BIM-Software zur Modellierung von Bestandsbauwerken: Entwicklung und Nutzung eigener Objekttypen am Beispiel des Bauingenieurgebäudes der TU Berlin

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1 INSTITUT FÜR BAUINGENIEURWESEN Fachgebiet Bauinformatik Bachelorarbeit BIM-Software zur Modellierung von Bestandsbauwerken: Entwicklung und Nutzung eigener Objekttypen am Beispiel des Bauingenieurgebäudes der TU Berlin von: Laura Christin Böger (Matr.-Nr ) Berlin,

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3 Eidesstattliche Erklärung Die selbständige und eigenhändige Anfertigung versichere ich an Eides statt. Ort, Datum Laura Christin Böger

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5 Abstract The aim of this paper is the creation of a BIM-Model of the Civil-Engineering-Building of the TU Berlin, using the software Revit Architecture 2015 of the company Autodesk. It is shown how much eort is needed to create a model of an existing structure. Because of its age and the involved detailedness especially of the front there was no chance of using the already existing objects of the software. For this reason the focus lays on the construction of distinct families of doors and windows of the building. Further on it oers a description of dierent possibilities to measure the needed data. Zusammenfassung Ziel dieser Arbeit ist die Erstellung eines BIM-Modells am Beispiel des Bauingenieurgebäudes der TU Berlin. Zum Einsatz kommt die Software Revit Architecture 2015 der Firma Autodesk. Es wird gezeigt, mit welchem Aufwand ein Bestandsgebäude in ein Modell umgesetzt werden kann. Aufgrund des Alters und der damit verbundenen Detailliertheit vor allem der Fassadenelemente war es nicht möglich, zur Verfügung gestellte Objekte der Software zu verwenden. Aus diesem Grund liegt der Schwerpunkt dieser Arbeit auf der Erstellung eigener Objektfamilien der Fenster und Türen im Gebäude. Desweiteren werden verschiedene Möglichkeiten der Erfassung von zur Modellierung benötigter Daten beschrieben.

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7 i Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung BIM - Building Information Modeling Executive Summary 1 Einleitung 1 2 Modellierung eines Bestandsbauwerkes Erhebung der notwendigen Daten Verwendung der Software Autodesk R Revit R Architecture Zunehmende Bedeutung der Modellerstellung von Bestandsbauwerken Erstellen eines Gebäudemodells Testumgebung Vorgehensweise Auswertung der CAD-Pläne und Erfassung der Meta- Daten Importieren der Bestandspläne Erstellen der Auÿen- und Innenwände Hinzufügen der Geschossdecken sowie des Fundaments Modellierung der Treppen Einbau der Fenster und Türen Erstellen des Dachs und Einbau der Dachfenster Erstellen des Geländes Zeitlicher Aufwand Familien in Revit Erstellen einer Familie Benötigte Daten zur Modellierung Der Familieneditor Werkzeuge

8 ii 4.2 Beispielhafte Modellierung eines Fensters Fenster-Modell für die Räume 401 bis 410 sowie 415 bis Fenster-Modell für die Labor-Räume 2, 5, 10, 16, 19 und Modellierung des Dachfensters Beispielhafte Modellierung einer Tür Modellierung der Auÿentüren und -tore Modellierung der Innentüren Zuweisen einer Unterkategorie und Erstellen eines Materials Fehler und Probleme Fehler und Probleme bei der Fenstermodellierung Allgemein Maÿe der Fenster in den Grundriss-Plänen Anzahl der Abhängigkeiten in einer Familie Dynamisches Verhalten einer parametrisierten Familie Modellierung einer Familie ohne die Verwendung von Referenzebenen Fehler und Probleme bei der Modellierung der Türen Erstellte Familien Fazit 64 Abbildungsverzeichnis 69 Anhang 70

9 1 Einleitung 1 Abbildung 1.1: Was ist BIM? Quelle:[5] 1 Einleitung 1.1 BIM - Building Information Modeling Die Bauprojekte der Neuzeit sind meist ein Geecht aus komplexen Strukturen, die die Mitarbeit vieler speziell dafür ausgebildeter Fachkräfte benötigen. Kommunikation sowie Koordination sind zentrale Punkte bei der Ausführung eines Bauvorhabens, die jedoch dadurch eingeschränkt werden, dass die Weitergabe von Informationen fehlerbelastet ist. So arbeitete man früher mit aufwendig handgezeichneten Plänen, welche Änderungen nur unter gröÿerem Zeitaufwand möglich machten, während man heutzutage vorallem auf CAD-Programme (Computer Aided Design) zurückgreift. Wurden diese Programme anfangs als Erleichterung beim Anfertigen von technischen Zeichnungen in 2D verwendet, können mittlerweile auch dreidimensionale Entwürfe damit angefertigt werden. Eine verbesserte Kommunikation bei Projekten wird durch das Konzept des Building Information Modeling erreicht. In diesem Prozess wird ein intelligentes 3D-Modell erstellt, welches dazu genutzt werden soll, fundierte Projektentscheidungen zu treen[5]. Eine Verbildlichung dieses Konzepts zeigt Abbildung 1.1. Der gröÿte Unterschied zwischen einem BIM-Modell und einer 2D-CAD-Zeichnung besteht nicht nur in der weiteren Dimension, sondern in der Tatsache, dass zur Erstellung eines Modells relationale Datenbanktechnologie verwendet wird, um Informationen und Beziehungen mit einzubetten. Auf diese Art wird für alle Beteiligten ein besseres Verständnis des Projektes erreicht sowie eine fundierte Kontrolle der Daten ermöglicht.

10 2 1 Einleitung Ein groÿer Vorteil bei der Nutzung eines intelligenten Modells liegt darin, dass das Erstellen von Ansichten, Schnitten und Grundrissen automatisch auf Basis des Modells möglich ist. Im Gegensatz dazu kann es bei der Verwendung einer CAD-Software, in der all diese technischen Zeichnungen manuell erstellt werden müssen, sehr schnell zu Inkosistenzen kommen. Durch die hohe Informationsdichte bieten diese Modelle dem Planer ein groÿes Spektrum an Möglichkeiten, Untersuchungen, Berechnungen und Planungen auf deren Basis durchzuführen. Sind die benötigten Informationen vorhanden, eignet es sich beispielsweise (durch Verwendung der passenden fortführenden Software) für eine Evakuierungssimulation [21] oder das automatisierte Erstellen eines Leistungsverzeichnisses. Gerade der zuletzt genannte Punkt erönet ungeahnte Möglichkeit der Ezienzsteigerung bei der Planung und Organisation beim Errichtung von Neubauten.

