FOR 2363: Bewertung von Gebäudeentwurfsvarianten in frühen Entwurfsphasen auf Basis adaptiver Detaillierungsstrategien

Hintergrund

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.

Um einen möglichst optimalen Entwurf zu finden, werden verschiedene Varianten ausgearbeitet, untersucht und bewertet. Hierbei wird häufig auf Erfahrungswerte aus ähnlichen bereits abgeschlossenen Projekten zurückgegriffen. Die Wiederverwendung von Gebäudeentwürfen ist aktuell nur indirekt über persönliche Erfahrungen der verantwortlichen Planer möglich. Der Zugriff auf fremde Gebäudeentwürfe bzw. Varianten erfolgt, wenn überhaupt, durch den persönlichen Erfahrungsaustausch und wird in der Regel nicht systematisch vorgenommen. Insbesondere in frühen Entwurfsphasen ist jedoch wesentlich, dass vielfältige Erfahrungen genutzt werden können, da die Untersuchung von verschiedenen Varianten in der Regel signifikante Auswirkungen auf die späteren Planungsschritte hat.

In der ersten Phase des zweiten Teilprojekts wurden Konzepte zur Beschreibung von verschiedenen Variantenklassen für digitale Gebäudemodelle entwickelt. Hierzu gehören Struktur-, Funktions- und Produktvarianten. Auf Basis dieser Typisierung wurde ein Datenmodell zur Verwaltung von Varianten mit minimaler Redundanz entwickelt. Im Fokus der zweiten Phase liegt die bessere Nutzung und Wiederverwendung von einmal erstellen Varianten für ähnliche Gebäudeentwürfe (siehe Abb. 1).

Ziele und Methoden

Im Rahmen der zweiten Phase wird eine Wissensbasis entwickelt, um die verschiedenen Entwurfsvarianten systematisch und wiederverwendbar ablegen zu können. Hierbei werden Methoden des Case-based Reasoning problemspezifisch umgesetzt. Anhand einer Ähnlichkeitswertung erfolgt die Auswahl von weiteren Varianten, die für den vorliegenden Gebäudeentwurf unter den definierten Rahmenbedingungen übernommen werden können (siehe Abb. 2). Damit eine Suche nach ähnlichen Entwürfen möglich ist, erfolgt eine Untersuchung und Erweiterung verschiedener Graph-Matching-Verfahren, die Muster in Graphenstrukturen erkennen. Hierzu werden die vorhandenen Graphen hinsichtlich ihrer Varianten in sinnvolle Teilgraphen zerlegt, um die Ähnlichkeitswertung effizient zu gestalten. Die gefundenen und somit ähnlichen Teilgraphen 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.