BIM-Modelierung mit parametrischen Architekturobjekten: Ein praktisches Beispiel

Die parametrische BIM-Modellierung ist eine Methode der digitalen Planung, bei der die Elemente des Modells von geometrischen, informativen und leistungsbezogenen Parametern gesteuert werden. Durch die Änderung eines Parameters wird das BIM-Modell und die zugehörige Dokumentation automatisch aktualisiert.

Der große Vorteil der Arbeit mit einer BIM-Software ist die Möglichkeit für die Planer, sogenannte „intelligente“ Objekte zu verwenden, d.h. parametrische Objekte, die automatisch in 3D oder 2D dargestellt werden können und eine große Menge nützlicher Informationen für die Planungs-, Realisierungs- und Wartungsphase des Assets enthalten.

Dank der Verwendung von BIM-Objekten können wir zahlreiche Vorteile erzielen, wie:

• erheblicher Zeitersparnis, da der Planer keine Linien, Polylinien und geometrischen Formen manuell zeichnen muss, sondern Objekte mit spezifischen Eigenschaften einfügen kann;
• Reduzierung von Fehlern und höhere Präzision in der Planung;
• automatische Aktualisierung von Ansichten, Unterlagen, Listen und zugehörigen Informationen;
• besserer Projektkontrolle während des gesamten Lebenszyklus des Gebäudes.

Um konkret zu verstehen, wie ein BIM-Objekt die Arbeit der Planer verbessern kann, werden wir ein praktisches Beispiel betrachten: die Einfügung und Konfiguration eines „Aufzugs“-Objekts in ein mit Edificius erstelltes BIM-Modell.

Was sind parametrische BIM-Objekte und warum machen sie die Planung effizienter

Parametrische BIM-Objekte sind intelligente digitale Elemente, die reale Komponenten eines Gebäudes (wie Wände, Türen, Fenster, Balken, Anlagen, Möbel usw.) innerhalb eines BIM-Modells (Building Information Modeling) darstellen.
Ihr Hauptmerkmal ist, dass sie „parametrisch“ sind, d.h. von numerischen, logischen oder geometrischen Parametern gesteuert werden, die ihre Form, Größe, Materialien und Verhalten bestimmen.

Im Gegensatz zu traditionellen statischen 3D-Elementen enthält ein parametrisches BIM-Objekt sowohl Geometrie als auch technische, leistungsbezogene und produktive Informationen. Die parametrische Natur ermöglicht es, die Eigenschaften eines Bauteils schnell zu ändern, z.B. die Breite eines Fensters oder die Dicke einer Wand, und aktualisiert automatisch alle zugehörigen Ansichten und Listen, wodurch Konsistenz zwischen grafischer Darstellung und technischen Informationen gewährleistet wird.

Dieser Ansatz reduziert erheblich die Koordinationsfehler zwischen den Disziplinen, optimiert die Arbeitsabläufe und fördert die Integration zwischen architektonischer, struktureller und technischer Planung. Darüber hinaus ermöglicht die Präsenz von Daten, die mit den Objekten verbunden sind, eine schnellere und genauere Durchführung von Energieanalysen, Mengenermittlungen und wirtschaftlichen Bewertungen, wodurch das Management des gesamten Lebenszyklus des Gebäudes unterstützt wird, von der Konzeptphase bis zur Wartung und zum Facility Management.

Parametrische BIM-Modellierung vs. traditionelle BIM-Modellierung

Der Hauptunterschied zwischen der parametrischen BIM-Modellierung und der traditionellen BIM-Modellierung betrifft die Art und Weise, wie die Elemente des Projekts erstellt, verwaltet und im Laufe der Zeit aktualisiert werden.

Die BIM-Modellierung ermöglicht es, ein informatives digitales Modell des Gebäudes zu erstellen. Die parametrische BIM-Modellierung stellt eine operationale Weiterentwicklung dieses Ansatzes dar, da sie es ermöglicht, die Objekte des Modells über veränderbare Parameter und intelligente Beziehungen zu steuern.

Es ist nicht korrekt, die gesamte „traditionelle“ BIM als statisch zu betrachten: Viele BIM-Softwarelösungen verwenden bereits parametrische Logiken. Der Unterschied betrifft vor allem das Maß an Kontrolle, Automatisierung und die Beziehung zwischen den Objekten des Modells.