11 2 Modellierung eines Bestandsbauwerkes 3 2 Modellierung eines Bestandsbauwerkes Es wird im Folgenden gezeigt, wie es unter der Nutzung der heutzutage zur Verfügung stehenden Technologie möglich ist, ein den jeweiligen Ansprüchen gerecht werdendes BIM-Modell eines Bestandsgebäudes zu erstellen. Allgemein gilt das Modellieren von Gebäuden im Bestand als sehr aufwendig, da selbst die Verwendung modernster Technologien wie EDM (elektrooptische Distanzmessung), GPS oder photogrammetrische Vermessung in Hinblick auf Zeit, Kosten und Genauigkeit sich nicht als ezient erwiesen [4]. Diese Erfassungsmethoden werden von Jung et al. als traditionelle Messwerkzeuge (traditional measurement tools) bezeichnet. Auch hier werden sie als arbeitsintensiv, zeitraubend und fehleranfällig bezeichnet [18]. Demgegenüber gewinnt das Verfahren des 3D-Laser-Scanning zunehmend groÿe Bedeutung bei der Erfassung vorhandener Geometrien. Diese Erfassungsmethode schlieÿt neben vollständiger Erfassung von Landschaften (vorallem von Flugzeugen oder Drohnen aus) auch die Erfassung von Bestandsgebäuden ein[17]. 2.1 Erhebung der notwendigen Daten Um ein möglichst genaues Modell zu erhalten, ist es essentiell, genaue Kenntnis über die zu modellierenden Objekte zu haben. Auf welche Art diese Daten vorliegen, ist zunächst nicht relevant, solange sie möglichst vollständig und eindeutig sind. Fehler in den zugrunde liegenden Daten führen zwangsläug zu Fehlern im Modell. Ein den gesetzten Ansprüchen genügendes Modell muss auf entsprechend detailliert vorliegenden Daten basieren, dementsprechend kann der Detaillierungsgrad des Modells die Qualität der erhobenen Daten nicht übersteigen. Nach der Festlegung des gewünschten Informationsgehalts des zu erstellenden Modells sind Überlegungen zu der notwendigen Art der Datenerfassung zu erstellen. In der Praxis ist es häug der Fall, dass Daten vorliegen, jedoch nicht in der gewünschten Qualität. Beim Erheben der noch benötigten Daten kommt es häug zur Doppelerhebung von Daten und somit zu Ressourcenverschwendung. In der vorliegenden Arbeit wurden beispielsweise bei der Erfassung der Fensterdetails alle messbaren Maÿe des Fenster ermittelt, obwohl Teile davon bereits in vorhandenen Grundrissen verzeichnet waren. Grundsätzlich sind drei verschiedene Arten von Daten zu erheben, um ein Modell generieren zu können. Abgebildet werden die logischen Gebäudestrukturen (z. B. Fenster-Önung-Wand-Geschoss- Gebäude), zugehörige Eigenschaften (Attribute) sowie optionale Geometrie.

12 4 2 Modellierung eines Bestandsbauwerkes Grundlegend sind die geometrischen Daten, auf denen alle weiteren Erfassungen beruhen. Weiterführend werden Beziehungen in der Geometrie benötigt, dies kann beispielsweise eine Zusammenfassung mehrerer dreidimensionaler Körper zu einem Bauteil sein. Das erstellte Bauteil wiederum kann Eigenschaften besitzen, etwa Material, Textur oder ähnliche Sachdaten. Das Erfassen dieser Daten erfordert zwangsläug Sachkenntnis desjenigen, der die Daten erhebt. Die Strukturierung in Geometrie, Beziehung und Eigenschaften ndet man im Übrigen wieder in der Industry Foundation Class (IFC), ein hierarchisches Schema, das zum Austausch von Gebäudeinformationen deniert wurde [15, 4]. Bei den in der Einleitung von Kapitel 2 genannten Verfahren handelt es sich ausschlieÿlich um Methoden zur Erfassung der Geometrie. Bei einem herkömmlichen Aufmaÿ werden alle für die Erstellung geometrisch eindeutiger Grundrisse benötigten Strecken und Winkel erfasst. Demgegenüber werden bei einem 3D-Laser-Scanning Punktwolken erfasst, deren gigantische Anzahl (10 6 bis 10 8 ) von Punkten zunächst in keinerlei geometrischem Zusammenhang stehen. Erst durch Erstellen eines solchen sind die Daten zur Modellierung eines Gebäudes nutzbar. Während von Jacobs noch beschrieben wird, wie eine Punktwolke lediglich zur manuellen Kontrolle bzw. Verbesserung eines Modells eingesetzt wird, wird von Jung et al. versucht, automatisch Geometrien aus der Punktwolke abzuleiten[17, 18]. Auch Arayici and Tah schlagen die Verwendung von Algorithmen zur Auswertung der Daten vor, um den manuellen Aufwand zu minimieren. Abbildung 2.1 zeigt eine mögliche schematische Vorgehensweise. Die Entwicklung solcher Algorithmen steht jedoch noch am Anfang[4]. Abbildung 2.1: Extraktion von CAD-Daten aus Punktwolken Quelle: [4] Beziehungs- und Eigenschaftsdaten können auf verschiedenste Arten erfasst werden. Grundrisspläne und Schnitte enthalten neben Geometrien bereits solche Daten in Form von Schrauren und Symbolen, die verschiedene Bauteile beschreiben. Fotos dokumentieren beispielsweise den Zusammenhang einzelner Körper/Bauteile zu einem Objekt, mittels Prüfverfahren lassen sich verwendete Materialien bestimmen und moderne Ortungsgeräte sind in der Lage, Leitungsverläufe zu ermitteln (Metallrohre, Stromleitungen, aber auch Holzbalkenkonstruktionen). Erst die Verwendung dieses Wissens macht

