Die effiziente und zielgerichtete Ausführung von Bauvorhaben wird in hohem Maße von der zugrunde liegenden Bauablaufplanung beeinflusst. Dabei ist unter Verwendung herkömmlicher Methoden und Modelle die Planung des Bauablaufs ein zumeist aufwändiger und fehlerträchtiger Prozess. Am Ende der gegenwärtig üblichen Vorgehensweise für die Planung eines Bauablaufs erfolgt lediglich die Dokumentation des Endergebnisses. Mögliche Ablaufalternativen, die im Verlauf der Planung betrachtet wurden, sind im resultierenden Bauablaufplan nicht enthalten und gehen verloren. Eine formale Kontrolle des geplanten Bauablaufs hinsichtlich seiner Vollständigkeit ist nur begrenzt möglich, da beispielsweise existierende Methoden der 4D-Visualisierung derzeit nicht ausreichend in den Prozess der Planung von Bauabläufen integriert sind. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines neuen Modells für die Unterstützung der Bauablaufplanung. Dafür wird der größtenteils manuelle Vorgang der Bauablaufplanung auf Basis verfügbarer Bauwerksinformationsmodelle (BIM) weitestgehend automatisiert und die Methodik der 4D-Animation in den Prozess der Bauablaufplanung integriert. Ausgehend von in einer Erfahrungsdatenbank gespeicherten Informationen werden auf Basis einer Ähnlichkeitsermittlung Bauteilen des betrachteten BIM geeignete Vorgänge zugeordnet und mittels Algorithmen der Graphentheorie ein Workflowgraph aller mög\-lichen Bauablaufvarianten generiert. Aufgrund der vorgenommenen Kopplung des Bauablaufplans mit Bauteilen eines BIM und der visuellen Darstellung des Bauablaufs kann vom Planer im Rahmen der Modellierungsgenauigkeit des BIM auf die Vollständigkeit des Bauablaufplans geschlossen werden. Dies ermöglicht dem Anwender ein hohes Maß an Kontrolle des geplanten Bauablaufs bereits innerhalb der Planungsphase. Weiterhin unterstützt das entwickelte Modell die Integration von Ablaufvarianten, was deren Gegenüberstellung ermöglicht und die Wiederverwendbarkeit bereits geplanter Bauabläufe durch eine entsprechend ausgerichtete Abbildung des Modells. Die Anwendbarkeit des erarbeiteten Modells wird anhand einer prototypischen Implementierung nachgewiesen und anhand eines Praxisbeispiels verifiziert.
Im Rahmen des sich derzeit vollziehenden Wandels von der segmentierten, zeichnungsorientierten zur integrierten, modellbasierten Arbeitsweise bei der Planung von Bauwerken und ihrer Erstellung werden Computermodelle nicht mehr nur für die physikalische Simulation des Bauwerksverhaltens, sondern auch zur Koordination zwischen den einzelnen Planungsdisziplinen und Projektbeteiligten genutzt. Die gemeinsame Erstellung und Nutzung dieses Modells zur virtuellen Abbildung des Bauwerks und seiner Erstellungsprozesse, das sog. Building Information Modeling (BIM), ist dabei zentraler Bestandteil der Planung. Die Integration der Terminplanung in diese Arbeitsweise erfolgt bisher jedoch nur unzureichend, meist lediglich in der Form einer nachgelagerten 4D-Simulation zur Kommunikation der Planungsergebnisse. Sie weist damit im Verhältnis zum entstehenden Zusatzaufwand einen zu geringen Nutzen für den Terminplaner auf. Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die tiefere Einbettung der Terminplanung in die modellbasierte Arbeitsweise. Auf Basis einer umfassende Analyse der Rahmenbedingungen und des Informationsbedarfs der Terminplanung werden Konzepte zur effizienten Wiederverwendung von im Modell gespeicherten Daten mit Hilfe einer Verknüpfungssprache, zum umfassenden Datenaustausch auf Basis der Industry Foundation Classes (IFC) und für das Änderungsmanagement mittels einer Versionierung auf Objektebene entwickelt.Die für die modellbasierte Terminplanung relevanten Daten und ihre Beziehungen zueinander werden dabei formal beschrieben sowie die Kompatibilität ihrer Granularität durch eine Funktionalität zur Objektteilung sichergestellt. Zur zielgenauen Extraktion von Daten werden zudem Algorithmen für räumliche Anfragen entwickelt. Die vorgestellten Konzepte und ihre Anwendbarkeit werden mittels einer umfangreichen Pilotimplementierung anhand von mehreren Praxisbeispielen demonstriert und somit deren praktische Relevanz und Nutzen nachgewiesen.
