Bauteile wie Wände, Decken und Dächer sind häufig in mehreren Schichten aufgebaut. Um diese bautechnischen Verbundsysteme in digitalen Gebäude-Modellen zweckgerichtet abbilden zu können, müssen je nach im Einsatz befindlicher Software (-Konstellation) unterschiedliche Strategien der Modellierung gewählt werden. Vor allem in der interdisziplinären Zusammenarbeit kann die Wahl der richtigen Modellier-Strategie über erfolgreiche Datentransfers entscheiden. Dieser Artikel beschreibt die technischen Hintergründe der "Mehrschicht-Problematik" und gibt Anleitung zum generellen Umgang mit mehrschichtigen Bauteilen in interdisziplinären Hochbauplaunungsprojekten.

 

Modellierweisen

Je nach Software-Konstellation, interdisziplinärem Szenario und Anwendungsziel kommen drei unterschiedliche Modellierweisen zum Einsatz, die jeweils eigene Vor- und Nachteile mit sich bringen. Diese werden in den verlinkten Artikeln detaillierter beschrieben. Für ein optimales Verständnis der folgenden Kapitel sollten die wesentlichen technischen Hintergründe dieser drei Methoden bekannt sein.

 

Einzelschicht-Modellierweise

Mehrschicht-Modellierweise

Hybrid-Modellierweise

 

 

Problematik

Unglücklicherweise offenbaren sich die Disziplin-spezifischen Denkweisen und Anforderungen an die Beschaffenheit von digitalen Modellen nirgends so eindeutig wie in der Frage nach der richtigen Modellierweise mehrschichtiger Bauteile. Fast lässt es sich so formulieren: Wie auch immer Architekturschaffende modellieren – mindestens eine Folgedisziplin wird ein Problem mit den erhaltenen Daten bekommen. Woran liegt das?

Die Abbildung illustriert einen kleinen Ausschnitt aus einem klassischen Wohnbau-Modell. Hier kommen üblicherweise sehr viele verschiedene Schichtaufbauten auf engem Raum vor:

Fragt man nun einen Tragwerksplaner, wie er diese modellieren würde, bekäme man zur Antwort, dass alle tragenden Teile separat modelliert werden sollten oder zumindest isoliert dargestellt werden müssen, um z.B. Schalungspläne erzeugen zu können. Bauphysiker und Gebäudetechniker hingegen sind darauf angewiesen, bautechnische Verbundsysteme als „Paket“ geliefert zu bekommen – da sämtliche Simulationsprogramme dies „erwarten“. Ebenso erleichtert dies auch den Architekten die Verwaltung, Änderung, Beschriftung und Auswertung der verschiedenen Wandaufbauten:

Am Beispiel der Wände ist somit relativ klar, dass eine mehrschichtige Modellierweise naheliegt – die BIM Software muss eben nur in der Lage sein, die für die Tragwerksplanung relevanten Elemente isoliert darzustellen. Anders verhält es sich dagegen mit horizontalen Bauteilen wie Decken oder Dächern. Hier bevorzugen viele Anwender die Hybrid-Modellierweise. Die folgende Abbildung macht klar, warum:

 

Es kommt nicht selten vor, dass die Raumaufteilung in zwei aneinandergrenzenden Geschossen unterschiedlich ist. Vor allem, wenn wie im Beispiel abgebildet, im unteren Geschoss Abhangdecken vorgesehen sind, kann eine Mehrschicht-Modellierung schnell mühsam werden – die Systeme wechseln innerhalb des gleichen Raums, der Modellieraufwand steigt. Zusätzlich wird auch eine Auswertung, z.B. welcher Fußbodenaufbau in einem Raum vorgesehen ist, aufwändig. Auch wären Tragwerksplaner nicht begeistert, die eigentlich durchgehende Rohdecke in „Einzelteilen“ geliefert zu bekommen.

Aus den genannten Gründen werden horizontale Bauteile daher meistens in Hybridweise modelliert: Rohbau getrennt, alle Ausbauschichten jeweils in „Paketen“. Dies erlaubt schnelle, raumweise Workflows für Fußbodenaufbauten und Abhangdecken im Modellieren pro Geschoss und gute Auswertungsmöglichkeiten. Tragwerksplaner erhalten durchgängige Rohdecken.

Die einzig Leidtragenden bei dieser sehr weit verbreiteten Arbeitsweise sind Anwender von Simulationsprogrammen aus Bauphysik und Gebäudetechnik – sie wären auch bei den horizontalen Bauteilen auf Mehrschicht-Pakete angewiesen, wie in der Abbildung illustriert. Nur so lassen sich bautechnische Verbundsysteme im Ganzen beurteilen – Schalldämmmaße, U-Werte etc. gelten ja jeweils für ein Gesamtsystem.

Zusammenfassung

Wie eingangs beschrieben zeigt sich also, dass die unterschiedlichen Modellierweisen selten kategorisch verwendet werden und, wie man es auch angeht, meistens eine der Folgedisziplinen mit Nachbearbeitungsaufwand zu rechnen hat – es gilt, die richtige Strategie für eine im Projekt gegebene Partner- und auch Softwarekonstellation zu finden.