13 2 Modellierung eines Bestandsbauwerkes 5 es möglich, ein intelligentes BIM-Modell zu erstellen. 2.2 Verwendung der Software Autodesk R Revit R Architecture 2015 Die Firma Autodesk führt das Programm Revit als Bauplanungssoftware, die speziell für das Konzept BIM entwickelt wurde. Es untergliedert sich in einzelne Software-Versionen mit unterschiedlichem Funktionsumfang: Autodesk Revit Architecture, Autodesk Revit MEP (für Gebäudetechnik) und Autodesk Revit Structure (für Tragwerksplanung). Das Programm Autodesk Revit vereint die zuvor genannten Versionen und beinhaltet den kompletten Funktionsumfang. Für die vorliegende Arbeit wurde das Programm Autodesk Revit Architecture 2015 verwendet, welches im Folgenden kurz mit Revit bezeichnet wird. Wie bereits in Abschnitt 1.1 beschrieben, bedeutet eine Umsetzung des BIM-Konzepts eine Erstellung eines intelligenten Modells, welches sich aus unterschiedlichen, eindeutig denierten Objekten zusammensetzt im Gegensatz zu einem dreidimensionalen Modell, welches aus zweidimensionalen Zeichnungen erstellt wurde. Ein BIM-Modell lässt sich in Revit unter Verwendung der zur Verfügung gestellten sogenannten Modellfamilien erstellen, welche Wände, Decken, Fundamente, Türen, Fenster, Dächer und weiteres beinhalten. Dies bedeutet, dass die Software modellbasiert arbeitet und nicht Modelle als bloÿe Ansammlung ihrer Geometrie erstellt. Autodesk bezeichnet die Bauteile als parametrische 3D-Gebäudeelemente. Zur Parametrik gehören neben Geometriedaten auch Sachdaten, Zeiten und Kosten sowie alle Informationen darüber, wie diese Daten jeweils zueinander in Beziehung stehen. Ist die Erstellung eines Gebäudes mit den in Revit vorhanden Objekten nicht möglich, gibt das Programm dem Nutzer die Möglichkeit, neue Objekte nach eigenen Vorgaben zu erstellen. Dies kann für Neubauten sinnvoll sein und macht die Modellierung eines Bestandsbauwerkes überhaupt erst möglich, da häug die vom Programm zur Verfügung gestellten Bauteile nicht für Modellierungen im Bestand verwendet werden können. Auf dieser Funktion des Programms liegt der Fokus dieser Arbeit, in Kapitel 4 wird die Arbeitsweise zur Erstellung der benötigten Objekte detailliert beschrieben. Um die bekannte Geometrie eines zu modellierenden Gebäudes zu erstellen, bietet das Programm dem Nutzer die Möglichkeit, CAD-Pläne, aber auch Punktwolken als Modellierungsgrundlage in das Projekt zu laden. Während in [17] beschrieben wird, dass zum Laden von Punktwolken das Plug-In Point Cloud Feature Extraction notwendig ist, wurde dieses Feature von Autodesk als so wichtig erachtet, dass es mittlerweile von Revit selbst unterstützt wird.

14 6 2 Modellierung eines Bestandsbauwerkes 2.3 Zunehmende Bedeutung der Modellerstellung von Bestandsbauwerken Bestandsgebäude sind für 40% des gesamten Energieverbrauchs verantwortlich, 70% der für das Jahr 2050 prognostizierte Anzahl von Gebäuden sind bereits gebaut worden [20]. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, sich heutzutage mit der Erhaltung und energetischen Sanierung von Bestandsgebäuden zu befassen. Ebenso notwendig ist auch das Herstellen von Barrierefreiheit oder ähnlicher Umbauten veralteter Gebäudestrukturen [13]. Dementsprechend sinnvoll ist es, die Modellierung von Bestandsbauwerken, nicht mehr die von Neubauten, in den Vordergrund zu rücken. Der amerikanische Architekt Carl Elefante fasst dies in dem Satz zusammen: The greenest building is the building that already exists. (zitiert nach [3]).

15 3 Erstellen eines Gebäudemodells 7 3 Erstellen eines Gebäudemodells Im folgenden Kapitel wird gezeigt, wie das Gebäudemodell des TIB13-B erstellt wurde. Es wird im Detail auf die einzelnen Arbeitsschritte eingegangen, was zu beachten war bzw. welche Probleme auftraten. 3.1 Testumgebung Das Gebäudemodell wurde in Revit Architecture Bit erstellt. Bei dem installierten Betriebssystem handelt es sich um Windows 8. Als Prozessor wird ein Intel Core i CPU mit einer Taktfrequenz von 3,4 GHz verwendet, der Arbeitsspeicher beträgt 16 GB. Die eingestellte Bildschirmauösung liegt bei 1920 x 1080 Pixeln. Damit werden alle Anforderungen der Firma Autodesk erfüllt.[12] 3.2 Vorgehensweise Zum Erstellen des Gebäudemodells wurde wie folgt vorgegangen: 1. Auswertung der CAD-Pläne und Erfassung der Meta-Daten (siehe Abschnitt3.2.1) 2. Importieren der CAD-Zeichnungen in Revit (siehe Abschnitt3.2.2) 3. Modellieren der Auÿen- und Innenwände durch Verwendung der Systemfamilie Wand (siehe Abschnitt 3.2.3) 4. Erstellen der Geschossdecken und Fundamente (siehe Abschnitt 3.2.4) 5. Modellieren der Treppen (siehe Abschnitt 3.2.5) 6. Einbau der Fenster und Türen (siehe Abschnitt 3.2.6) a) Laden der erstellten Familien 7. Modellieren des Dachaufbaus (siehe Abschnitt 3.2.7) a) Setzen der Dachfenster 8. Erstellen eines Geländes Die einzelnen Punkte werden im Folgenden genauer beschrieben Auswertung der CAD-Pläne und Erfassung der Meta-Daten Das zu erstellende dreidimensionale Modell basiert auf zweidimensionalen CAD-Zeichnungen des Gebäudes TIB13-B, die vom Institut für Bauingenieurwesen der TU Berlin, Fachgebiet Bauinformatik, zur Verfügung gestellt wurden. Diese wurden ergänzt durch eigene

16 8 3 Erstellen eines Gebäudemodells Fotoaufnahmen der zu modellierenden Objekte sowie einzelne Vermessungen mittels Laserdistanzmesser und Messband. Eine Analyse der Grundrisspläne zeigte, dass eine Modellierung auf deren Basis allein nicht möglich war. Die Kennzeichnung von Wänden, Türen, Treppen und Fenstern waren zwar vorhanden, die Angaben zu den Bauteilen beschränkten sich jedoch ausschlieÿlich auf geometrische Maÿe. Weder die Auÿen- noch die Innenwände beinhalten Angaben über ihr Material (standardmäÿig durch die Schraur erkennbar, in diesem Fall war keine vorhanden), wobei teilweise selbst die geometrischen Angaben nicht vollständig waren. Ein Beispiel hierfür sind alle Fassadenfenster im 3. Stockwerk, bei denen die Höhe der Konstruktion nicht angegeben wurde. Teilweise fehlten Einzelwerte, siehe dazu Abbildung 3.1. Diese konnten fast ausnahmslos Abbildung 3.1: Fehlende Werte im Grundriss Quelle: [19] aus gleichen Objekten abgeleitet und durch eigene Messungen veriziert werden (Abbildung 3.2). Die wenigen anderen fehlenden Maÿe wurden nacherhoben. Dies gilt ebenso Abbildung 3.2: Ergänzte Werte im Grundriss Quelle: [19] für die im Grundriss komplett fehlenden sieben Fenster im Treppenhaus 7 auf Höhe des Erdgeschosses und des 1. Zwischengeschosses. Auch Widersprüche zwischen Maÿangaben sind in den Grundrissen enthalten. Beispielhaft sei die U-förmige Treppe in Treppenhaus 8 vom 1. in den 2. Stock angeführt, dargestellt