Mit der parametrischen BIM-Modellierung hingegen wird jedes Objekt durch intelligente Parameter definiert, die Verhalten, Größen, Materialien und Beziehungen zu anderen Komponenten des Modells steuern. Dieses System ermöglicht die automatische Aktualisierung des gesamten Projekts basierend auf einer einzigen Änderung und gewährleistet Konsistenz zwischen grafischen Daten und technischen Informationen.

Die Vorteile der parametrischen BIM-Modellierung

Die parametrische BIM-Modellierung bietet zahlreiche Vorteile, die die Effizienz und Qualität des Planungs- und Bauprozesses verbessern. Dank der parametrischen Verwaltung der Objekte spiegelt jede Änderung der Eigenschaften eines Elements, wie Größe, Materialien oder Position, automatisch in allen Ansichten, Plänen und Listen wider, wodurch Konsistenz und sofortige Aktualisierung der Informationen gewährleistet werden.

Die parametrischen Objekte machen das Design effizienter, weil:

• Automatische Aktualisierung – Änderungen an einem Parameter (z. B. die Größe eines Fensters, seine Höhe über dem Boden usw.) verbreiten sich im gesamten Modell: Grundrisse, Schnitte, Ansichten und Listen werden automatisch aktualisiert.
• Fehlerreduzierung – Da alle Daten konsistent und verknüpft sind, werden Inkonsistenzen zwischen grafischen Darstellungen und technischen Daten reduziert.
• Multidisziplinäre Koordination – Dieselben Objekte können von Architekten, Statikern und Haustechnikern verwendet und interpretiert werden, was die Integration der Modelle fördert.
• Schnellere Analysen und Simulationen – Die mit den Objekten verbundenen Daten (wie Energieeffizienz, Kosten oder Materialien) ermöglichen die Durchführung automatischer Simulationen und Überprüfungen.
• Lebenszyklusmanagement des Gebäudes – Die parametrischen Objekte können auch nützliche Informationen in der Bau-, Wartungs- und Managementphase (Facility Management) sowie bei der Stilllegung des Objekts enthalten.

Wie der Workflow der parametrischen BIM-Modellierung in der architektonischen Planung funktioniert

Der Workflow der parametrischen BIM-Modellierung basiert auf einem integrierten Prozess, der auf einem zentralisierten digitalen Modell beruht, das geometrische, technische und leistungsbezogene Informationen enthält, die ständig aktualisiert werden. Die Planung geht über die einfache grafische Darstellung des Gebäudes hinaus und nimmt die Form eines koordinierten und intelligenten Arbeitsablaufs an, der alle Disziplinen einbezieht.

Der Prozess umfasst in der Regel:

• Definition der Planungsziele und der Informationsanforderungen;
• Erstellung des BIM-Modells durch parametrische Objekte;
• Verwaltung der Beziehungen zwischen den Elementen des Projekts;
• Überprüfung und interdisziplinäre Koordination;
• Leistungsanalysen, Berechnungen und Simulationen;
• Automatische Aktualisierung der technischen Dokumentation.

Dank dieses Ansatzes können Architekten, Ingenieure und Installateure gleichzeitig am selben geteilten Modell arbeiten, was zu einer spürbaren Reduzierung von Fehlern und Koordinationszeiten führt. Jede Änderung, die an einem Element vorgenommen wird, wird automatisch vom gesamten System erfasst, was die Zuverlässigkeit der Informationen und die Gesamtqualität des Projekts verbessert.

Workflow der parametrischen BIM-Modellierung

Automatisierung und regelbasierte Modellierung im parametrischen BIM

Einer der innovativsten Aspekte des parametrischen BIM betrifft die Möglichkeit, zahlreiche Entwurfsaktivitäten zu automatisieren durch vordefinierte Regeln und Einschränkungen. Parametrische Objekte können so konfiguriert werden, dass sie automatisch bestimmte geometrische, funktionale oder normative Bedingungen einhalten.

Die regelbasierte Modellierung ermöglicht es beispielsweise,:

• automatisch Abstände, Höhen und Beziehungen zwischen Elementen zu kontrollieren;
• Entwurfskonfigurationen zu generieren, die mit spezifischen Einschränkungen übereinstimmen;
• wiederholende Vorgänge zu automatisieren;
• die Einhaltung von Standards und Vorschriften zu überprüfen;
• die Erstellung der technischen Dokumentation zu beschleunigen.