Modellierstrategie

Die Wahl der richtigen Modellierstrategie hängt sensibel von den Möglichkeiten der im Einsatz befindlichen Authoring-Software ab – hier weisen die einzelnen Programme große technische Unterschiede auf. Während z.B. ArchiCAD und Allplan über sehr hochentwickelte Funktionalitäten im Bereich der Mehrschicht-Arbeitsweise verfügen, hat Revit hier noch immer große Probleme.

Über die technischen Möglichkeiten hinaus entscheiden jedoch auch andere Faktoren über die Wahl der richtigen Arbeitsweise:

Grundsätzlich können Planende natürlich nicht in jedem Projekt ihre Arbeitsweise vollständig auf derartige Projektgegebenheiten anpassen – dennoch zeigt sich, dass häufig kleine Anpassungen in der Modellierweise große Effekte auf interdisziplinäre Datenübergaben haben können.

 

Unabhängig davon lassen sich in den unterschiedlichen Programmen durchaus Best-Practice Lösungen identifizieren:

Frühe Planungsphasen

In frühen Phasen kann in Revit mehrschichtig modelliert werden - die gegeben technischen Einschränkungen im Bereich der Baustoff-Verschneidung und der „Parts“ offenbaren sich in der Schwarzplan-Darstellung nicht. Spätestens in der Einreich-Phase, wo in Deutschland und Österreich Baustoff-scharfe plangrafische Darstellungen gefordert sind, wechseln die meisten Anwender jedoch auf eine Hybrid-Arbeitsweise. Revit bietet hier unterschiedliche Funktionalitäten zur Zerlegung von mehrschichtigen Bauteilen in Einzelschichten an.

Eine Herausforderung beim Wechsel von Mehrschicht- zu Hybridarbeitsweise ist dabei jedoch, dass Familien wie Fenster und Türen so beschaffen sein müssen, dass ihre Öffnungen auch in getrennten Schichtpaketen (wie z.B. einer verputzten Dämmschicht) „durchgestanzt“ werden.

Insofern Tragwerksplaner in den frühen Phasen eng am oder im Revit-Modell mitarbeiten, empfiehlt sich jedoch eine Verwendung der Hybrid-Methode von Anfang an – Dämmschichten lassen sich auch in Revit 2017 noch immer nicht ausblenden.

 

Späte Planungsphasen

Spätestens ab der Einreichung wird in Revit in der Regel in Hybrid-Arbeitsweise modelliert. Tragende Elemente können so leicht grafisch isoliert werden, um z.B. in der Rohbaupolier- oder Schalungsplanung korrekt dargestellt werden zu können. Je nach Anwendungsszenario kommen durchaus auch Einzelschicht-Arbeitsweisen zum Einsatz, z.B. wenn Baufirmen 4D- oder 5D-Simulationen von einem Modell ableiten.

Frühe Planungsphasen

Auch bereits in frühen Planungsphasen kann ARCHICAD seine hochentwickelte Baustoff-Verschneidungs-Technologie voll ausspielen - hier kann bedenkenlos in Mehrschicht-, bzw. Hybrid-Modellierweise gearbeitet werden, da Mehrschichtige Bauteile (MSB) immer auf Baustoffe und deren Verschneidungs-Prioritäten zugreifen.

Übergaben an die Tragwerksplanung gelingen schnell durch das Isolieren von als Kern markierten MSB-Schichten durch die Strukturdarstellungsmethode, und auch Bauphysiker und Gebäudetechniker erhalten ebenso speziell definierte Gesamtpakete, denen sich z.B. U-Werte bequem zuordnen lassen. Ebenso einfach lassen sich auch die Grundlagen für Leitdetails extrahieren.

Die Verwendung von Mehrschichtigen Bauteilen in Modellier-Systematiken (z.B. Master-Slave-Systemen) oder für projektübergreifende Nutzungen ist durch den Import/Export der Attribute jederzeit möglich.

 

Späte Planungsphasen

Spätestens wenn ein bauphysikalischer Aufbautenkatalog abgestimmt vorliegt, sollte dieser in ein Projekt eingearbeitet werden – dies erfolgt immer im System der Mehrschichtige Bauteile (MSB). Sollte zuvor noch in einer einfachen Mehrschicht-Modellierweise gearbeitet worden sein, so empfiehlt sich ab diesem Zeitpunkt die Hybrid-Modellierweise bei horizontalen Bauelementen.

Eine schichtbezogene Auswertung ist entsprechend einfach zu erstellen, Änderungen die zentral vorgenommen werden erhöhen den Work-Flow und minimieren Fehlerrisiken durch Vermeidung von Einzel-Anpassungen. Durch die Verschneidungs-Prioritäten in den verwendeten Baustoffen wird eine saubere Verschneidung, aber auch eine gute graphische Darstellung in Kombination mit der Modelldarstellung ermöglicht.

Dieser Inhalt steht leider nur unseren Pro-Anwendern zur Verfügung.
Sollten Sie Interesse haben, den gesamten Artikel zu lesen, testen Sie den Pro-Account oder werden Sie Pro-Anwender.

Dieser Inhalt steht leider nur unseren Pro-Anwendern zur Verfügung.
Sollten Sie Interesse haben, den gesamten Artikel zu lesen, testen Sie den Pro-Account oder werden Sie Pro-Anwender.
Top