17 3 Erstellen eines Gebäudemodells 9 in Abbildung 3.3. Abbildung 3.3: Widersprüche in den Angaben der Treppenläufe Quelle: [19] Während im Grundriss des 1. Stocks die Podesthöhe der Treppe bei 7,94m angegeben ist, gibt die Schnittzeichnung eine Höhe des Stockwerks von 8m an. Dieser Wert ndet sich auch im Grundriss zum 2.Stock. Darüber hinaus werden in den beiden Grundrissen eine verschiedene Anzahl von Stufen für dieselbe Treppe genannt, nämlich 16 und 18. In diesen Fällen wurde die geometrische Grundrissdarstellung als richtig angenommen, woraus eine plausible Stufenanzahl abgeleitet wurde. Angedacht war, die Grundrisse als Grundlage der Modellierung zu verwenden. Aufgrund der zuvor genannten Unzulänglichen hätten sie vor Ort einer gründlichen Überprüfung unterzogen werden müssen, dies war jedoch im Rahmen dieser Arbeit zeitlich nicht zu leisten.

18 10 3 Erstellen eines Gebäudemodells Importieren der Bestandspläne Die vorhandenen Pläne des Gebäudes TIB13-B liegen in dem proprietären Autodesk AutoCAD-Format DWG vor. Revit unterstützt die Formate DWG, DXF, DGN, SAT und SKP, weshalb keine Konvertierung erfolgen musste. Über die Registerkarte Einfügen > Gruppe Importieren > CAD importieren ist es möglich, eine Datei, die in den genannten Formaten vorliegt, direkt in ein Revit-Projekt zu laden. Eine andere Möglichkeit wäre, die Pläne nicht zu laden, sondern nur mit dem Projekt zu verknüpfen (Registerkarte Einfügen > Gruppe Verknüpfungen > CAD verknüpfen). Davon wurde jedoch abgesehen, da keine Änderungen mehr an den zugrunde liegenden Plänen vorgenommen werden und es bei importierten Plänen im Gegensatz zu Verknüpften möglich ist, sie in ihre geometrischen Bestandteile aufzulösen. Beim Importieren ist zu beachten, dass die Import-Maÿeinheit richtig eingestellt ist, siehe dafür Abbildung 3.4. Da die verwendeten Pläne in verschiedenen Einheiten vorlagen, war es wichtig, die Maÿeinheit beim Importieren manuell anzupassen, um ein gleichmäÿiges Ergebnis zu erhalten. Abbildung 3.4: CAD-Zeichnung importieren

19 3 Erstellen eines Gebäudemodells Erstellen der Auÿen- und Innenwände In Revit stehen standardmäÿig mehrere verschiedene Wandtypen zur Auswahl. Bei dem zu modellierenden Gebäude handelt es sich bei den Auÿenwänden um Mauerwerk (was nicht auf den Plänen verzeichnet, dafür jedoch eindeutig in der Realität zu erkennen ist). Aufgrund der hohen Variabilität der Wandstärke war es nicht möglich, lediglich mit den vorhanden Wandtypen aus Revit zu arbeiten. Um eine genaue dreidimensionale Modellierung der CAD-Pläne zu ermöglichen, mussten mehr als 60 weitere Wandtypen erstellt werden, die sich ausschlieÿlich in ihrer Stärke unterscheiden. An dieser Stelle sei gesagt, dass es nicht sinnvoll erscheint, Wandtypen zu erstellen, die sich nur um einen oder wenige Zentimeter Stärke unterscheiden, aber um ein identisches Ergebnis zu den CAD-Plänen zu erhalten, wurde dies nichtsdestotrotz getan. Bei Mauerwerk sind die Steinformate auf Grundlage der DIN 4172 auf das Maÿ 1 8 m genormt, was dem Wert 12,5 cm entspricht. Aus diesem Grund sind die Richtmaÿe meist ein Vielfaches dieses Wertes.[16] Dies ist beim Gebäude TIB13- B, auf Grundlage der Grundrisse, nicht der Fall. Es wird vermutet, dass beim Erstellen des Aufmaÿes Putzschichten an den innenliegenden Seiten der Wände dazu führten, dass so viele verschiedene Wandstärken ermittelt wurden. Ebenso denk- Quelle: [19] Abbildung 3.5: Ausschnitt aus der CADbar sind selbstverständlich Messfehler. In Zeichnung des 3.Stocks des Abbildung 3.5 ist ein Ausschnitt aus dem Gebäudes Grundrissplan des 3.Stocks gezeigt, in dem die Wandstärken vermaÿt wurden, um einen Eindruck des Problems zu geben. Der einfachste Weg, um eine neue Wand-Systemfamilie zu erstellen, ist es, eine ähnliche Wand zu duplizieren, siehe Abbildung 3.6. Handelt es sich um geschichtete Wände wie beispielsweise Mauerwerk mit einer Wärmedämmung, lässt sich in der Konstruktion die Baugruppe insofern bearbeiten, das weitere Schichten hinzugefügt oder entfernt werden können. Bei den benötigten Wänden handelt es sich jedoch nicht um geschichtete Wände,

20 12 3 Erstellen eines Gebäudemodells Abbildung 3.6: Typeneigenschaften einer Wand weshalb es möglich war, eine vorhandene nicht geschichtete Wand zu duplizieren und schlicht die Stärke der tragenden Schicht auf das gewünschte Maÿ zu setzen. Aufgrund der Vielzahl der vorkommenden Wandstärken, die nicht auf Standardmaÿe zurückgeführt werden konnten, wurden alle in den Grundrissen vorhandenen Wandstärken als richtig angenommen und aus diesem Grund modelliert. Folgende bereits vordenierte Wandtypen wurden im Gebäudemodell verwendet: MW 11.5, MW 17.5, MW 24.0 sowie GK Es entstanden zusätzlich zu den zuvor erwähnten mehrere Wandtypen des Materials Mauerwerk (MW) in den Stärken in cm: 6.5, 9.5, 15, 21, 24, 28, 29, 30, 32, 34.5, 40, 44, 48, 50, 51, 52, 53, 54, 59, 60, 62, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 72, 74, 75, 76, 77, 79, 80, 83, 84, 86, 90, 93, 94, 96, 97, 100, 103, 106, 108, 109, 119, 122, 125, 128, 135, 141, 143, 150, 153, 156 und 158 sowie eine Gipskartonwand (GK) in der Stärke 11.5 und eine Kalksandsteinwand (KS) in der Stärke 4.0. Dabei existieren die Wandstärken 24cm, 70cm, 90cm und 135cm doppelt, da es nur auf diese Art möglich war, eine durchgezogene Wand derselben Stärke mit verschiedener Höhe zu erstellen. Mithilfe der erstellten und bereits vorhandenen Wandtypen wurden die in den CAD- Plänen dargestellten Auÿen- und Innenwände modelliert. Um beim späteren Rendern des Modells eine möglichst originalgetreue Darstellung zu erhalten, wurde im Material- Browser das Material der Auÿenwände auf Mauerwerk - Sichtmauerwerk gesetzt und versucht, mithilfe einer leichten Anpassung der von Revit zur Verfügung gestellten Datei Brick_Non_Uniform_Running_Brown.png ein genaues Abbild des Mauerwerks zu erhalten. Für Details zum Ändern eines Materials sei auf den Abschnitt 4.4 in Kapitel 4 Familien in Revit verwiesen.

