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Planung
Umfangreiche Berechnungen direkt aus dem Architekturgrundriss
Beat Lüscher*
Grundriss als generelle
Berechnungsgrundlage
Seit Einführung von CAD in der Gebäudetechnik ist es der Traum eines jeden
Haustechnikers, aus dem scheinbar vollständigen Architekturgrundriss einen
Energiebedarf, eine Heizlast- oder Kühllastberechnung abzuleiten. Nach eingehender
Prüfung der Benutzeranforderungen ist es gelungen, in der Software
nova mehrere parallel verlaufende Möglichkeiten zu entwickeln.
Aufbauend auf den neuen Möglichkeiten
ist es Plancal nun möglich, sicherzustellen,
dass sich Architekturzeichnungen jeder Art
möglichst automatisiert einlesen und bearbeiten
lassen. Ingenieurbüros beschäftigen
sich oft mit der Effizienzsteigerung von
haustechnischen Anlagen. Die Grundlage
einer genauen Planung bildet die möglichst
genaue Dateneingabe der Gebäudeabmessungen
innerhalb der jeweils benötigten
technischen Berechnung. Diese Berechnungen
stellen den Ausgangspunkt für die
weitere Planung dar. Entsprechend kann
sich eine Ungenauigkeit in der Berechnung
negativ durch den gesamten weiteren Planungsablauf
hindurch auswirken.
Tabellarische Gebäudeerfassung
Bis vor einiger Zeit existierte im Wesentlichen
nur die tabellarische Erfassung des
Gebäudes, um eine technische Berechnung
durchzuführen. Bauteil für Bauteil, Raum
für Raum mussten erfasst werden. Um hier
eine genaue Dateneingabe vorzunehmen,
waren die Bauteilinformationen entspre-
Bezüglich Verschattung werden in den Kühllast-Berechnungen Vordächer,
Gebäude-Eigenverschattung sowie Fremdverschattung durch Nachbargebäude
oder Bäume berücksichtigt. (Bild: Minergie)
chend genau einzugeben. Allein die nicht
immer ausreichend detaillierte Bemassung
konnte zu Problemen führen. Eine besondere
Erschwernis kam bei allfälligen Änderungen
hinzu: Verschob sich eine Wand,
mussten massgenau alle angrenzenden Bauteile,
Raumflächen, Raumvolumen, Decken
und Fussböden angepasst werden.
Erfassung der Gebäudedaten
mittels CAD
Seit Einführung von CAD in der Gebäudetechnik
möchten Haustechniker aus dem
scheinbar vollständigen Architekturgrundriss
eine Heizlastberechnung, ein Energiebedarf
oder eine Kühllastberechnung ableiten.
Dieser Wunsch ist durch die SIA 384.201
– mit der veränderten Betrachtung von
Wänden (½ Innenwand, Aussenwandecke,
usw.) – noch verstärkt worden.
Von Seiten der Softwarehersteller gibt es
eine Vielzahl von Ansätzen, diesen Wunsch
zu erfüllen. Die Datenstruktur von Architekturzeichnungen
ist jedoch oft unterschiedlich.
Deshalb sollten in einer CAD-Software
mehrere Möglichkeiten bestehen, wie sich
die Daten übernehmen lassen.
Architekturzeichnungen einlesen
Die Software nova von Plancal, in der Zeichnungen
und Berechnungen integriert sind,
ermöglicht mehrere Wege der Datenübernahme.
Nach eingehender Prüfung der Benutzeranforderungen
ist es gelungen, mehrere
parallel verlaufende Möglichkeiten für
die einzelnen Arbeitsschritte zu entwickeln,
um so sicherzustellen, dass Architekturzeichnungen
jeder Art erfasst und bearbeitet
werden können.
Wände, Türen und Fenster
Für die Erfassung von Wänden, Türen und
Fenstern beispielsweise bietet nova sich ergänzende
Möglichkeiten: Erstens können
die entsprechenden Linien beziehungsweise
Kanten manuell eingegeben werden.
Zweitens erkennt nova bei qualitativ guten
Architekturzeichnungen Räume, Türen und
Fenster und generiert diese automatisch.
Raumtexte
Im besten Fall, beim automatischen Generieren,
werden die Raumtexte direkt in die
Räume eingetragen. Ist dies nicht möglich
und liegen die Raumstempel vor, lassen sich
die Bezeichnungen und Raumnummern aus
der Architekturzeichnung übernehmen.