Dieser Ansatz reduziert manuelle Tätigkeiten erheblich und ermöglicht es den Planern, sich stärker auf die qualitativen und entscheidungsrelevanten Aspekte des Projekts zu konzentrieren. Darüber hinaus verbessert die Automatisierung die Genauigkeit des Modells und trägt zur Reduzierung von Fehlern bei, die durch wiederholte Vorgänge oder nicht koordinierte Aktualisierungen entstehen.

Regelbasierte Modellierung im parametrischen BIM

BIM-Parametrik zur Optimierung des Designs und zur Leistungsanalyse

Die BIM-Parametrik stellt ein äußerst effektives Werkzeug dar, um die Leistung des Gebäudes zu optimieren bereits in den frühen Phasen der Planung. Dank der integrierten Daten in den BIM-Objekten ermöglicht das Modell die Durchführung von Simulationen und fortgeschrittenen Analysen in Echtzeit.

Durch die BIM-Parametrik ist es möglich:

• das energetische Verhalten des Gebäudes zu bewerten;
• natürliches Licht und Umweltkomfort zu simulieren;
• strukturelle und anlagentechnische Leistungen zu überprüfen;
• Kosten und Bauzeiten zu analysieren;
• verschiedene Planungsansätze schnell zu vergleichen.

Die Möglichkeit, Parameter zu ändern und sofort neue Ergebnisse zu erhalten, ermöglicht es, die effizientesten Lösungen in Bezug auf Energie, Wirtschaftlichkeit und Funktionalität zu identifizieren. Dieser Ansatz unterstützt ein bewussteres und nachhaltigeres Design, verbessert die Gesamtqualität des Projekts und reduziert Abfälle und Ineffizienzen.

Welche BIM-Lösungen unterstützen die parametrische Modellierung?

Die BIM-Lösungen, die die parametrische Modellierung unterstützen, sind Software, die in der Lage ist, intelligente Objekte, veränderbare Parameter, Beziehungen zwischen Komponenten, automatische Aktualisierung der Dokumentation und technische Daten im Modell zu verwalten.

Eine parametrische BIM-Lösung sollte es ermöglichen:

• parametrische Objekte zu erstellen und zu ändern;
• Materialien, Dimensionen, Schichten und technische Eigenschaften zu verwalten;
• Pflanzen, Schnitte, Ansichten und Listen automatisch zu aktualisieren;
• Informationsdaten mit den Elementen des Modells zu verknüpfen;
• Unterlagen und Berechnungen zu erstellen, die mit dem Modell übereinstimmen;
• die Zusammenarbeit zwischen Disziplinen zu unterstützen;
• Analysen, Überprüfungen und Simulationen zu integrieren;
• komplexe Geometrien, dynamische Oberflächen und Planungsvarianten zu entwickeln.

Unter den BIM-Lösungen für die architektonische Planung unterstützt Edificius die Modellierung mit parametrischen Objekten und ermöglicht die Verwaltung von Elementen wie Wänden, Decken, Treppen, Rampen, Fenstern, Dachfenstern, Aufzügen und anderen Komponenten des Gebäudes.

Durch die Verwendung von intelligenten Objekten kann der Planer geometrische und informative Parameter festlegen, das Modell aktualisieren und automatisch Ansichten, Dokumentationen, Berechnungen und verknüpfte Informationen erhalten.

Nutzung der BIM-Parametrik für komplexe Geometrien und fortschrittliche Fassaden

Eines der Bereiche, in denen die BIM-Parametrik ihr volles Potenzial entfaltet, betrifft die Planung von komplexen Geometrien und fortschrittlichen architektonischen Hüllen. Dank der parametrischen Verwaltung der Elemente ist es möglich, komplexe Oberflächen, unregelmäßige Strukturen und hochgradig angepasste architektonische Komponenten zu modellieren, wobei die vollständige Kontrolle über die Informationen und die geometrischen Beziehungen gewährleistet ist.

Dieser Ansatz findet besondere Anwendung in der Planung zeitgenössischer Gebäude, die durch unkonventionelle Formen und dynamische Hüllen gekennzeichnet sind. Durch Parameter und assoziative Regeln können die Planer komplexe geometrische Konfigurationen schnell ändern, wobei das BIM-Modell und die zugehörige Dokumentation automatisch aktualisiert werden.