21 3 Erstellen eines Gebäudemodells 13 Ein Problem für die spätere Erstellung von Bildern stellt die Tatsache dar, dass das zugewiesene Material eines Wandtyps auf jedem platzierten Exemplar identisch ist. Sowohl die auÿen- als auch die innenliegende Seite der Wand wird nun als Sichtmauerwerk dargestellt. In der Realität sind die Innenseiten der Wände meist nicht nur verputzt, sondern möglichweise auch tapeziert oder es benden sich Fliesen darauf. Diese Art der Darstellung könnte mithilfe einer Multiwall erreicht werden, bei der die innenliegende Schicht ein anderes Material zugewiesen bekommen hat als die auÿenliegende. Die Idee wurde jedoch aufgrund eines hohen Arbeitsaufwands und geringem Nutzen wieder verworfen. Eine einfachere Lösung des Problems liegt in der Verwendung der Funktion Farbe (Registerkarte Ändern > Gruppe Geometrie > Farbe). Damit lassen sich beispielsweise Wänden innen und auÿen unterschiedliche Materialien zuweisen, was hier als ausreichend erachtet wird, zumal die Stärke der einzelnen Putzschichten nicht bekannt ist. Beim Modellieren der Auÿenwände ergab sich ein weiteres Problem: Die Auÿenwände der einzelnen Stockwerke sitzen nicht bündig übereinander, wenn sie anhand der CAD- Pläne modelliert werden. Um das Problem zu verdeutlichen, wurden der Grundriss des Erdgeschosses und des ersten Zwischengeschosses unterschiedlich eingefärbt. Legt man die Pläne an der linken oberen Ecke bündig übereinander, ergeben sich auf der rechten Seite der Pläne Verschiebungen, die so in der Realität nicht zu nden sind. Die betroffenen Stellen sind einmal im Plan markiert und einmal in der Realität, um den Fehler deutlich zu machen (dargestellt in Abbildung 3.7). Um ein realitätsnahes Modell zu erhalten, wurden die Auÿenwände in jedem Stockwerk bündig über die darunterliegenden modelliert. Alleinig im Erdgeschoss schlieÿen alle modellierten Auÿenwände gemeinsam mit denen in der CAD-Zeichnung ab. Quelle: [19], Fotoaufnahme des Gebäudes TIB13-B Abbildung 3.7: Grundriss des Erdgeschosses (rot) und des 1. Zwischengeschosses (blau) sowie die markierte Position in der Realität

22 14 3 Erstellen eines Gebäudemodells Dieses Problem der nicht bündig abschlieÿenden Auÿenwände wirkt sich auf die Modellierung der Innenwände aus. In Abbildung 3.7 lässt sich erkennen, dass die blau gefärbte Innenwand zum Teil im Fenster enden würde, weshalb ihre Position manuell angepasst werden musste. Dies führt beim Vergleich der zweidimensionalen Zeichnungen mit den Grundriss-Ansichten des Modells zu Dierenzen von bis zu 20cm Hinzufügen der Geschossdecken sowie des Fundaments Die Stärke der Geschossdecken wurde aus dem Schnitt A-A der vorliegenden CAD-Pläne entnommen. Da keinerlei Angaben zum Material vorlagen, wurde davon ausgegangen, dass es sich um Stahlbeton handelt, da dies üblicherweise verwendet wird. In dem Schnitt ist weiterhin ersichtlich, dass manche Geschossdecken von Stahlträgern gestützt werden, siehe Abbildung 3.8. Welches Prol diese Träger haben und weitere zur Modellierung Quelle: [19] Abbildung 3.8: Ausschnitt aus dem Schnitt A-A, dargestellt wird die Decke des Ergeschosses benötigten Details sind aus der Zeichnung nicht ersichtlich. Aufgrund der Tatsache, dass der Fokus dieser Arbeit in der Modellierung der Fassadenfenster und Türen liegt, wurde auf eine genauere Untersuchung verzichtet Modellierung der Treppen Das Gebäude besitzt zwei Treppenhäuser, mehrere Wendeltreppen zwischen den Laboren sowie zwei Treppen auÿerhalb, die in den Keller führen. In den Grundrissen ist für jede Treppe das Steigungsverhältnis sowie die Anzahl der Stufen angegeben. Basierend auf diesen Werten wurden die Treppen in Revit modelliert, siehe Abbildung 3.9. Wenn bereits bekannt ist, welches Steigungsverhältnis verwendet werden soll und Revit es nicht automatisch bestimmen darf, kommt es häuger zu Problemen bei der Erstellung einer Treppe. Es gibt zwei verschiedene Möglichkeiten, eine Treppe in Revit zu modellieren:

