Embed Size (px)
Citation preview
BIM Labors der Zukunft
Raimar J. Scherer Institut für Bauinformatik, TU Dresden
Dresden, 11. November 2015
Fachkonferenz Bauinformatik – Baupraxis 2015: Leitlinien – Richtlinien – Normen – Ergebnisse aus dem VDI-Koordinierungskreis BIM
Was ist ein BIM-Labor
Ein BIM-Labor ist die tiefe semantische Verknüpfung von Planung und Berechnung durch - semantische Interoperabilität - explizite, separate Verlinkung - automatisches Propagieren von Änderungen und Variationen
Planende Architektur &
Ingenieurwesen
numerisches Ingenieurwesen
Stochastische Nutzer-
Szenarien
Stochastische Klima/Wetter
Szenarien
Fertigteil- und TGA Kompo-
nentenmodell
BIM
Multi-Model Combiner und Simulations- Konfigurator
Multi-Model Filter
Multi-Model Navigator
Multi-Model Manager
Multi-Model Evaluation
Cloud Numerische
Simulationen
Intelligente Zugriffssteuerung und Systemmanagement
Simulationszyklus
Planungszyklus
Multi-Modell Evaluator und
Manager
Plattformontologie
Wie funktioniert ein BIM-Labor
Wie funktioniert ein BIM-Labor
Ein BIM-Labor unterstützt die 2 Zyklen: - Planungszyklus - Simulationszyklus so dass beide sowohl - unabhängig - geschachtelt eingesetzt werden können und jederzeit, während der Planung ein Berechnungs- oder Simulationszyklus ausgelöst werden kann. Damit ist ein frühes, sehr genaues Validieren von Entwurfsideen und Bauablaufplanungen möglich
Die grundlegenden Modelltransformationen
Algorithmen oriented DE-DA
DE-BE
DE-BE
Sortieren Filtern
= x 0
0
x11
xnn
1
2
4
DE-EE
Abbilden 3
Planende Architektur Numerisches
Ingenieurwesen
Gemeinsames Datenmodell
Modifizieren
BIM Modell
TragwerksModell
Finites Element Modell
Numerische Gleichungssystem Modell
1st Level 2nd Level 3rd Level
Space Boundaries
Modifizieren: Teilwände mit 1 Raum pro Seite
Multimodell mit expliziten, separaten Linkmodell
Explizite Raumnutzung- und Elementtypspezifikation
Büroraum
Büroraum
Büroraum
CTO
Besprechungs- raum
Ext. Wand Int. Wand
Multimodell erstellen
Klimadaten
Externe Ressourcen BIM Konzepte Link-Methode Kardinalität
Klimadaten a) Building (IfcBuilding) b) Façade
a) Direkt b) Algorithmisch
1:1 1:N (M:N für Alternativen)
Multimodell erstellen
Materialdaten
Externe Ressourcen BIM Konzepte Link-Methode Kardinalität
Materialdaten Building Element (subclasses of IfcBuildingElement)
BIM Mgmt. Funktionen M:N
Multimodell erstellen
eeTemplates
U = ... V = … Occupancy = { … }
Externe Ressourcen BIM Konzepte Link-Methode Kardinalität
eeTemplates Nutzungsdaten
a) Building b) Storey c) Space zone d) Space / Room
a) Direkt b) BIM Mgmt. Funktionen c) BIM Mgmt. Funktionen / Algorithmisch d) Direkt
1:1 bis M:N
Multimodell erstellen
Software-Architektur eines BIM-Labors
Integrated Design Cycle
Integrated Analysis
Cycle
BIM Management
System
Numerical Engineering
Analysis Manager
KPI Evaluation
Modeller, Navigator
Controlled by KPI
Architektur eines BIM-Labors
(4) domain model repositories
(6) simulation management
(7) collaboration manager, (8) platform kernel
(5)BIM management methods
(3) numerical analysis management
Integrated Design Cycle
Integrated Analysis
Cycle
(1) Modelling,
(2) Inspection Managenent Controll