Die am häufigsten verwendeten Anwendungen betreffen:

• Dächer und Freiformoberflächen;
• komplexe architektonische Hüllen;
• modulare und adaptive Systeme;
• Stabstrukturen und geometrische Muster;
• parametrische Fassaden mit hoher Leistung.

Im Falle von Fassaden ermöglicht die BIM-Parametrik eine präzise Kontrolle über Geometrie, Orientierung, Beschattung, Materialien und energetische Leistungen der Gebäudehülle. Dieses System ermöglicht die Entwicklung innovativer architektonischer Lösungen, die Ästhetik, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit vereinen.

Praktisches Beispiel: Erstellen eines parametrischen BIM-Objekts (Aufzug) mit Edificius

Mit Edificius, der Software für die architektonische BIM-Planung, ist es möglich, alle parametrischen Objekte, die in einem beliebigen architektonischen Bauwerk vorhanden sind (Hüllen, Fenster, Decken, Treppen, Rampen, Dachfenster usw.), zu modellieren.

Es ist erforderlich, das Objekt einzufügen und die Parameter gemäß dem zu realisierenden Modell festzulegen.

Lassen Sie uns ein praktisches Beispiel machen und sehen, wie man einen Aufzug mit Edificius modelliert.

Um den Aufzug einzufügen, können wir sowohl im Grundriss als auch in 3D arbeiten.

Innerhalb des Projekts wählen wir direkt aus der 3D-Ansicht im Menü das Objekt „Aufzug“ aus und platzieren es im Modell.

Einfügen des Objekts „Aufzug“

Dal toolbox delle proprietà possiamo definire in maniera puntuale e personalizzare tutte le caratteristiche dell’oggetto ascensore:

• Materialien und geometrische Abmessungen der Kabine;
• Öffnung der Türen;
• Anzahl der Haltestellen;
• Stockwerke;
• Zubehör und ergänzende Elemente (Tastaturen, Etagenanzeigen usw.).

In wenigen einfachen Schritten haben wir gezeigt, wie einfach und schnell es ist, mit BIM-Objekten zu arbeiten.

Im Folgenden ein kurzes Video, wie Sie einen Aufzug mit der BIM-Software Edificius entwerfen können.

Häufig gestellte Fragen

Was sind parametrische BIM-Objekte und warum machen sie die Planung effizienter?

Parametrische BIM-Objekte sind intelligente digitale Elemente, die reale Komponenten eines Gebäudes darstellen und technische sowie leistungsbezogene Daten enthalten. Ihre parametrische Natur ermöglicht schnelle Änderungen und automatische Aktualisierungen in allen Ansichten des Modells, wodurch Fehler reduziert und die Koordination zwischen den Disziplinen verbessert wird.

Welche Vorteile bietet die parametrische BIM-Modellierung?

Die parametrische BIM-Modellierung ermöglicht automatische Aktualisierungen, reduziert Fehler, beschleunigt Analysen und fördert die Integration zwischen Architekten, Ingenieuren und Installateuren. Sie verbessert die Effizienz, die Qualität des Projekts und unterstützt das Management des gesamten Lebenszyklus des Gebäudes.

Warum machen parametrische Objekte die Planung effizienter?

Parametrische Objekte machen die Planung effizienter, weil sie automatische Aktualisierungen ermöglichen, Fehler reduzieren, die multidisziplinäre Koordination fördern, Analysen und Simulationen beschleunigen und das Management des Gebäudes während seines gesamten Lebenszyklus unterstützen.

Welche Vorteile hat die Verwendung von BIM-Objekten?

Die Verwendung von BIM-Objekten ermöglicht Zeitersparnis und Fehlerreduktion, indem die Planung durch bereits mit Eigenschaften und technischen Daten ausgestattete Komponenten vereinfacht wird.

Was ist der große Vorteil der Arbeit mit einer BIM-Software?

Der Hauptvorteil besteht darin, dass Sie ‚intelligente‘ parametrische Objekte in 3D oder 2D verwenden können, die nützliche Informationen für Planung, Umsetzung und Wartung enthalten und die Effizienz und Genauigkeit verbessern.