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Projekt
Formale Konzepte zur Verwaltung von Entwurfsvarianten auf Basis digitaler Gebäudemodelle
Antragsteller
Professor Dr.-Ing. Markus König
Fachliche Zuordnung
Konstruktiver Ingenieurbau, Bauinformatik und Baubetrieb
Förderung
Förderung von 2016 bis 2024
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 271444440
Der Entwurf und die Planung von Gebäuden bzw. Gebäudekomplexen basieren unter anderem auf den Anforderungen der Bauherren, gegebenen Rahmenbedingungen sowie den technischen als auch finanziellen Möglichkeiten. Diese Vorgaben führen in Kombination mit der architektonischen Kreativität zu Varianten von Gebäudeentwürfen. Auch im Laufe der Detaillierung der Planung existieren in der Regel verschiedene Möglichkeiten zur Gestaltung der Gebäudehülle, Grundrisse, technischen Gebäudeausrüstung oder der Tragwerksstruktur. Zur Findung eines möglichst optimalen Entwurfs sollten daher verschiedene Varianten ausgearbeitet, untersucht und bewertet werden. Die Erarbeitung, Bewertung und Wiederverwendung von Entwurfsvarianten ist jedoch sehr aufwändig und wird daher heutzutage nur in einem kleinen Umfang durchgeführt. Insbesondere in frühen Entwurfsphasen ist dies jedoch wesentlich, da die Entscheidung für einen Entwurf signifikante Auswirkungen auf die späteren Planungsschritte hat. In der ersten Phase wurden Konzepte zur Beschreibung von Variantenklassen für digitale Gebäudemodelle entwickelt. Struktur-, Funktions- und Produktvarianten können zu komplexen Variantengraphen verknüpft werden. Zur Erzeugung eines vollständigen Gebäudeentwurfs können Varianten auf den erforderlichen Detaillierungsstufen kombiniert und zur Verfügung gestellt werden. Im Fokus der zweiten Phase des Teilprojektes liegt die wissensbasierte Wiederverwendung von erstellten Varianten für ähnliche Gebäudeentwürfe. Es wird eine Wissensbasis entwickelt, um die verschiedenen Entwurfsvarianten systematisch und wiederverwendbar ablegen zu können. Hierzu sollen Methoden des Case-based Reasoning (CBR) problemspezifisch umgesetzt werden. Anhand einer Ähnlichkeitswertung erfolgt die Auswahl von Varianten, die für den vorliegenden Gebäudeentwurf unter den definierten Rahmenbedingungen als ähnliche erkannt und übernommen werden können. Für die Ähnlichkeitswertung werden Verfahren der Mustererkennung in Graphenstrukturen untersucht und problemspezifisch erweitert. Die gefundenen und somit ähnlichen Graphenstrukturen können für den aktuellen Entwurf übernommen werden. Die gefundenen Gebäudevarianten werden dazu angepasst und in den aktuellen Entwurf integriert. Anschließend kann die neue Variante mit den bestehenden Methoden bewertet werden. Hierbei ist es weiterhin möglich, dass die neue Variante durch den zuständigen Planer als nicht zielführend bewertet wird. Solche Varianten werden nicht weiterverfolgt und auch nicht als neuer Fall in die Wissensbasis übernommen. Bei einer zielführenden Anpassung der vorgeschlagenen Gebäudevariante wird diese als ein neuer Fall in die Wissensbasis integriert. Somit wächst die Wissensbasis im Laufe der Zeit kontinuierlich an. Die Validierung der entwickelten Konzepte und Methoden wird in enger Abstimmung mit den anderen Teilprojekten anhand eines zentral definierten Referenzprojektes der Forschergruppe vorgenommen.
DFG-Verfahren
Forschungsgruppen
