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Entwicklung und prototypische Umsetzung einer Softwarekomponente zur Erweiterung von Building Information Modeling (BIM) um ökologische Eigenschaften von Materialien

Grund, Christopher :
Entwicklung und prototypische Umsetzung einer Softwarekomponente zur Erweiterung von Building Information Modeling (BIM) um ökologische Eigenschaften von Materialien.
TU Darmstadt
[Bachelorarbeit], (2016)

Kurzbeschreibung (Abstract)

Bauwerke erzeugen heutzutage über seinen gesamten Lebensweg den Großteil aller Energie- und Stoffströme. Während bei der Herstellung diverse nicht erneuerbare Ressourcen zum Einsatz kommen, werden diese nach dem Rückbau partiell wieder aus ihrer Bauteilbindung freigesetzt. Um ihr Potential für zukünftige, ressourcenschonende Wieder- und Weiterverwendungen frühzeitig zu identifizieren, ist eine umfassende Bauwerksdokumentation unabdingbar. Vor diesem Hintergrund bieten digitale Gebäudemodelle im Rahmen des Building Information Modelings (kurz BIM) die Möglichkeit, alle hierfür relevanten Informationen vorzuhalten. BIM enthält bereits diverse Aussagen zu verwendeten Baustoffen, Konstruktionsdetails, Gebäudeausrüstungen sowie verwendeten Stoffmengen, wesentliche Informationen in Bezug auf ökologische Materialeigenschaften sind jedoch bislang nicht realisiert. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der konzeptionellen Entwicklung eines Software Prototyps, der die fehlenden ökologischen Eigenschaften exemplarisch aus der öffentlichen, freizugänglichen Datenbank ÖKOBAUDAT ausliest und an entsprechender Stelle mit den Materialien eines Gebäudemodells verknüpft. In diesem Zusammenhang wird die BIM Software Autodesk Revit angewendet, die zunächst eingehend auf die verfügbaren Materialinformationen analysiert wird. Es wird gezeigt, welche Informationen zu den verschiedenen Baustoffen verfügbar sind und wie ihre Struktur innerhalb der Software abgebildet wird. Darauffolgend werden Möglichkeiten untersucht, mit denen die gewonnenen Daten in die BIM Software integriert und wie sie dem Anwender präsentiert werden können. Im Rahmen der Gebäudeökobilanzierung, die ein Bauwerk anhand der Input- und Outputflüsse sowie der potentielle Umweltwirkungen während des gesamten Lebenswegs bewertet, bietet die ÖKOBAUDAT durch seine Produktökobilanzierzungen (bezogen auf Baustoffe und -prozesse) eine grundlegende Datenbasis, mit der ökologische Vorteile von verschiedenen Materialvarianten in einem Gebäudemodell identifiziert und vor allem realisiert werden können. Zu diesem Zweck ist die ÖKOBAUDAT dahingehend zu analysieren, welche Informationen die hinterlegten Datensätze anbieten und in welcher Struktur und Qualität sie vorliegen. Des Weiteren ist zu untersuchen, inwieweit ihre Daten für die Identifikation von Nachnutzungspotentialen der verwendeten Baustoffe verwendet werden können. Hierzu werden nach Angaben der einschlägigen Literatur neben den einzelnen Umweltindikatoren auch die für eine Produktökobilanzierung zur Anwendung kommenden Umweltproduktdeklarationen erforscht. Zur Verknüpfung der beiden Bausteine ÖKOBAUDAT und Gebäudemodell werden potentielle Softwarekomponenten untersucht, die im Rahmen der Implementierung umzusetzen sind. Hierbei sind mögliche Schnittstellen zu untersuchen, die eine Verbindung von Revit zu den Ökobilanzdaten herstellen. Nach der Definition der Anforderungen an die Software werden Konzepte entwickelt, die den Zuordnungsprozess weitgehend automatisieren. Die Implementierung der Konzepte erfolgt durch Umsetzung der Ideen in einen konkreten Software Prototyp und wird ausführlich dokumentiert. Als Ergebnis dieser Arbeit wird die prinzipielle Umsetzbarkeit der Zielstellung diskutiert und die gewonnenen Ergebnisse interpretiert. Abschließend werden Vorschläge für eine zukünftige Weiterentwicklung der Thematik aufgezeigt.

Typ des Eintrags: Bachelorarbeit
Erschienen: 2016
Autor(en): Grund, Christopher
Titel: Entwicklung und prototypische Umsetzung einer Softwarekomponente zur Erweiterung von Building Information Modeling (BIM) um ökologische Eigenschaften von Materialien
Sprache: Deutsch
Kurzbeschreibung (Abstract):

