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Forschungsbericht: Integrierte Lebenszyklusoptimierung - Methoden zur systematischen Variantenexploration in frühen Phasen der Planung unter besonderer Berücksichtigung von Lebenszyklusaspekten. Abschlussbericht

Integrierte Lebenszyklusoptimierung - Methoden zur systematischen Variantenexploration in frühen Phasen der Planung unter besonderer Berücksichtigung von Lebenszyklusaspekten. Abschlussbericht

Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3093
Dirk Donath, Jürgen Ruth, Julia Tschetwertak, Alexander Hollberg, Sven Schneider, Bert Liebold, Martin Bielik, Ekaterina Fuchkina
Bauhaus-Univ. Weimar, Lehrstuhl für Informatik in der Architektur -InfAR-
Bauhaus-Univ. Weimar, Lehrstuhl für Konstruktives Entwerfen und Tragwerkslehre
2018, 57 S., 48 Abb. u. 17 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
Best.-Nr. F 3093 (Kopie des Manuskripts)
ISBN 978-3-7388-0247-4

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Inhalt

Bei der Planung lebenszyklusoptimierter Gebäudes sind verschiedene Einflussfaktoren sorgfältig aufeinander abzustimmen. Zwischen diesen Einflussfaktoren existieren jedoch zahlreiche Abhängigkeiten, die eine manuelle Vorgehensweise zur Optimierung schwierig und zeitaufwändig macht. Im Projekt wurden Methoden entwickelt, die es Planern ermöglichen, in kurzer Zeit systematisch nach Optima für lebenszyklusgerechte Gebäude zu suchen. Hierbei lag der Fokus auf zwei Themenfeldern: erstens, der Berechnung der Lebenszyklusperformance (LCP) auf Basis der wenigen im Entwurfsstadium vorhandenen Informationen und zweitens, der Entwurfsraumerkundung bei einander bedingenden Entwurfsparametern. Für ersteres wurde eine Methode zur Abschätzung der LCP in Echtzeit auf Basis verschiedener Lebenszyklusdatenbanken und parametrischer Modelle entwickelt. Für letzteres wurde ein Framework entwickelt, welches erlaubt, die mittels parametrischer Modelle erzeugten Varianten nach verschiedenen Kriterien systematisch zu vergleichen. An verschiedenen Szenarien wurde die Funktionsfähigkeit der entwickelten Methoden überprüft. So konnte zum einen gezeigt werden, dass sich mit der parametrischen Methode zur Lebenszyklusanalyse sehr schnell valide Berechnungsergebnisse erzeugen lassen. Zum anderen konnte gezeigt werden, wie sich verschiedene Methoden zur Variantenexploration koppeln und mehrstufige Variantenräume organisieren und visualisieren lassen.

Verfügbare Formate

Publikationslisten zum Thema:
Lebenszyklus, Gebäudeplanung, Bauplanung, Optimierung, Planungsmethode, Digital, Planungsphase, Variante, Qualitätssicherung, Baukosten, Umweltschutz, Herstellung, Betrieb, Unterhaltung, Rückbau, Abriss, Planungsprozess, Energiebedarf,

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2022, ca. 150 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Rüdiger Müller, Peter Mayer
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3. überarb. und aktual. Aufl.
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Bauen+ Schwerpunkt: Gebäudetechnik
Edition Bauen+, Band 1
Ausgewählte Fachartikel und Interviews aus der Bauen+.
2021, 92 S., 130 Abb., Softcover
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Hannsjörg Ahrens, Klemens Bastian, Lucian Muchowski
Handbuch Projektsteuerung - Baumanagement
Ein praxisorientierter Leitfaden mit zahlreichen Hilfsmitteln und Arbeitsunterlagen
6., vollst. überarb. Aufl.
2021, 555 S., zahlr. Checklisten u. Arbeitsunterlagen zum Download, Hardcover
Fraunhofer IRB Verlag

Die Komplexität von Bauprojekten erfordert den Einsatz moderner Managementmethoden, um eine effiziente und erfolgreiche Projektabwicklung zu erzielen. Es gilt, Aktivitäten, Termine und Kosten vorausschauend zu planen, zu steuern und mit den Beteiligten abzustimmen. Neben den Grundlagen geben die Autoren mit dem Handbuch Strategien und Organisationskonzepte für alle Projektphasen und Handlungsbereiche im Baumanagement an die Hand. Mithilfe von Grafiken und Referenzmodellen werden die Workflows, Prozesse und einzelnen Arbeitsschritte aller Projektbeteiligten detailliert veranschaulicht. Formulare und Checklisten zum Herunterladen ergänzen die Erläuterungen im Buch und machen es zusätzlich zum zentralen Projektmanagementinstrument für die tägliche Arbeit von Architekten, Ingenieuren, Projektsteuerern sowie Bauherren und Investoren. Die vollständig überarbeitete sechste Auflage des Standardwerks wurde an die neuen Verordnungen angepasst und um aktuelle Themen, wie z. B. technisches Baumanagement, agiles Projektmanagement und Anti-Claim-Management, erweitert.