23 3 Erstellen eines Gebäudemodells 15 Abbildung 3.9: Angaben des Steigungsverhältnisses sowie deren Umsetzung in Revit 1. Treppe nach Bauteil 2. Treppe nach Skizze Beim Erstellen einer Treppe nach Bauteil können Läufe und Podeste erstellt werden, die automatisch zu einer fortführenden Treppe verbunden werden. Das Erstellen von Handläufen entlang des Verlaufs geschieht automatisch. Bei einer Treppe nach Skizze zeichnet der Benutzer mit Lauf-, Begrenzungs- und Steigungslinien selbstständig die zu erstellende Treppe. Bei rechteckigen Treppenformen kann dies sinnvoll sein, bei Wendeltreppen ist es nahezu unmöglich, die Gröÿe der Stufen ähnlich oder gar identisch zu halten. Zeichnet man für eine Wendeltreppe jedoch die Lauinie mit der Funktion Bogen durch Mittel- und Endpunkte, werden automatisch Stufen- und Begrenzungslinien miterstellt, weshalb auch mit dieser Funktion das Erstellen gleichmäÿiger Wendeltreppen möglich ist. Bei beiden Arten der Treppenerstellung ergab sich das Problem, dass Revit teilweise nicht in der Lage war, die gewünschte Treppe mit den vorgegebenen Werten zu erstellen. Dies sei in folgendem Beispiel genauer dargestellt: Die zu erstellende Wendeltreppe hat laut Grundriss ein Steigungsverhältnis von 18.0/26.0 und soll aus 16 Stufen bestehen. Sie beginnt im 1. Stock, welcher 8m über Ebene 0 (entspricht OKFF des Erdgeschosses), liegt, und endet im 2. Stock, in 10,90m Höhe. 16 Stufen mit einer Stufenhöhe von 18cm führen zu einer Höhe der Treppe von 2,88m, was mit 10, 90m 8m = 2, 90m kompatibel scheint. Werden diese Werte beim Modellieren der Treppe in Revit verwendet (egal welche der beiden Funktionen verwendet wird), entsteht eine Treppe, die nicht bis in den 2. Stock reicht, dementsprechend zu kurz ist. Dies liegt daran, dass Revit nicht wie gewünscht 16 Stufen erstellt, sondern

24 16 3 Erstellen eines Gebäudemodells ohne Nachfrage an den Benutzer nur 13, wie in Abbildung 3.10 zu erkennen ist. Der Abbildung 3.10: Eine Wendeltreppe mit zu wenig Stufen Benutzer hat nicht die Möglichkeit, diesen Wert zu ändern. Auch die Stufenhöhe kann nicht vom Benutzer eingestellt werden, sie wird automatisch nach Vorgabe von Anfangsund Endebene sowie der gewünschten Anzahl Stufen von Revit eigenständig ermittelt. Beim Modellieren dieser Wendeltreppe wurden Anfangs- und Endpunkt, der Geschosshöhenunterschied sowie die Anzahl der Stufen und deren Auftrittsbreite vorgeben (alle Werte wurden dem Grundriss entnommen). Widersprechen sich diese Werte, wird von Revit die Anzahl der Stufen auf den möglichen Wert geändert. Dabei wird weiterhin die Stufenhöhe für die gewünschte Anzahl Stufen verwendet, was dazu führt, dass die Treppe nicht die gewünschte Höhe erreicht. Dieses Verhalten ist unverständlich, da Revit die Stufenhöhe für die benötigte Anzahl Stufen neu berechnen könnte. An diesem Verhalten erkennt der Benutzer immerhin Inkonsistenzen in den Daten. Als einzige Möglichkeit bleibt die Variation der Auftrittsbreite der Stufen, da wie bereits erwähnt, die Stufenhöhe nicht manuell angepasst werden kann. Im vorliegenden Fall zeigte sich, dass die Auftrittsbreite nicht 26cm betragen kann, sondern nur 21cm. Mit diesem Wert lässt sich die gewünschte Wendeltreppe modellieren, siehe Abbildung 3.11.

25 3 Erstellen eines Gebäudemodells 17 Abbildung 3.11: Die gewünschte Wendetreppe Einbau der Fenster und Türen Alle im Modell verwendeten Fensterfamilien wurden als Projektfamilien nur für dieses Modell erstellt. Der genaue Ablauf einer solchen Familien-Modellierung ist in Kapitel 4, im Besonderen in den Abschnitten und beschrieben. Ebenso wurden für dieses Projekt eine gröÿere Anzahl Türfamilien modelliert, Details dazu nden sich in Abschnitt 4.3. Nach dem Laden der Familien in das Projekt wird mithilfe der Grundrisspläne die exakte Position der Fenster und Türen in der Wand ermittelt. An welcher Stelle im Projekt welche Familie gesetzt wird, ergibt sich aus den Maÿzahlen im Grundriss und das Aussehen aus den eigenen Fotoaufnahmen. Letztere sind hierbei essentiell, da es beispielsweise Türen mit identischen Maÿen aber unterschiedlichem Aussehen gibt Erstellen des Dachs und Einbau der Dachfenster Das Gebäudes TIB13-B besitzt ein Satteldach sowie mehrere Flachdächer und zwei Dachterrassen. In Revit wurde die Funktion Dach über Grundäche (Registerkarte Architektur > Gruppe Erstellen > Dach > Dach über Grundäche) zur Erstellung des Satteldachs verwendet. Durch Entfernen des Häkchens in den Eigenschaften bei Bestimmt die Dachform (siehe Abbildung 3.12) bei den Dachbegrenzungslinien an den Stirnseiten des Gebäudes wird die gewünschte Sattelform erreicht. Um einen durchgehenden Dachrst

26 18 3 Erstellen eines Gebäudemodells zu erhalten, wird das Dach zunächst in rechteckiger Form angelegt und später durch Aussparungen (Denieren von Schächten) an die eigentliche Form angepasst. Abbildung 3.12: Eigenschaften beim Erstellen einer Dachform Nach der Modellierung des Dachs müssen alle Wände, die von der Schräge betroen sind, angepasst werden, sie dazu Abbildung Anschlieÿend kann die erstellte Dachfensterfamilie (für Details siehe Abschnitt 4.2.3) geladen und im Projekt platziert werden. Abbildung 3.13: Anpassen der Wandform an das Dach Dachfenster sind standardmäÿig nicht in Revit vorhanden, es besteht lediglich die Möglichkeit, eine zur Verfügung gestellte Familie manuell in das Projekt zu laden. Ansonsten werden sie genau wie Wandfenster behandelt, zum Platzieren wird der Befehl Fenster (Registerkarte Architektur > Gruppe Erstellen > Fenster) verwendet.

27 3 Erstellen eines Gebäudemodells 19 Obwohl beide Fensterfamilienarten lediglich eine Önung in ihrem Basisbauteil erzeugen, unterscheidet Revit strikt zwischen Dach- und Wandfenstern. Es ist nicht möglich, Dachfenster in Wände zu setzen und umgekehrt. Die in den Lichthöfen vorhandene Balkenkonstruktion wurde mithilfe eines Projektkörpers (Registerkarte Körpermodell & Grundstück > Gruppe Entwurfskörper > Projektkörper) in Revit erstellt. Da sie das äuÿere Erscheinungsbild erheblich beeinusst, wurde beschlossen, sie in das Modell aufzunehmen. Abbildung 3.14 zeigt eine Rendering-Ansicht aus dem Projekt. Abbildung 3.14: Balkenkonstruktion in den Lichthöfen Erstellen des Geländes Abschlieÿend wurde dem Modell eine Grundstückebene hinzugefügt, die die Abgrenzung zwischen Kellergeschoss und Ergeschoss deutlich machen soll. Aussparungen im Gelände werden mithilfe der Funktion Gebäudesohle erstellt (Registerkarte Körpermodell & Grundstück > Gruppe Grundstück modellieren > Gebäudesohle). Diese Aussparungen mussten für die auÿenliegenden Kellertreppen modelliert werden, wie in Abbildung 3.15 dargestellt. Damit die auÿenliegenden Kellergänge links und rechts vom mittlerem Treppenhaus jeweils durchgehend vor dem Gebäude verlaufen, umfassen die Aussparungen den kompletten Gang. Vor den Eingängen wurden daraufhin wieder Decken über die Kellergänge eingefügt, um die Zugänge zum Gebäude zu modellieren.

