VDC-Mitglieder arbeiten an der Zukunft des Bauwesens mit virtuellen Techniken

Am Fraunhofer IAO werden im Projekt „Fucon“ neue Methoden in die Bauindustrie transferiert. Als Industriepartner auch mit dabei: VDC-Mitglied KOP GmbH aus Weinstadt. Fucon steht dabei für „Future Construction“. Das Projekt bündelt etliche Partner, die sich für die Weiterentwicklung von Virtual-Engineering-Methoden im Bauwesen engagieren: Ohne dass auch nur ein Blech gebogen wurde, steht heute ein Auto zur Probefahrt in der virtuellen Realität bereit. Auch Produktionstechnik und -organisation sind bereits virtuell geplant, simuliert und abgenommen. Verkürzte Entwicklungszeiten, große Kosteneinsparpotenziale, optimierte Prozessabläufe – all diese Vorzüge werden durch Methoden und Werkzeuge ermöglicht, wie sie bereits in anderen Industriezweigen seit Jahren etabliert sind.

Jetzt ist es an der Bauindustrie, sich für die Zukunft zu rüsten. Dabei wird der Branche einiges abverlangt. Rasante technische Entwicklungen und stetig wachsende Anforderungen an Gebäude und Architektur und nicht zuletzt ein spürbarer Wandel der Planungs- und Bauprozesse machen Veränderungen in allen Bereichen der Wertschöpfungskette erforderlich. Partnering, Frontloading, Lean Construction, Virtual Architecture mit 5D-Gebäudedatenmodellen, Private Public Partnership (PPP), RFID am Bau, Green Building und Präqualifikation sind nur eine kleine Auswahl der Schlagworte, die in den letzten Jahren Einzug in Bauwirtschaft, Politik und Forschung gehalten haben.

Die KOP GmbH setzt viele dieser neuen Methoden und Technologien in der Praxis ein. So unterstützt zum Beispiel Building Information Modelling (BIM) bei der Realisierung zukunftsgerichtete Gebäude bis hin zu Plusenergiehäusern. Bereits während der Planung wird der Entwurf nahezu vollständig als parametrisches 3D-Modell erfasst. Gebäudekubatur, Energiekennwerte, Nachhaltigkeit und Nutzerkomfort können so frühzeitig virtuell vernetzt, geprüft und optimiert werden. Das virtuelle Gebäudemodell als „grafische Datenbank“ ist somit weit mehr als nur ein Selbstzweck.

Bei der Unterstützung anderer Planer nutzt KOP zusammen mit diesen ein gemeinsames Gebäudemodell. Hierbei liegt ein großes Augenmerk auf den Schnittstellen. Anspruchsvolle Gebäude können somit ökonomisch, ökologisch, soziokulturell, technologisch und prozessual – kurz integral – geplant, umgesetzt sowie zertifiziert (DGNB) werden. Durch Monitoring der Gebäude, lassen sich im Betrieb Daten erheben, die zur Präzisierung der Simulationen beitragen.

Für die Teilnehmer am Markt ist es unerlässlich, die entscheidenden Trends und Entwicklungen frühzeitig zu erkennen, einzuschätzen und daraus die notwendigen Konsequenzen für die eigenen Unternehmensstrategien abzuleiten. Während das Fraunhofer IAO die Forschungsarbeit übernimmt, sind bei der inhaltlichen Ausrichtung die Partnerunternehmen aus der Baubranche wie KOP gefragt. In regelmäßigen Projektmeetings werden Ideen, Wünsche und Anforderungen eingebracht, um den Praxisnutzen der Ergebnisse für die Projektpartner zu maximieren.

Ein Ergebnis des Projekts Fucon ist der Parametric Demonstrator. Er veranschaulicht schon heute die Potentiale zukünftiger parametrischer Planungsmethoden. Das zugrunde liegende Architekturmodell dient dabei nicht nur der Visualisierung des Gebäudes, sondern umfasst auch andere Planungsaspekte. Stellvertretend dafür wurden drei Aspekte ausgewählt und realisiert: Erstens die Auswirkung der Gebäudekubatur auf den städtebaulichen Kontext, zweitens die Optimierung der internen Erschließung und drittens die Optimierung der Grundrisse im Zusammenspiel von Statik und nutzungsabhängiger Raumtiefe. Je nach Aspekt sind unterschiedliche Sichten auf das Modell und je nach Modellparameter individuelle Interaktionsmodelle sinnvoll. Um die erforderliche Vielfalt der Interaktionsmöglichkeiten bereitzustellen wurde ein Tablet-Computer zu einem multifunktionalen, konfigurier-baren Eingabegerät umgebaut und in ein VR-System integriert. Es ermöglicht gleichzeitig die Navigation, Parametrierung und Anwendungssteuerung. Die verteilte Anwendung besteht aus zwei Komponenten, die von räumlich getrennten Teams mit unterschiedlicher Expertise entwickelt wurden. Das parametrische Gebäudemodell wurde von dem Architekturbüro Aedas|R&D entwickelt und enthält das architektonische Fachwissen. Die Virtual-Reality-basierte Benutzerschnittstelle ist eine Weiterentwicklung der Software-Produkte Lightning und VRfx vom Fraunhofer IAO. Sie kann domain-übergreifend für die Manipulation beliebiger parametrischer Modelle verwendet werden.

Mehr Informationen unter: http://www.fucon.eu/

Bild: FuCon, Parametric Demonstrator – Bedienkonzept (Bildquelle: Fraunhofer IAO).