. Der Architekt kann sein BIM-Modell an die gewünschten Planungsphasen anpassen und nur die Informationen in der Datenbank am Gebäudemodell sichtbar machen, die der Phase entsprechen. Trends wie Umweltschutz und Gebäudesicherheit werden jedoch auch die Vorteile für Architekten ­hervorheben.“

Und Sven Elbl, Business-Manager Architektur bei Nemetschek, meint: „Um das volle Potenzial von BIM zu nutzen, ist ein vollständig aus intelligenten Bauteilen bestehendes Gebäudemodell die ideale Basis. Für den Architekten bedeutet das zunächst einen höheren initialen Aufwand bei der Modellerstellung. Dafür profitiert er über die gesamte Planung durch einfachere Änderungs- und Aktualisierungsmöglichkeiten sowie eine größere Vielfalt aus zusätzlich ableitbaren Arbeitsergebnissen.“

Tatsächlich erfordert die Projektbearbeitung mit einem zentralen Gebäudemodell erst einmal Mehraufwand. Zwar kann der Architekt wie gewohnt im Grundriss zeichnen, allerdings mit dem Unterschied, dass er gleichzeitig ein Modell konstruiert. Das zwingt ihn von Anfang an zu größter Genauigkeit. So muss er etwa die Höhe aller Bauteile sofort spezifizieren und Aussagen zu Materialien treffen – beides Angaben, die normalerweise erst später erfolgen. Auch im weiteren Projektverlauf muss er konsequent mit Objekten arbeiten, wenn er Dateninkonsistenzen vermeiden und sich nicht die Vorteile einer durchgängigen Planung verbauen will.

Die Softwarehäuser wollen deshalb dem Anwender die Arbeit mit dem digitalen Gebäudemodell so einfach wie möglich machen. So wurde die Handhabung flexibler gestaltet und mehr als bisher eine gemischte Arbeitsweise aus zweidimensionalem Zeichnen und dreidimensionalem Konstruieren ermöglicht – unter Beibehaltung der bauteil­orientierten Datenbasis. Weiterentwicklungen betreffen außerdem den Datenaustausch – nicht nur unter den Lösungen eines Anbieters, sondern auch zwischen Softwareprodukten verschiedener Hersteller.

Den Dreh raus: Schräg liegende Objekte können durch das frei rotierbare Zeichenblatt in VectorWorks von ­ComputerWorks leichter bearbeitet werden. Alle Zeichenhilfen ­stehen auch in der ­gedrehten Situation zur Verfügung.

Mit den sogenannten IFCs (Industry Foundation Classes) wird hier seit Jahren ein einheitlicher Standard für den Datenaustausch im Bauwesen erarbeitet, der sich mittlerweile im praktischen Einsatz befindet. Darüber hinaus wird die Datenübergabe zwischen Planung, Kostenmanagement und AVA weiter optimiert. Seit Beginn der digitalen Planung ist das Leistungsverzeichnis auf Knopfdruck Wunschtraum vieler Architekten. Mit umfassenden Funktionalitäten für eine automatische Generierung von Mengen aus dem digitalen Gebäudemodell und direkter Übergabe von Mengen und Beschreibungen an die AVA sind Softwarehäuser hier auf gutem Weg.

Dipl.-Ing. Arch. Gesine Liskien-Penning ist freie Fachjournalistin.


Neu zur Messe

Die Build IT vom 19. bis 23. Februar 2008 in Berlin zeigt die Trends rund um das Informationsmanagement im Bauwesen.

Nemetschek

Allplan BIM 2008 wird das zentrale Thema des Messeauftritts sein. Architekten können sich über die bauteilorientierte Gebäudemodellierung mit Mengen- und Kostenermittlung und integriertem statischem Modell informieren. Sven Elbl, Business-Manager Architektur: „Moderne CAD-Lösungen wie Allplan BIM 2008 begegnen dem Vorbehalt, bauteilorientiertes Arbeiten sei einarbeitungsintensiv und zeitaufwendig. Die neue Bauwerksstruktur hilft, Bauprojekte analog der topologischen Gebäudestruktur intuitiv und praxisorientiert zu gliedern.“ Über vordefinierte, intelligente Bauteile erhält der Nutzer Baufachwissen für Auswertungen gleich mit­geliefert und kann dieses dank Drag and Drop aus den Assistenten nutzen. Er kann auch je nach Leistungsphase zwischen 2-D-Konstruktion und 3-D-Planung auf Basis einer bauteilorientierten Gebäude­modellierung mit Mengen- und Kostenermittlung beliebig wechseln. Über eine zertifizierte Schnittstelle ist das Gebäudemodell im IFC-Format an andere Planer übertragbar.

RIB Software

Zur Messe ist eine integrierte Lösung zur modellbasierten Mengenermittlung angekün­digt. Kern ist die Verknüpfung des 3-D-CAD-Modells mit einer intelligenten regelbasierten Aufmaßmethodik im RIB-Objektmodell. So soll die durchgängige Verwendung der Daten – von der Angebotsphase bis zur Schlussrechnung – ohne die übliche Schnittstellenproblematik möglich werden. Andererseits soll mit dem Objektmodell die Mengenermittlung sicherer, transparenter und schneller werden, als dies bisher möglich war. Die neue ­Lösung befindet sich laut RIB in Vorbereitung auf die endgültige IFC-Zertifizierung der ­Stufe 2. Die zweite Stufe ­bedeutet, dass Softwarelösungen mit IFC-Daten getestet werden, die Projektdaten aus der Praxis enthalten.