28 20 3 Erstellen eines Gebäudemodells Abbildung 3.15: Erstellen eines Grundstücks mit Aussparungen Zeitlicher Aufwand Zum Erstellen des gesamten Gebäudemodells wurden etwa 70 Stunden benötigt. Dies beinhaltet die Modellierung der Auÿen- und Innenwände, der Deckenplatten, aller Treppen, des Dachs mit den Dachterrassen sowie Setzen der Fenster und Türen. Inbegrien sind ebenfalls zusätzliche Objekte, die für eine realitätsnahe Darstellung sorgen, wie Dekorprole an Wänden, Fassadensysteme am Eingang und in den Laboren sowie die zuvor erwähnte Balkenkonstruktion in den Lichthöfen. Nicht berücksichtigt dagegen ist der Aufwand zur Erstellung der Fenster- und Türfamilien.

29 4 Familien in Revit 21 4 Familien in Revit Im folgenden Kapitel wird das Konzept der Familie im Programm Revit näher erläutert. Im Besonderen wird darauf eingegangen, was genau unter dem Begri Familie verstanden wird, welche verschiedenen Arten es gibt und wie eine spezielle Familie im Detail erstellt wird. Dabei sind, wenn nicht anders angegeben, alle in diesem Kapitel verwendeten Abbildungen Screenshots aus dem Programm Autodesk Revit Architecture Familien bilden einen grundlegenden Bestandteil von Revit. Als Familie bezeichnet man eine Gruppe von Elementen mit gemeinsamen Eigenschaften, den sogenannten Parametern, sowie einer graschen Darstellung.[9] Jedes Element in Revit ist einer Familie zugeordnet. Nur unter Verwendung der jeweiligen Familie ist es möglich, in einem Projekt ein Element zu erstellen. Man unterscheidet hier zwischen Systemfamilien, ladbaren Familien, Projektfamilien, Modellfamilien und Beschriftungsfamilien.[7] Unter Systemfamilien versteht man alle grundlegenden Bauteile, die auf der Baustelle erstellt werden, wie etwa Geschossdecken, Wände, Dächer sowie Luftkanäle und Rohre. Desweiteren werden alle Systemeinstellungen, die sich auf die Projektumgebung auswirken, wie Ebenen, Raster und ähnliches zu den Systemfamilien gezählt.[8] Ladbare Familien sind alle nicht auf der Baustelle hergestellten Bauteile, wie Fenster, Türen, Installationen, Möbel etc.[8]in Revit gibt es eine Bibliothek mit ladbaren Familien, ihr Umfang reicht von Auÿenbauteilen über Fenster, Möbel und Türen bis zu Sonderbauteilen wie etwa Kamine oder Rolltreppen. Ein besonderer Punkt sind die sogenannten Projektfamilien. Diese werden vom Nutzer eigenhändig erstellt, um ein für das Projekt spezisches Bauteil zu erhalten. Somit wird eine Familie für das gewünschte Projektelement erstellt, die nur diesen Familientypen enthält. Zum Erstellen einer solchen Projektfamilie wird der Familieneditor (siehe Abschnitt4.1.2) verwendet.[8] Als Modellfamilien bezeichnet man alle ladbaren Familien realer Objekte, die in allen Ansichten in Revit angezeigt werden. Dies beinhaltet Türen, Geschossdecken, Möbel und ähnliches.[7] Modellfamilie ist somit eher ein Überbegri für System- und Projektfamilien sowie ladbaren Familien. Beschriftungsfamilien sind ladbare Familien für Beschriftungszwecke, etwa Text, Beschriftung oder Bemaÿung. Sie können nur in zweidimensionalen Ansichten verwendet werden und sind nur in der Ansicht sichtbar, in der sie platziert wurden.[7]

30 22 4 Familien in Revit 4.1 Erstellen einer Familie Um ein gewünschtes Objekt in Revit selbst zu erstellen, bieten sich dem Nutzer zwei verschiende Möglichkeiten: Die erste Möglichkeit besteht darin, eine bereits vorhandene Familie (eine sog. ladbare Familie) soweit anzupassen und zu verändern, dass sie dem gewünschten Ergebnis entspricht. Dies kann sinnvoll sein, wenn bereits eine ähnliche Familie in der Bibliothek vorhanden ist, kann jedoch bei zu groÿen Dierenzen äuÿert aufwendig werden. Die zweite Möglichkeit ist das Erstellen einer komplett neuen Familie, einer sog. Projektfamilie. Findet sich in der Bibliothek kein ähnliches Objekt oder ist es nicht möglich, ein solches insoweit zu verändern, dass es dem gewünschten Ergebnis entspricht, bleibt dem Nutzer nur diese recht aufwendige Alternative. Aufgrund der besonderen Struktur der Fassadenfenster im zu modellierenden Gebäude wurde hier die zweite Möglichkeit gewählt Benötigte Daten zur Modellierung Um eine möglichst genaue Darstellung des zu modellierenden Objektes zu erreichen, muss eine genaue Kenntnis von Geometrie und Meta-Daten vorhanden sein, wie bereits in Abschnitt 2.1 in Kapitel 2 beschrieben. Beginnend mit der Höhe, Breite und Tiefe des Objektes müssen desweiteren bei Türen und Fenstern die Breiten der jeweiligen Rahmen (Blendrahmen, Flügelrahmen, Zargen und ähnliches) bekannt sein, um eine realitätsnahe Darstellung zu ermöglichen. Sollten keine technischen Detailzeichnungen vorliegen, müssen all diese Daten durch ein Aufmaÿ des jeweiligen Objektes ermittelt werden. Hierbei ist es jedoch nicht möglich, innenliegende Maÿe zu erfassen, etwa die Stärke der Glasscheiben oder bei doppelt verglasten Fenstern das dazwischenliegende Isolierungsmaterial. Solche Werte müssen in dann geschätzt werden. Desweiteren muss entschieden werden, ob eine genaue Darstellung der einzelnen Teile wie in der Realität erfolgen soll oder ob bestimmte Strukturen vereinfacht modelliert und dargestellt werden. Soll der Fokus vor Allem auf dem Aussehen des späteren Objektes liegen, müssen innenliegenede Strukturen nicht realitätsgenau abgebildet werden. Wird es hingegen später beispielsweise für bauphysikalische Berechnungen oder ähnliches verwendet, sollte eine detailgetreue Abbildung des realen Objektes erfolgen. Ein Groÿteil der zu modellierenden Fenster im Gebäude sind doppelt verglaste Fenster. In Abbildung 4.1 ist ein Querschnitt durch ein solches Fenster dargestellt, wie es in der