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Forschungsberichte

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Detaillierte Entwicklung von BIM-basierten Prozessen des Betreibens von Bauwerken zur Integration in eine lebenszyklusübergreifende Prozesskette

Manfred Helmus, Anica Meins-Becker, Agnes Kelm, Norbert Damerau, Matthias Kaufhold, Daiki John Feller, Michael Zibell, Melanie Quessel
Detaillierte Entwicklung von BIM-basierten Prozessen des Betreibens von Bauwerken zur Integration in eine lebenszyklusübergreifende Prozesskette
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3211
2020, 188 S., 47 Abb. u. 6 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Das Forschungsprojekt "BIM-basiertes Betreiben" ordnet sich in die Prozesslandkarte des Lehr- und Forschungsgebiets Baubetrieb und Bauwirtschaft der Bergischen Universität Wuppertal (BUW) mit dem Fokus auf den Gebäudebetrieb ein. Hierbei wurden die Prozesse des Immobilienbetriebs in das lebenszyklusübergreife Prozessmodell der BUW eingebettet; das BUW-Prozessmodell verfolgt den Ansatz, sämtliche Prozesse und Informationen über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes verfolgbar zu machen und stellt so Bestrebungen des Forschungsteams zur Schaffung von Transparenz und Standardisierung der Methode BIM dar. Im Ergebnis wurde der fachliche Informationsfluss erfasst, analysiert und in das BUW-Prozessmodell integriert. Es wurden diverse BIM-Anwendungsfälle identifiziert werden, wovon sechs bis auf Attributebene modelliert wurden; diese können aus dem Prozessmodell ausgegeben und verfügbar gemacht werden, beispielsweise auf Basis der Struktur der DIN EN ISO 29481 (Handbuch der Informationslieferung). Darüber hinaus wurde der aktuelle Stand der Technik von der Bereitstellung bis zur Integration und Datendurchgängigkeit von Bauwerksinformationen in CAFM-Zielsystemen untersucht und so auf Probleme und Potentiale eingegangen werden.

Jutta Albus, Hans Drexler
PREFAB HOUSING
Untersuchung von Produktionsprozessen im Hinblick auf Effizienzsteigerung und Kostensenkung für bedarfsgerechten Wohnraum
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3195
2020, 71 S., 48 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

In dieser Studie werden industrielle Fertigungsprozesse für Bausysteme mit hohem Vorfertigungsgrad im Hinblick auf ihr Potenzial zur Schaffung von kostengünstigem und hochwertigem Wohnraum untersucht. Im Fokus steht nicht das Gebäude als Produkt, sondern die Produktion der Subsysteme und deren Zusammenspiel. Gegenstand der Untersuchungen sind Systeme, zu deren Referenzdaten Zugang besteht und aktuelle Produktionsverfahren, die den vorgefertigten Wohnungsbau repräsentieren. In der best-practice Studie wird nicht nur die Konstruktion eines Gebäudes, sondern auch die Produktionskette einer genauen Analyse unterzogen. 4 bis 6 Referenzprojekte ausgewählter Firmen werden einer einheitlichen Analyse von Produktionszeiten und Kostenanteilen unterzogen. Die Analyse der Produktion der baukonstruktiven Bereiche zusammen mit der Betrachtung von Montage, Fertigungs- und Bauzeiten sowie Kostenanteilen lässt eine Bewertung des Gesamtsystems und des Optimierungspotenzials für künftige Umsetzungen und Veränderungen der Stückzahlen ableiten. Die Herstellungsmethoden und der Grad der Vorfertigung werden untersucht und in Verhältnis zu den Kosten und Qualitäten gesetzt. Ein Vergleich der Systeme und Materialien kann Grenzen und Potenziale der Systeme aufzeigen. Die Baukonstruktionen sollen zum einen im Hinblick auf die besonderen konstruktiven und bautechnischen Anforderungen im Wohnungsbau betrachtet werden, zum anderen sollen die Gebäudetypologien und Gebäudeklassen benannt werden, für deren Einsatz sie sich eignen.

Integration Scan-Basierter-Techniken und Parametrischer-Methoden in einen Prozess zur Verbesserung der Effizienz im Planungs- und Bauablauf komplexer Fassaden

Peter Mehrtens
Integration Scan-Basierter-Techniken und Parametrischer-Methoden in einen Prozess zur Verbesserung der Effizienz im Planungs- und Bauablauf komplexer Fassaden
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3158
2020, 12 S., 15 Abb. u. 2 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

Das Projekt untersuchte inwiefern Scan-basierte Techniken (terrestrische 3d-Scans bzw. deren Auswertung) geeignet sind für die Einbindung in parametrische Planungsprozesse für Fassaden. Grundsätzliche Feststellung ist, dass obwohl für die einzelnen Arbeitsschritte des Vermessens und auch der Planung von Fassaden entsprechende digitale Werkzeuge existieren, die bestehenden Werkzeuge aufgrund ihrer jeweiligen Bedienungskonzepte nicht direkt zueinander kompatibel sind. Bei der Auswertung von Punktwolken wird üblicherweise Software verwendet, deren Ergebnis variiert je nach Interaktion des Benutzers mit der grafischen Benutzeroberfläche. Parametrische Planungsmethoden hingegen verwenden möglichst Funktionen, deren Argumente in replizierbarer Art aus vorherigen Schritten abgeleitet werden. Bedarf an weiterführender Forschung in diesem Bereich ist anzunehmen.

