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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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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.

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Die Nutzung von Informationstechnik (IT) im öffentlichen Sektor ist noch immer von zahlreichen Medienbrüchen und Insellösungen geprägt. Sie erschweren eine vernetzte Zusammenarbeit und führen zu aufwendigen und langen Bearbeitungsprozessen, etwa durch die mehrfache An- oder Eingabe gleicher Daten. Bei den Adressaten von Verwaltungsleistungen und auch in den Verwaltungen selbst werden dadurch viele personelle und finanzielle Ressourcen gebunden. Das ist insbesondere in den Bereichen Bauen und Planen der Fall, denn hier müssen an zahlreichen Schnittstellen zwischen verschiedenen Akteuren Informationen und Daten ausgetauscht werden, zum Beispiel Pläne, textliche Erläuterungen oder technische Daten zu Gebäuden. Insbesondere zwischen privaten Akteuren und Behörden erfolgt dieser Austausch häufig noch papierbasiert, auch wenn die Bearbeitung der Unterlagen in der Regel IT-gestützt erfolgt.

Petra von Both, Volker Koch, Andreas Kindsvater
BIM - Potentiale, Hemmnisse und Handlungsplan
Analyse der Potentiale und Hemmnisse bei der Umsetzung der integrierten Planungsmethodik Building Information Modeling - BIM - in der deutschen Baubranche und Ableitung eines Handlungsplanes zur Verbesserung der Wettbewerbssituation.
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 2844
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Fraunhofer IRB Verlag

Die gebaute Umwelt ist das größte ökonomische Kapital der Industrienationen. Obwohl die Baubranche in einzelnen Bereichen hochwertig und effektiv arbeitet, können die an den Bauprozessen Beteiligten aber bis heute ihre Leistungen weder fachübergreifend (horizontale Integration) noch Iebenszyklusumfassend (vertikale Integration) in ausreichendem Maße miteinander verknüpfen. Aus diesem Mangel ergeben sich bisher im hohen Maße Defizite in der Planung, in der ökonomischen und ökologischen Umsetzung und in der Wertschöpfungskette im Bauwesen. Das Ziel des beantragten Vorhabens ist es, diese Integration durch eine lebenszyklusumfassende Planungsmethode auf Grundlage der digitalen Produktdatenmodellierung zu fördern und eine Verbesserung der Wettbewerbssituation der deutschen Baubranche im globalen Kontext zu ermöglichen. Diese Planungsumgebung basiert dabei methodisch auf dem Prinzip der Integralen Planung und softwaretechnisch auf der Umsetzung der Konzepte des Building Information Modeling (BIM). Das Projekt spezifiziert dabei den Problemkontext BIM, untersucht die zur Verfügung stehende BIM Software und erstellt eine zielgruppenspezifische Analyse des Mehrwerts von BIM im Bauwesen. Die dadurch identifizierten Potentiale und Hemmnisse der BIM Methode dienen dann als Grundlage für die Erstellung eines Handlungsplan für das Bauwesen.

Modellbasierter Datenaustausch von alphanumerischen Gebäudebestandsdaten (nach BFR GBestand) mit der produktneutralen Schnittstelle Industry Foundation Classes (IFC). Abschlussbericht

Sieglinde Hieke, Thomas Liebich, Matthias Weise, Elke Böttcher
Modellbasierter Datenaustausch von alphanumerischen Gebäudebestandsdaten (nach BFR GBestand) mit der produktneutralen Schnittstelle Industry Foundation Classes (IFC). Abschlussbericht
Enthält CD mit zahlreichen Anlagen (Bestandteil nur bei der gedruckten Version).
Forschungsinitiative Zukunft Bau , Band F 2874
2013, 53 S., Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

Das Forschungsvorhaben fokussiert auf die Entwicklung und Nutzung einer allgemein gültigen produktneutralen Schnittstelle zum Datenaustausch von alphanumerischen Gebäudebestandsdaten. Auf Grundlage des "IFC View Facility Management Bestandsdaten" sollte der produktneutrale Datenaustausch von FM-Bestandsdaten erprobt und ein Handling für externe Kataloge entwickelt werden. Zunächst wurden fachliche Anforderungen recherchiert und wesentliche Festlegungen für den Zugang zu externen Katalogen in der IFC-Struktur getroffen. Die notwendigen FM-Kataloge wurden in einer einheitlichen Struktur aufbereitet und zur Verfügung gestellt. Es wurden Testdaten im Format ifcSTEP (SPF) erzeugt und nach erfolgter Qualitätsprüfung bereitgestellt. Die Testläufe wurden von den SW-Häusern durch Ausfüllen von vorbereitenden Fragebögen dokumentiert. Für den Zugang zu externen Katalogen wurden prinzipielle Festlegungen der zu benutzenden IFC-Strukturen und der konkreten Abbildungsstruktur einzelner FM-Kataloge getroffen und dokumentiert. Innerhalb des deutschsprachigen Raumes der IAI wurde ein XML-Schema zur einheitlichen Abbildung von Katalogen abgestimmt und entwickelt. Die relevanten FM-Kataloge (Gebäudetypenkatalog der RBBau, Nutzungsartenkatalog der DIN 277-2, Merkmalkatalog und Artikelkatalog der BFR GBestand) wurden nach diesem Schema als XML-Kataloge aufbereitet und zur Verfügung gestellt. Folgende Probleme wurden u.a. sichtbar und sollen durch zukünftige Erweiterungen im IFC-Modell/ IFC View Definitionen beseitigt werden: - Eindeutige Identifizierung von IFC-Attributen durch Einführung von IFD; - Integration des entwickelten XML-Schemas im internationalen Bereich; - Abbildung einfacher Kataloge als "projektspezifische IFC-Attribute" und als "klassifizierende Katalogeinträge"; - Katalogverweise von IFC-Attributen auch in Klassifikationsstruktur; - Vermeidung von projektspezifischen "IFC-Mengen-Attributen"; - Zwingende Vorgabe der Rauminformation an Ausstattungen. Das Forschungsprojekt hat gezeigt, dass FM-Bestandsdaten mit der pro

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Zeitschriftenartikel

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