Bauwerke erzeugen heutzutage über seinen gesamten Lebensweg den Großteil aller Energie- und Stoffströme. Während bei der Herstellung diverse nicht erneuerbare Ressourcen zum Einsatz kommen, werden diese nach dem Rückbau partiell wieder aus ihrer Bauteilbindung freigesetzt. Um ihr Potential für zukünftige, ressourcenschonende Wieder- und Weiterverwendungen frühzeitig zu identifizieren, ist eine umfassende Bauwerksdokumentation unabdingbar. Vor diesem Hintergrund bieten digitale Gebäudemodelle im Rahmen des Building Information Modelings (kurz BIM) die Möglichkeit, alle hierfür relevanten Informationen vorzuhalten. BIM enthält bereits diverse Aussagen zu verwendeten Baustoffen, Konstruktionsdetails, Gebäudeausrüstungen sowie verwendeten Stoffmengen, wesentliche Informationen in Bezug auf ökologische Materialeigenschaften sind jedoch bislang nicht realisiert. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der konzeptionellen Entwicklung eines Software Prototyps, der die fehlenden ökologischen Eigenschaften exemplarisch aus der öffentlichen, freizugänglichen Datenbank ÖKOBAUDAT ausliest und an entsprechender Stelle mit den Materialien eines Gebäudemodells verknüpft. In diesem Zusammenhang wird die BIM Software Autodesk Revit angewendet, die zunächst eingehend auf die verfügbaren Materialinformationen analysiert wird. Es wird gezeigt, welche Informationen zu den verschiedenen Baustoffen verfügbar sind und wie ihre Struktur innerhalb der Software abgebildet wird. Darauffolgend werden Möglichkeiten untersucht, mit denen die gewonnenen Daten in die BIM Software integriert und wie sie dem Anwender präsentiert werden können. Im Rahmen der Gebäudeökobilanzierung, die ein Bauwerk anhand der Input- und Outputflüsse sowie der potentielle Umweltwirkungen während des gesamten Lebenswegs bewertet, bietet die ÖKOBAUDAT durch seine Produktökobilanzierzungen (bezogen auf Baustoffe und -prozesse) eine grundlegende Datenbasis, mit der ökologische Vorteile von verschiedenen Materialvarianten in einem Gebäudemodell identifiziert und vor allem realisiert werden können. Zu diesem Zweck ist die ÖKOBAUDAT dahingehend zu analysieren, welche Informationen die hinterlegten Datensätze anbieten und in welcher Struktur und Qualität sie vorliegen. Des Weiteren ist zu untersuchen, inwieweit ihre Daten für die Identifikation von Nachnutzungspotentialen der verwendeten Baustoffe verwendet werden können. Hierzu werden nach Angaben der einschlägigen Literatur neben den einzelnen Umweltindikatoren auch die für eine Produktökobilanzierung zur Anwendung kommenden Umweltproduktdeklarationen erforscht. Zur Verknüpfung der beiden Bausteine ÖKOBAUDAT und Gebäudemodell werden potentielle Softwarekomponenten untersucht, die im Rahmen der Implementierung umzusetzen sind. Hierbei sind mögliche Schnittstellen zu untersuchen, die eine Verbindung von Revit zu den Ökobilanzdaten herstellen. Nach der Definition der Anforderungen an die Software werden Konzepte entwickelt, die den Zuordnungsprozess weitgehend automatisieren. Die Implementierung der Konzepte erfolgt durch Umsetzung der Ideen in einen konkreten Software Prototyp und wird ausführlich dokumentiert. Als Ergebnis dieser Arbeit wird die prinzipielle Umsetzbarkeit der Zielstellung diskutiert und die gewonnenen Ergebnisse interpretiert. Abschließend werden Vorschläge für eine zukünftige Weiterentwicklung der Thematik aufgezeigt.

Freie Schlagworte: BIM, environmental Properties, ÖKOBAUDAT, ökologische Eigenschaften
Fachbereich(e)/-gebiet(e): 13 Fachbereich Bau- und Umweltingenieurwissenschaften > Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen
Hinterlegungsdatum: 13 Sep 2016 11:47
Zusätzliche Informationen:

Betreuer: Philipa Petkova

Alternatives oder übersetztes Abstract:
AbstractSprache
Today, buildings generate the majority of energy and material flows during its entire lifecycle. While the production uses several non-renewable resources, these resources partially are released from their component bindings after dismantling the building. In order to identify their potential for resource-saving and further uses, a comprehensive building documentation is indispensable. Against this background, Building Information Modeling (BIM) provides the opportunity to store relevant information within its building model. Although BIM already contains various specifications on applied building materials, construction details or applied amounts of materials, it does not provide essential information related to ecological material properties so far. It is therefore the objective of the present study to develop a conceptual software prototype that exemplarily extracts the missing ecological properties form the public, freely available database ÖKOBAUDAT and links them to an appropriate point of a building model. In this connection the BIM software Autodesk Revit will be used to be analyzed on available material information. It will be shown, which information, regarding the several building materials, is available and how its structure is mapped inside the software. Furthermore, there will be investigations on the ways how to store the extracted information inside the BIM software and how to present the results to the user. Within the scope of Life Cycle Assessment (LCA), which values a building based on input and output flows as well as potential environmental effects during its whole lifecycle, the ÖKOBAUDAT provides with its product lifecycle assessments (with regard to building materials and processes) a fundamental data base, by which ecological advantages of several material alternatives can be identified and especially realized. For this purpose the ÖKOBUDAT is to be analyzed which information is stored in the datasets and in which structure and quality they are available. Furthermore there will be made some investigations on how the data are applicable for identifying the potential reusability of utilized building materials. Concerning this, scientific literature is consulted to explore the relevance of several environmental indicators as well as environmental product declarations as part of product lifecycle assessments. To connect the two modules ÖKOBAUDAT and building model potential software components are examined to be implemented as part of the realization. In this process, possible interfaces are investigated to provide a convenient connection from Autodesk Revit to the Life Cycle Assessment data. After defining the requirements for the software prototype concepts are developed to automate the mapping process as far as possible. The implementation is achieved by transforming the ideas into a concrete software prototype and is extensively documented. As a result of this study the feasibility of this work’s objectives is discussed and the knowledge obtained is interpreted. Finally, suggestions for a further development of the subject are presented.Englisch
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