Methodik und Instrumente zur Verbesserung der Arbeitsplanung in kleinen und mittleren Unternehmen der Bauwirtschaft unter Einsatz des Building Information Modeling. Abschlussbericht

Manfred Helmus, Anica Meins-Becker, Agnes Kelm, Brian Klusmann, Carla Pütz, Michael Zibell
Methodik und Instrumente zur Verbesserung der Arbeitsplanung in kleinen und mittleren Unternehmen der Bauwirtschaft unter Einsatz des Building Information Modeling. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3111
2019, 216 S., 63 Abb. u. 15 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Die Anwendung der Methode BIM steht derzeit im Fokus der Digitalisierung der Baubranche. Um die Effizienz der Bauwirtschaft zu optimieren und die Wettbewerbsfähigkeit der Bauunternehmen zu stärken, ist die Anwendung der Methode BIM über die Planung hinaus auch während der Bauausführung unabdingbar. Insbesondere KMU, die 99% der Bauunternehmen ausmachen, müssen mit der Methode vertraut gemacht werden, um eine durchgängige Anwendung zu ermöglichen. Eine Umfrage unter KMU der Baubranche zeigte, dass die größten Hemmnisse bei der Anwendung der Methode BIM die Kosten für die Anschaffung von Software und die Schulung von Mitarbeitern sowie der hierfür benötigte Zeitfaktor sind. Bei der Umsetzung des Datenviewers wurden diese Aspekte berücksichtigt. KMU können mit Hilfe des Datenviewers Informationen für ihr Gewerk aus einem Datenmodell erhalten ohne selber ein Softwareprodukt kaufen zu müssen. Die Informationen werden gewerkespezifisch vorgefiltert und können in die gewohnten Programme der KMU exportiert werden. Eine Weiterentwicklung des Demonstrators zu einer marktreifen Lösung kann KMU die Arbeit mit der Methode BIM deutlich erleichtern.

Wolfgang Breit, Daniel Nyman
Entwicklung einer modularen, flexiblen und mobilen Wohneinheit - MonoBau
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3138
2019, 75 S., 83 Abb. u. 9 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Modulares Bauen - eine Bauweise, die nach dem Baukastenprinzip die einzelnen Elemente zusammenfügt und komplexe geometrische Strukturen entstehen lassen, bietet beim rasanten Wachstum der Städte eine Möglichkeit den Ansprüchen unserer heutigen Zeit gerecht zu werden. Durch einzelne modulare Elemente, die jederzeit flexibel austauschbar oder ergänzt werden können, entsteht eine wandelbare Wohneinheit, die jeder Umgebungsstruktur angepasst werden kann. Während die meisten Menschen in Deutschland die "Containerbauweise" mit Notunterkünften assoziieren, haben Architekten längst das Potential dieser Bauweise entdeckt. Im Vergleich zu den anfänglichen Interessen der Material- und Zeiteinsparung, entwickelt sich modulares Bauen hin zur experimentellen und innovativen Architektur. Mit dem Forschungsvorhaben wurde eine neuartige Variante der modularen Bauweise aus Sandwichelementen mit dünnen Deckschichten aus Textilbeton in monolithischer Ausführung entwickelt. Des Weiteren lässt sich anhand der flexiblen Gestaltungsmöglichkeiten durch angehängte Module sowie einer minimalistisch, effizienten Architektur ein innovatives Design mit konstruktiven Tragwerksideen vereinen.

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Zeitschriftenartikel

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

Zur Datenbank RSWB^®plus

Altmannshofer, Robert (Bearbeiter)
Wegbereiter für zustandsorientierte Instandhaltungsmodelle. Digitalisierung
Der Facility Manager, 2021

Loges, Sören
Digitale Zwillinge und BIM - Perspektiven für die kommunale Praxis.
fub Flächenmanagement und Bodenordnung, 2021

Geißler, Jasmin; Kraft, Tobias; Krause, Kai-Uwe; Leuner, Hansjörg
XPlanung / XBau - Standardisierung im Kontext der OZG-Umsetzung.
fub Flächenmanagement und Bodenordnung, 2021

Scheurer, Martin; Quenzel, Philipp; Nölke, Peter; Reuter-Schniete, Jonas; Gries, Thomas
Investigating the feasibility of using carbon fiber tapes as reinforcement for 3D concrete printing (kostenlos)
Civil engineering design, 2021

Zettel, Barbara
Rückbaubares Bürohaus in Delft (NL)
Detail, 2021

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