Architektur eines BIM-Labors
(4) domain model repositories
(6) simulation management
(7) collaboration manager, (8) platform kernel (3) numerical analysis management
Integrated Design Cycle
Integrated Analysis
Cycle
(1) design modeller (domain CADs, FMs)
Mapper to Numerical
Models
Numerical Analysis
Numerical Results
Combiner
Filter
Versioning
Manipulator
BIM Libraries
Internet
Multi-Models System Ontology
BIM System- Models
BIM level 4 (2) multi-model navigator &multi-media visualization
Sensor data
repository
Internet
Simulation M. Generator +
Mapper
Simulation Controller
Cloud/Grid Access
Results Repository +
MM-Wrapper
KPI Evaluation
Controlled by KPI
Beispiel Junge Oper
IFC Gebäude gibt es => ein Semantikmodell kann erstellt werden. Der Computer weiß exakt was für ein Gebäude es ist und welche Elemente es besitzt. Der Computer kann für Sie tätig werden
Junge Semperoper, Dresden
von LAP
Interaktionsmedium nD Navigator
Projektbaum
Semantischer Frage- und Model-Explorer
Ontologiemodell
Teilmodelle Templates
Geografische Karte
BIM Visualsierung
Variationsmodell
Interaktionsmedium nD Navigator
Inspektion der Ergebnisse mit dem nD Navigator
Mit dem BIM-Lab ist es möglich viele Berechnungen in kurzer Zeit durchzuführen. Für den Computer (mit Cloud Anschluss) ist dies kein Problem, für einen Menschen schon. Mächtige Inspektionsmethoden (Filtern, Visualisieren) eingebettet in ein mächtiges Inspektionswerkzeug sind daher unabdingbar. Beispiel: Nachweisergebnisse auf Basis von EnEV 2007 EnEV 2014
In diesem Beispiel sind die U-Werte der Fenster in Bezug auf beiden Normen zu hoch, während die U-Werte der Wände die Anforderungen der EnEV 2007 (max. U-Wert 0.46 W/m²K) jedoch nicht der EnEV 2014 (max. U-Wert of 0.25 W/m²K) erfüllen.
Inspektion der Ergebnisse mit dem nD Navigator
Beispiel: Raumtemperaturverteilung ermittelt auf Basis einer CFD-Analyse
in Höhe 1,5m in Höhe 4,2m
Inspektion der Ergebnisse mit dem nD Navigator
Beispiel: Luftströmungslinien im 2-geschossigen Vorführraum zu einem bestimmten Zeitpunkt
Streamlines colored with pressure
Inspektion der Ergebnisse mit dem nD Navigator
Beispiel: Luftströmungslinien im 2-geschossigen Vorführraum zu einem bestimmten Zeitpunkt
Zusammenfassung
Voraussetzungen für ein BIM-Labor - standardisierte, semantische Datenmodelle - semantische Interoperabilität - separates Linkmodell - Zugriff auf Cloud/Grid-Ressourcen - mächtige BIM Manipulations- und Filtermethoden - mächtige BIM Managementmethoden - mächtiges Inspektionswerkzeug - Verfahrensregeln zum Erstellen eines mächtigen, gut
strukturierten BIM Modells
1. Geometrie (Das ist die Eintrittskarte in BIM) 2. Semantik (Bezeichnung, Grundbemusterung, Katalogelemente) 3. Topologie (räumlich => Raumbuch) 4. Verhalten (erweiterte Semantik, Bemusterung) 5. Interoperabilität (Datenformate => Sprachproblem) 6. Verlinkung im Modell (Topologien, Gruppierungen) 7. Verlinkung zwischen Modellen (Partnerschaftlich) 8. Ontologie (mit Fachwissen schlussfolgern) 9. System (Vollständigkeit prüfen => Qualitätskontrolle) 10. Modelltransformation (Synchronisation)
Informationsaufbausystem für BIM
Stufe 1
Stufe 2
Stufe 4
Stufe 3