Bauwerke sind in der Regel Unikate, für die meist eine komplette und aufwändige Neuplanung durchzuführen ist. Der Umfang und die Verschiedenartigkeit der einzelnen Planungsaufgaben bedingen ein paralleles Arbeiten der beteiligten Fachplaner. Darüber hinaus ist die Bauplanung ein kreativer und iterativer Prozess, der durch häufige Änderungen des Planungsmaterials und Abstimmungen zwischen den Fachplanern gekennzeichnet ist. Mithilfe von speziellen Fachanwendungen erstellen die Planungsbeteiligten verschiedene Datenmodelle, zwischen denen fachliche Abhängigkeiten bestehen. Ziel der Arbeit ist es, die Konsistenz der einzelnen Fachmodelle eines Bauwerks sicherzustellen, indem Abhängigkeiten auf Basis von Objektversionen definiert werden. Voraussetzung dafür ist, dass die Fachanwendungen nach dem etablierten Paradigma der objektorientierten Programmierung entwickelt wurden. Das sequentielle und parallele Arbeiten mehrerer Fachplaner wird auf Basis eines optimistischen Zugriffsmodells unterstützt, das ohne Schreibsperren auskommt. Weiterhin wird die Historie des Planungsmaterials gespeichert und die Definition von rechtsverbindlichen Freigabeständen ermöglicht. Als Vorbild für die Systemarchitektur diente das Softwarekonfigurationsmanagement, dessen Versionierungsansatz meist auf einem Client-Server-Modell beruht. Die formale Beschreibung des verwendeten Ansatzes wird über die Mengenlehre und Relationenalgebra vorgenommen, so dass er allgemeingültig und technologieunabhängig ist. Auf Grundlage dieses Ansatzes werden Konzepte für den Einsatz versionierter Objektmodelle im Bauwesen erarbeitet und mit einer Pilotimplementierung basierend auf einer Open-Source-Ingenieurplattform an einem praxisnahen Szenario verifiziert. Beim Entwurf der Konzepte wird besonderer Wert auf die Handhabbarkeit der Umsetzung gelegt. Das betrifft im Besonderen die hierarchische Strukturierung des Projektmaterials, die ergonomische Gestaltung der Benutzerschnittstellen und der Erzielung von geringen Anwortzeiten. Diese Aspekte sind eine wichtige Voraussetzung für die Effizienz und Akzeptanz von Software im praktischen Einsatz. Bestehende Fachanwendungen können durch geringen Entwicklungsaufwand einfach in die verteilte Umgebung integriert werden, ohne sie von Grund auf programmieren zu müssen.
Die unterschiedlichen Gebäudenutzer und -verwalter erwarten am Ende von Baumaßnahmen i.d.R. die Bereitstellung von digitalen Gebäudebestandsdokumentationen in den von Ihnen genutzten Datenformaten und Facility Management-Zielsystemen. Jedoch ist der Austausch von elektronisch erzeugten Planungs- und Bestandsunterlagen, aufgrund fehlender prakti- kabler Schnittstellen und deren Verfügbarkeit, zwischen den am Bau Beteiligten sehr kos- ten-, arbeits- und zeitintensiv. Gerade im öffentlichen Bau ist der Austausch von digitalen Informationen, aufgrund der starken Arbeitsteilung, unerlässlich. Aus der durchgängigen Nutzung eines Gebäudemodells entstehen erhebliche Synergieeffek- te für die verschiedenen Fachbereiche. Leider sieht die Praxis bis auf wenige Ausnahmen immer noch ganz anders aus. Nach wie vor wird in den beauftragten Architektur- und Inge- nieurbüros konventionell auf Basis von Strichzeichnungen geplant, berechnet, mengenermit- telt, ausgeschrieben und abgerechnet. Die durchgängige Nutzung von grafischen Gebäude- informationssystemen (Building Information Modelling) mit erheblichem Rationalisierungspotential setzt sich nur zögerlich durch. Planungen werden kaum Modell basiert sondern zumeist zeichnungsorientiert erstellt. In Anbetracht dieser und ähnlicher Problematiken hinsichtlich des Datenaustausches zwi- schen den Projektpartnern, soll sich diese Arbeit zunächst allgemein mit den Möglichkeiten der Industry Foundation Classes (IFC) innerhalb des Bereiches Facility Management (FM) beschäftigen, um daraufhin möglichst praxisnah eine Analyse anhand des Unternehmens Berliner Immobilienmanagement GmbH durchzuführen. Ziel führend ist die entsprechende Sinnhaftigkeit der Einführung des neutralen Standards IFC innerhalb vordefinierter Struktu- ren zu untersuchen und zu bewerten. Des Weiteren wird sich auf die Auswahl geeigneter Prozessabläufe im Unternehmen bezogen. Diese werden, unter zu Hilfenahme des Produkt- datenmodells der IFC, bezüglich ihrer Umsetzbarkeit analysiert. Dabei werden Vorteile, je- doch auch Kritikpunkte beleuchtet, um notwendige Entwicklungsschwerpunkte herauszu- stellen und relevante Handlungsstrategien für das Praxisbeispiel abzuleiten. Es erfolgt eine Ausarbeitung von Fragenkatalogen für einzelne Mitarbeiter der BIM, welche einen genauen Einblick in im Unternehmen vorhandene Prozesse gewähren und die Rele- vanz für die Unterstützung und Optimierung innerbetrieblicher Vorgänge und die notwendi- ge Zusammenarbeit mit Architekten, Fachplanern und Dienstleistern aufzeigen sollen. Des Weiteren wurde sich auf fachbezogene Aussagen verantwortlicher Stellen im Bereich der IFC-Entwicklung gestützt. In der vorliegenden Arbeit finden sich, durch Kontaktaufnahmen mit ausgewählten Stellen verschiedener Unternehmen und Forschungseinrichtungen, sinn- gemäße Stellungnahmen und Referenzen zum Themenschwerpunkt IFC und dessen Einsatz im FM.
Der Planungsprozess im Konstruktiven Ingenieurbau ist gekennzeichnet durch drei sich zyklisch wiederholende Phasen: die Phase der Aufgabenverteilung, die Phase der parallelen Bearbeitung mit entsprechenden Abstimmungen und die Phase der Zusammenführung der Ergebnisse. Die verfügbare Planungssoftware unterstützt überwiegend nur die Bearbeitung in der zweiten Phase und den Austausch der Datenbestände durch Dokumente. Gegenstand der Arbeit ist die Entwicklung einer Systemarchitektur, die in ihrem Grundsatz alle Phasen der verteilten Bearbeitung und unterschiedliche Arten der Kooperation (asynchron, parallel, wechselseitig) berücksichtigt und bestehende Anwendungen integriert. Das gemeinsame Arbeitsmaterial der Beteiligten wird nicht als Dokumentmenge, sondern als Menge von Objekt- und Elementversionen und deren Beziehungen abstrahiert. Elemente erweitern Objekte um applikationsunabhängige Eigenschaften (Features). Für die Bearbeitung einer Aufgabe werden Teilmengen auf Basis der Features gebildet, für deren Elemente neue Versionen abgeleitet und in einen privaten Arbeitsbereich geladen werden. Die Bearbeitung wird auf Operationen zurückgeführt, mit denen das gemeinsame Arbeitsmaterial konsistent zu halten ist. Die Systemarchitektur wird formal mit Mitteln der Mathematik beschrieben, verfügbare Technologie beschrieben und deren Einsatz in einem Umsetzungskonzept dargestellt. Das Umsetzungskonzept wird pilothaft implementiert. Dies erfolgt in der Umgebung des Internet in der Sprache Java unter Verwendung eines Versionsverwaltungswerkzeuges und relationalen Datenbanken.
Während des Entwurfs- und Herstellungsprozesses eines architektonischen Objektes wird eine Menge organisatorischer, projektbezogener Daten zusammengetragen (z.B. Namen und Adressen von Bauherren, Firmen, Architekten, Ingenieuren, Behörden, die Art ihrer Beteiligung, Schriftverkehr). Diese Daten werden während dieses Prozesses mehrere Male verwendet, jedoch in unterschiedlichen Zusammenhängen, durch unterschiedliche Nutzer und von verschiedenen Anwendungen. Demzufolge ist eine geeignete Datenmodellierung und Datenverwaltung erforderlich, die diesen Aspekten gerecht wird. Der vorliegende Beitrag beschreibt ein Programm, welches die verschiedenen Formen der Projektdaten integriert, die Adreß-, Projekt- und Dokumentenverwaltung übernimmt, Projektinformationsdienstleistungen anbietet und Büroabläufe unterstützt.