Dies ist auch möglich, wenn die Texte in
einem Block oder in einer Referenz liegen.
U-Werte
Grundsätzlich erhält jede Aussen- und Innenwand
denjenigen U-Wert, der für das jeweilige
Geschoss in der Heizlastberechnung
definiert wurde. Einer einzelnen Wand oder
auch Wänden, gruppiert nach Wandstärke,
kann jedoch zusätzlich ein individueller U-
Wert zugewiesen werden.
Um die Effektivität der zeichnerischen Erfassung noch zu steigern, wurden
alle relevanten Funktionen in einem Dialog, dem so genannten Architekturassistenten,
zusammengefasst.
Spektrum GebäudeTechnik – SGT 2/ 2008

Wird im Plan beispielsweise eine Wand verschoben,
werden alle anderen Elemente automatisch
neu berechnet.
Interaktiver
Architekturassistent
Um die Effektivität der zeichnerischen
Erfassung noch zu steigern, wurden alle
relevanten Funktionen in einem Dialog,
dem so genannten Architekturassistenten,
zusammengefasst. Dieser Assistent analysiert
Schritt für Schritt die vorliegende
Architekturzeichnung. In einem ständigen
Dialog mit dem Anwender stellt nova die
ermittelten Strukturen dar und bietet eine
automatische Übernahme oder ein manuelles
Eingreifen an. Dies ermöglicht, schnell
und mit hoher Genauigkeit Gebäudemodelle
zu erfassen. Lästiges Eintippen entfällt
endgültig.
Besonders auch bei Änderungen bietet
dies einen enormen Vorteil: Wird im Plan
beispielsweise eine Wand verschoben,
werden alle anderen Elemente automatisch
neu berechnet.
Die Werte der angrenzenden Räume müssen
also nicht wie früher neu berechnet
und eingegeben werden, sondern die Änderung
wird bei allen anderen Elementen
automatisch übernommen.
Isometrische Darstellung einer Tür mit Vordach in
Plancal nova.
Nutzen der so gewonnenen
Gebäudedaten
Die in nova aus der Architekturzeichnung
gewonnenen Daten können danach direkt in
den Berechnungsprogrammen für Heizlast,
Energie im Hochbau, Kühllast, Heizkörper-
und Fussbodenheizung verwendet werden.
Am folgenden Beispiel über die Kühllastberechnung
mit Berücksichtigung der Verschattung
lässt sich erkennen, dass die Datenübernahme
nur durch das Zusammenwirken von
Zeichnung und Berechnung möglich ist.
Die zeichnerische Erfassung liefert nicht nur
die Daten für die Heiz- und Kühllastberechnung,
sondern kann auch für die Ermittlung
der Beschattung herangezogen werden.
Nachbargebäude lassen sich über Wände
und Dächer eintragen. Aber auch Vordächer,
Markisen, Sonnensegel und spezielle Sonnenschutzvorrichtungen
wie Gitterroste oder
Lamellen sind mit nova-eigenen Bauteilen
spezifizierbar. Der Planer wird hierdurch nicht
nur in die Lage versetzt, eine genauere Kühllast
zu berechnen, sondern kann dem Architekten
und Bauherrn auch beratend zur Seite
stehen: Ohne grossen Zeitaufwand lassen
Planung
Dialog mit Angabe der Beschattung zur Tür. (Bilder:
Plancal)
sich alternative Sonnenschutzmassnahmen
eintragen und in der Kühllast berechnen.
Zukunftsaussichten
Neue Wege im Datenaustausch von Gebäudemodellen
will die IAI (Industrieallianz für
Interoperabilität) mit dem IFC-Basismodell
beschreiten. Ziel ist es, die modellbasierte
Arbeitsweise im Bauwesen zu entwickeln,
um die Vision einer durchgängigen Datenkommunikation
zu verwirklichen. Plancal ist
Mitglied der IAI und gestaltet somit aktiv im
Haustechnikarbeitskreis die Zukunft dieser
neuen Ausrichtung mit. Für den Haustechnikplaner
ist es wichtig, dass er bereits jetzt die
ersten Schritte zur zeichnerischen Erfassung
macht, um den Aufgaben und Arbeitsfeldern
von morgen gewachsen zu sein. l
Weitere Informationen:
Plancal AG
Seestrasse 5a, 8810 Horgen
Tel. 044 727 44 44, Fax 044 727 44 45
www.plancal.ch, info@plancal.ch
* Beat Lüscher, Produktmanagement CAD/CAE,
Plancal AG
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