Leseprobe AUTOCAD & Inventor Magazin 2013/04

Architektur & Bauwesen
Modellierung in Architektur und Bauwesen
Durchgängig planen in 3D
Die Verwendung von 3D-CAD-Systemen und dreidimensionalen Produktmodellen ist im
Maschinenbau oder der Anlagentechnik heute schon Standard. Im Bauwesen hat sich die
durchgängige Nutzung von 3D-CAD und somit 3D-Modellen jedoch noch immer nicht
wirklich durchsetzen können. Dieser Artikel zeigt am Beispiel des Neubaus des Kompetenzzentrums
Virtual Engineering Rhein-Neckar (KVE), welche Vorteile durch die durchgängige
Planung in 3D-Systemen entstehen. Von Dipl.-Ing. Daniel Balz und Prof. Dr.-Ing. Bruno Burbaum
Konstruktion und Produktentwicklung
im Maschinenbau, der Luftfahrtindustrie
oder erst recht in der Automobilindustrie
sind heute ohne den Einsatz von
3D-CAD undenkbar. Produktdatenmanagementsysteme
oder Product Life Cycle
Management und 3D-CAD sind in diesen
Bereichen absoluter Standard. Vielmehr
halten hier bereits seit Jahren Verfahren wie
Virtual Prototyping und Virtual Reality
immer stärker Einzug in Produktentwicklungsprozesse
der fertigenden Industrie
und werden vor allem auch bei den großen
Automobilbauern prozessintegriert
genutzt. Auch die Thematik des Rapid Prototyping,
also das Erstellen von physikalischen
Prototypen zum Beispiel mit Hilfe
von 3D-Druckern direkt aus den CAD-Daten,
ist in diesen Branchen schon weit in der
Prozesskette verbreitet.
Ein ganz anderes Bild zeigt sich im Bereich
der Architektur und des Bauwesens: Hier
herrscht die 2D-Planung, teilweise sogar auf
dem Reißbrett ohne Computerunterstützung,
noch immer vor. Dabei nutzt man
gerade in der Architektur rege und schon
Bild 1: Erster Grobentwurf des Gebäudes.
seit langem digitale
(pseudo) 3D-Modelle zu
Präsentationszwecken
von Bauwerken in Broschüren,
auf Bauschildern
oder in (vermeintlich)
virtuellen Städtebaumodellen.
Auch zur
Entwurfsfindung oder
bei Architektur-Wettbewerben
werden 3D-Miniaturmodelle
aus Holz
oder Pappe aufwendig
erstellt und eingesetzt. Diese Modelle,
sowohl digital als auch physikalisch, werden
jedoch in den meisten Fällen nachträglich
oder zusätzlich aus den vorhandenen
2D-Planungsdaten generiert. Hinzu kommt,
dass den meisten der vermeintlichen digitalen
3D-Modelle gar keine echten, vollumfänglichen
3D-Daten zugrunde liegen. Meist
werden hier spezielle, nur für diese oder jene
Abbildung, beziehungsweise den kurzen
Animationsfilm benötigte Perspektiven
erzeugt und in Bildbearbeitungsprogrammen
mit mehr oder weniger Zusatzaufwand
Bild 2: 3D-Druck des ersten Entwurfs, Maßstab 1/200.
(Staab Architekten, Berlin)
(KVE Rhein-Neckar)
vermeintlich dreidimensional erstellt. Soll
nun etwas am Entwurf des Bauwerks oder
nur die Perspektive der vermeintlichen
3D-Abbildung geändert werden, beginnt
die Arbeit mehr oder weniger von vorne. Ein
Holz- oder Pappmodell des Gebäudes müsste
bei einer Entwurfsänderung eventuell
sogar komplett neu gebaut werden.
Architektur ist Kommunikation
An dieser Stelle bietet die durchgängige
Modellierung in einem 3D-CAD-System zahlreiche
Vorteile. Der Architekt hat die Möglichkeit,
flexibel mit seinem Modell zu arbeiten
und es sowohl äußerlich als auch von innen
weiterzuentwickeln. Kommen dann zum
3D-CAD-Modell auch noch Materialien und
Texturen, also digitale Beschreibungen der
Oberfläche (Farbe und Beschaffenheit) der
einzelnen Bauteile hinzu, entsteht ein vollständiges
digitales Gebäudemodell. In diesem
Modell lassen sich neben Veränderungen
der eigentlichen Geometrie (Raumaufteilung,
Fensteranordnung, Dachform usw.) auch zum
Beispiel die Wandfarbe der Fassade leicht von
Weiß auf Gelb oder das Material der Innenwände
von Putz auf zum Beispiel Fliesen
ändern. Einmal begonnen, kann das 3D-Modell
vom groben Gebäudeentwurf bis hin
zum kompletten Bauwerk inklusive Haustechnik
und Möblierung leicht fortgeschrie-
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AUTOCAD & Inventor Magazin 4/13