Seismic insulation is one of the most progressive types of seismic protection. Seismic insulation is understood as applying special devices for reducing of inertial seismic loads acting on a building. The constructions, shown in article, significantly more effectively solve problems of seismic protection, comparing to the existing seismic insulation systems (SIS). The Special Mechanical Engineering Design Office has developed, manufactured and tested a shock-absorber unit (SAU) of large load capacity. The SAU represents a block of number of pneumatic shock-absorbers (PSA), concentrically mounted round the guiding cylinder. The protected object rests upon the upper movable part of the guiding cylinder of the SAU. In its turn, the lower part of the SAU is rested on the foundation plate, mounted on the ground. A set of the SAU is a constructive realization of the SIS. Efficiency of such SIS has been proved as theoretically, so experimentally An effective SIS can also be created on the base of the elasto-plastic shock-absorbers developed by the KBSM. New designing and constructional solutions are based on the use of the original SIS elements, performed on the base of long time existing (in the other field of technical equipment)units, safety and durability of which have been proved by long term service (more than 20 years).
Durch Modifizierung des bekannten Savingsalgorithmus mittels fester bzw. variabler Savingsparameter läßt sich ein interaktiver Zugang zur Lösung des Tourenproblems begründen. Die Resultate des Savingsalgorithmus können dadurch um ca. 8,5% verbessert werden. Durch die interaktive Arbeitsweise ist es möglich, daß spezielle Vorgaben eines Nutzers und Erfahrungen des Bearbeiters Berücksichtigung finden. Die durchgeführten Rechnungen lassen erwarten, daß bei der Wahl der Savingsparameter noch Reserven für eine weitere Effizienzerhöhung liegen. Vermutlich spielt die Anpassung der Parameter an die Problemstruktur der gestellten Aufgabe eine Rolle. Durch lokale Suche läßt sich die Vielfalt der interaktiven Entscheidungsmöglichkeiten ein-grenzen und automatisieren.
Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches 524 <Werkstoffe und Konstruktionen für die Revitalisierung von Bauwerken 1> ist das primäre Anliegen des Teilprojektes D2 <Bauplanungsrelevantes digitales Gebäudeaufnahme- und Informationssystem> die Entwicklung von Methoden und Techniken zur Aufnahme von Bestandsdaten vor Ort oder durch Auswertung vorhandener Dokumentationen und deren direkte Integration in ein Bauwerksmodell. [15] Das Vorhaben erarbeitet Grundlagen zu Aspekten der fachplanerischen Nutzung und der wissenschaftlichen Auswertungen arbeitsmethodischer Vorgehensweisen in der Bestandsaufnahme unter Einbeziehung softwaretechnischer Methoden. Dabei finden Sachverhalte der Strukturierung, die Herausarbeitung von Systematiken der wesentlichen Informations-/Datenmengen, die Ableitung von Methoden zur zerstörungsfreien Erfassung und die Darstellung planungsrelevanter Gebäudeinformationen in digitalen Systemen Berücksichtigung. Beim Bauaufmaß werden neben traditionellen Methoden und Techniken längst geodätische Verfahren wie die Tachymetrie, die Photogrammetrie und die Handlaserentfernungsmessung einbezogen. In der Praxis des Bestandsaufmaßes repräsentiert gegenwärtig die Tachymetrie, das am häufigsten zur Innen- und Außenaufnahme von Gebäuden eingesetzte geodätische Vermessungsverfahren. [9] [3] Ausgehend von der heutigen Situation in der Bestandsaufnahme wird aufgezeigt, inwieweit es nach dem gegenwärtigen Stand der Technik möglich ist, die in der Geodäsie verwendeten Tachymeter direkt in der Bestandsaufnahme einzusetzen. In einem weiteren Schwerpunkt wird die Konzeption eines rechnergestützten Bauaufnahmesystems basierend auf reflektorlos messenden tachymetrischen Geräten beschrieben. Das Konzept berücksichtigt nicht nur das Bauaufmaß, sondern unterstützt adäquat den gesamten Prozeß der Bauaufnahme – von der Erstbegehung bis hin zur konstruktiven Gliederung. Abschließend werden tendenzielle Möglichkeiten in der Bauaufnahme diskutiert.
Vom Bauwerksinformationsmodell zur Terminplanung - Ein Modell zur Generierung von Bauablaufplänen
(2011)
