Ein Produktmodell für den Komplettbau [online]

KURZFASSUNG

Ein Produktmodell ermöglicht den Datenaustausch zwischen
Anwendungsprogrammen. Herkömmlichen EDV­Schnittstellen ist es
durch seinen ganzheitlichen Ansatz überlegen: Einerseits ist es
nicht auf enge Anwendungsgebiete beschränkt, sondern kann den
gesamten Lebenszyklus eines Produktes, beispielsweise eines
Bauwerkes, abdecken. Andererseits beschreibt es nicht lediglich
bestimmte Eigenschaften des Bauwerkes, wie zum Beispiel dessen
Geometrie, sondern behandelt die Bestandteile des Bauwerkes als
ganzheitliche Objekte.
Für das Bauwesen existieren Produktmodellstandards im Bereich
der Ingenieurplanung zur Konstruktion und statischen Berechnung
von Tragwerken in Stahl­ und Holzbauweise sowie im Bereich der
Architekturplanung. Die Entwicklungen in diesen beiden Bereichen
wurden bislang unabhängig voneinander vorangetrieben.
In dieser Arbeit wird ein moderner Produktmodellstandard zum
Datenaustausch für die Komplettbauplanung im Stahlbau
entwickelt. Dies beinhaltet die Konstruktion der das
Stahltragwerk ergänzenden Gewerke für Dach­ und
Außenwandbekleidung in Elementbauweise, für den Ausbau von deren
Öffnungen, für den Glasbau sowie die Schalplanung von
... mehrgrundlegenden Elementen des Stahlbetonbaus. Das Anwendungsgebiet
des Modells betrifft nicht nur die unmittelbar an diesen
Gewerken arbeitenden Konstrukteure, sondern auch Architekten und
Planer anderer Ingenieurdisziplinen, beispielsweise der
Bauphysik. Deshalb wird durch diese Arbeit nicht nur erstmals
die Möglichkeit geschaffen, Ingenieurprogramme des Komplettbaus
miteinander zu koppeln, sondern auch mit Programmen der
Architekturplanung. Die Anforderungen an das Produktmodell sind
dementsprechend vielfältig.
Als Voruntersuchung werden die neuesten Technologien und
Standards für die Spezifikation von Produktmodellen sowie der
Entwicklungsstand der Software im Bauwesen betrachtet. Um
bestehende Anbindungen von kommerzieller Software an die
oben erwähnten, für das Bauwesen relevanten Produktmodelle und
gegebenenfalls darin erprobte Ansätze zu nutzen, werden diese
Modelle daraufhin untersucht, ob und wie das in dieser Arbeit zu
entwickelnde Produktmodell mit ihnen harmonisiert werden kann.
Außerdem werden die Anforderungen an das Modell aus Sicht der
beteiligten Planer festgelegt. Dies betrifft die zu
realisierenden Datenaustauschwege und die zu modellierenden
Dateninhalte.
Als Kernstück des Produktmodells wird ein Datenmodell in der
formalen Sprache EXPRESS spezifiziert. Es ist nicht auf
bestimmte Austauschszenarien festgelegt.
Die für konkrete Austauschszenarien notwendigen Randbedingungen
werden separat davon definiert. Diese Konstellation hat im
Hinblick auf das breite Anwendungsgebiet des Modells den
Vorteil, daß Randbedingungen für weitere Austauschszenarien
bei Bedarf nachträglich aufgestellt werden können. Das Modell
wird als Erweiterung der Industry Foundation Classes (IFC)
definiert, einem Produktmodell, dessen geplantes
Anwendungsgebiet das gesamte Bauwesen umfaßt.

ABSTRACT

A product model facilitates data exchange between application
software. It is superior to conventional interfaces because of
its global approach: On the one hand is its scope not
necessarily limited to specific fields of application, but can
cover the whole life cycle of a product, for example a building.
On the other hand, a product model does not only represent
certain properties of the building, like for instance its
geometry, but treats the building's elements as entire objects.
Regarding the building industry, there are product model
standards in the field of engineering for construction and
structural analysis of steel and timber structures as well as in
the field of architectural planning. Up to now the developments
within these two fields have been carried out indepently.
In this thesis an up­to­date product model standard is developed
for exchanging data of the supplementary constructions "around"
a building's load­bearing steel structure. This comprises
constructional data for roofing and walling with prefabricated
elements, for openings and glazing as well as data for the
layout of forms of basic concrete elements. The application of
the model does not only concern the immediate designers of these
constructions, but also architects and engineers of other disci­
plines, for instance building physics. Thus, not only the
possibility of coupling engineering software for these
constructions with each other is created, but also with
software for architectural planning. Correspondingly, the
requirements of the product model are manifold.
As a preliminary investigation, the latest technologies and
standards for specifying product models as well as the state of
software for the building industry are regarded. In order to
make use of existing implementations of the above mentioned pro­
duct models in commercial software, these models are examined
with regard to wether the product model developed in this thesis
can be harmonised with them.
Furthermore, the requirements from the point of view of the user
are constituted.
This concerns the ways of data exchange to be realised and the
data contents to be modelled.
A data model is specified in the formal language EXPRESS as the
core piece of the product model. It is not fixedly orientated
towards rigid exchange scenarios. Instead, boundary conditions
for specific exchange scenarios are defined separately. This
constellation is appropriate for the model's wide field of
application, since boundary conditions for additional exchange
scenarios can be defined afterwards if required.
The product model is specified as an extension of the Industry
Foundation Classes (IFC). The IFC are a product model the
planned scope of which is the entire building industry.