Graphisoft

Im Mittelpunkt steht die CAD-Lösung ArchiCAD in Version 11. Die Software bietet viele innovativer Features, die den Arbeitsprozess im Architekturbüro vereinfachen, beschleunigen und dabei Fehler vermeiden sollen. Geschäftsführer Johannes Reischböck: „Unter unseren Anwendern ist die Akzeptanz des BIM erfreulich hoch. Dennoch gibt es auch ArchiCAD-Anwender, die die Möglichkeiten des BIM nicht voll ausschöpfen und die etwa noch in 2-D arbeiten. In diesem Zusammenhang haben wir mit ArchiCAD 11 ein Feature eingeführt, das den Wechsel von 2-D und 3-D bei der Nachbearbeitung von Schnitten und Ansichten vereinfacht.“ Zudem wird das Modul „Graphisoft Baukosten“ präsentiert, das eine durchgängige Lösung für die Modellierung und Kostenplanung von Gebäuden darstellen soll.

Autodesk

Die Unternehmen Autodesk und RIB sind eine strategische Partnerschaft eingegangen. Ziel ist, die Technologien zur Gebäudedaten­modellierung von Autodesk zukünftig mit den Kostenmanagement-Lösungen von RIB zu kombinieren. An Architekten und Kostenermittler wie auch an Bauunternehmen richten sich die Lösungen, die Mengen aus 2-D-CAD wie auch 3-D-BIM Modellen ableiten wollen, um anschließend schlüssige Kostenschätzungen vorzunehmen. Michael Sauer, Vorstand von RIB: „Das virtuelle Konstruieren und Bauen wird durch die Partnerschaft vorangetrieben, wovon alle am Projekt Beteiligten profitieren.“

Bentley Systems

Ab sofort stehen sämtliche speedikon-8.9-Applikationen für Architektur und Industriebau auf SELECTservices zum Download oder als CD zur Bestellung bereit. Das aktuelle Angebot von Bentley Systems beinhaltet aktualisierte speedikon-M-Versionen, Project-Editor und ProjectExplorer der neuesten Genera­tion. Speedikon P geht als Nachfolger von speedikon W an den Start und ist optisch und technologisch gründlich modernisiert. Das Produkt besteht in der Grundvariante aus den beiden Komponenten PowerDraft als allgemeine Grafikplattform und speedikon Architektur als Aufsatz für die Gebäudeplanung und Bestandserfassung. Durch den Austausch der Grafikplattform WorkBase durch PowerDraft ist es mit speedikon P möglich, wesentliche Teile der neuesten MicroStation-Technologie sowie das weltweit als Industriestandard etablierte DGN-Dateiformat zu nutzen.

Reico

Das datenbankbasierende Elemente-CAD-­Programm CADDER-Version 23 soll die schnelle Planung auch von großen Projekten ermöglichen. Jederzeit stehen Echtzeitvisualisierung und die rechnerischen Ergebnisse von nachvollziehbaren Mengen und Massen bis hin zur Baukostenberechnung zur Verfügung. Baumaßgerechtes Entwerfen soll die intelligente Maus erleichtern: Das Programm korrigiert mit der Maus gezeichnete Wände, Fenster und Türen rastergerecht, bei klassischer Bauweise auf Pfeiler-, Öffnungs- und Anschlussmaße. Modulübergreifend können Elemente aufgenommen, verschoben, angepasst und geändert werden: Massen, Ansichten und Schnitte werden automatisch aktualisiert. Auch beim Überschreiben von Maßen passen sich die Pläne an. Das Gebäude einschließlich des 3-D-Geländes wird in Fotoqualität visualisiert.

Orca

Die neue Projekttabelle „Kostenkontrolle“ im Programm ORCA AVA soll den projektinternen Vergleich verschiedener Kostenstände ermöglichen. Als Kopierquelle können alle Projekttabellen mit Kostengliederung verwendet ­werden. Die unterschiedlichen Kostenstände ­dokumentieren zudem Veränderungen während des Projektverlaufs. In der neuen Systemvorlage „Projektübersicht“ werden ­alle im AVA-System bekannten Projekte überschaubar tabellarisch aufgelistet. Die Projektsummen können für eigene Auswertungen exportiert werden. Zusätzlich wurden bereits bestehende Funktionen erweitert. So können Einträge mit Anlagen in den unterschiedlichsten Formaten, wie Pläne oder PDF-Dateien, versehen werden. Diese Anlagen sind direkt oder als Link in der AVA-Datei abgelegt.

ComputerWorks Die neue Version 2008 der CAD-Software VectorWorks Architektur ist verfügbar. Vor allem Anwenderwünsche brachten die Änderungen. Neu hinzugekommen sind das frei rotierbare Zeichenblatt und komplett neue Fenster- und Türwerkzeuge. Um schneller arbeiten zu können, wurde das Programm so modernisiert, dass für viele Aktionen weniger Mausklicks notwendig sind. Beispielsweise kann die Breite mehrerer Fenster in einer Wand auf einmal verändert werden.

Eine weitere neue Möglichkeit ist die Gestaltung mit Transparenzen. Sowohl einzelne Objekte als auch alle Objekte einzelner Ebenen oder Klassen können jetzt stufenlos transparent dargestellt werden.
Softtech Sprit 15.10, die neue Version des CAD-Systems von Softtech, soll mehr Geschwindigkeit an vielen Stellen des Programms bieten. Dazu kommt ein neuer 3-D-Modellierer, der boolesche Operationen zulässt, um Körper beliebig zu verschneiden und die Schnittflächen automatisch zu verschließen. Mit dem veränderten Bedienkonzept sollen nun erste Schritte im Programm ohne Lernphase intuitiv möglich sein. Eine neue zentrale Schaltstelle soll Änderungen an allen Zeichenelementen mit einem Klick möglich machen. Für Ordnung kann der neue Folienmanager sorgen, der sortieren, gruppieren und die Attribute der Folien (Layer) verwalten kann.

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