31 4 Familien in Revit 23 Abbildung 4.1: Doppeltverglastes Fenster Quelle: [1] Realität aussehen könnte. Diese Art der Darstellung wird jedoch für die zu modellierenden Fenster aus zwei Gründen nicht erfolgen: Es liegen keine genauen Daten über den internen Aufbau der Fenster vor Der Fokus liegt vor allem darauf, ein Modell zu entwickeln, das äuÿerlich dem zu modellierenden Fenster entspricht Der Familieneditor Möchte man in Revit eine neue Familie erstellen und wählt Neu > Familie, önet sich automatisch der Familieneditor. Dies ist ein grascher Bearbeitungsmodus, in dem Familien erstellt und verändert werden können.[10] Als erster Schitt muss eine Vorlage ausgewählt werden. Diese Vorlagen-Datei liegt im Format *.rft (Revit Family Template) vor und beinhaltet, je nach der gewünschten zu erstellenden Familie, nur vordenierte Ebenen für verschiedene 2D-Ansichten wie links, rechts, vorne und hinten und eine 3D-Ansicht sowie für die jeweils zu erstellende Familie benötigten Elemente. Soll beispielsweise eine Tür oder ein Fenster erstellt werden, wird ein sogenanntes Basisbauteil benötigt, da Fenster und Türen nur in Wände (Dachfenster nur in Dächern) modelliert werden können. Dementsprechend bendet sich eine Wandfamilie bereits in der Vorlage für ein Fenster oder eine Tür. Die Oberäche im Familieneditor ähnelt der Projektumgebung in Revit, beinhaltet jedoch andere Werkzeuge. Welche Werkzeuge zur Verfügung stehen hängt davon ab, welchen Familientyp man erstellen möchte.[10] Gespeichert und damit in Revit ladbar wird eine

32 24 4 Familien in Revit Familie im Format *.rfa (Revit Family) Werkzeuge Ein grundlegendes Werkzeug ist die Schaltäche Familientypen, in der neue Familientypen sowie Typ- und Exemplarparameter angelegt werden können, siehe dazu Abbildung 4.2. Ebenso wichtig ist das Werkzeug Bemaÿung (Registerkarte Beschriften > Bemaÿung), welches eine Maÿlinie oder -kette zwischen zwei oder mehreren Punkten erstellt. Weist man einer solchen Bemaÿung einen in der Schaltäche Familientypen erstellten Parameter zu, lässt sich der Wert der Bemaÿung durch Eingabe verändern. Eine intern eindeutig denierte Familie erleichtert das Verändern von Bauteilen, soweit sie parametrisiert worden sind. Für Details siehe Abschnitt 4.2. Abbildung 4.2: Familientypen Das Denieren von Referenzebenen (und in diesem Zusammenhang auch Referenzlinien) erleichtert ebenfalls das Erstellen einer Familie. Eine Referenzebene ist eine unendliche Ebene, mit deren Hilfe die Parametrisierung einer Familie vorgenommen werden kann. Man ndet sie unter der Registerkarte Erstellen > Gruppe Bezug > Referenzebene, siehe Abbildung 4.3. Die Referenzlinie ähnelt der Referenzebene, hat jedoch aufgrund der geringeren Dimension einen logischen Anfangs- und Endpunkt.[11] Jedes Element besteht aus verschiedenen Volumenkörpern, die gemeinsam die gewünschte Form der Familie bilden, siehe Abbildungungen 4.4, 4.5 und 4.6. Zur Auswahl stehen hierfür:

33 4 Familien in Revit 25 Abbildung 4.3: Referenzebene und -linie Extrusion: Eine gezeichnete zweidimensionale Form wird durch Extrudieren zu einem 3D-Körper Verschmelzen: Zwei unterschiedliche Querschnitte für Anfangs- und Endform werden zu einem dreidimensionalen Körper verbunden Rotieren: Durch Denition einer Rotationsachse und Zeichnen eines Querschnitts wird ein 3D-Körper erzeugt Sweep: Zuerst wird ein Pfad angegeben, an dem der Sweep entlang laufen soll, dann der Querschnitt gezeichnet Sweep-Verschmelzung : Auch hier wird ein Pfad gewählt oder gezeichnet, wobei der Querschnitt am Anfang und am Ende eine unterschiedliche Form aufweist Selbstverständlich gibt es eine viel gröÿere Palette an Funktionen und Werkzeugen im Familieneditor, hier wurde jedoch nur auf die für den Kontext relevanten Eigenschaften eingegangen. Für einen genaueren Überblick wird auf die Autodesk Revit Hilfe verwiesen: [11] Abbildung 4.4: Volumenkörper Extrusion und Verschmelzung

34 26 4 Familien in Revit Abbildung 4.5: Volumenkörper Rotation Abbildung 4.6: Volumenkörper Sweep und Sweep-Verschmelzung 4.2 Beispielhafte Modellierung eines Fensters Im Folgenden wird die Modellierung mehrerer verschiedener Fenster erläutert, welche anfangs identisch ist, sich aber ab einem bestimmten Punkt unterscheidet. Es soll zum Einen ein gewisser Überblick gegeben werden, wie eine Fenster-Familie erstellt werden

35 4 Familien in Revit 27 kann und zum Anderen, wie sich die Arbeitsschritte ab einem gewissen Umfang der Familie verändern. Um eine Fensterfamilie in Revit zu erstellen, bietet es sich an, die allgemeine Fenster- Vorlage (im deutschsprachigen Revit M_Fenster.rft) zu verwenden. Da ein Fenster ein bauteilbasiertes Objekt ist, wird damit sichergestellt, dass es für einen Einsatz in Revit korrekt modelliert wird Fenster-Modell für die Räume 401 bis 410 sowie 415 bis 422 In diesem Abschnitt soll gezeigt werden, wie eine spezielle Fensterfamilie erstellt wurde. Das Ergebnis ist in Abbildung 4.7 sowohl als Rendering dargestellt, als auch als Ansicht in einem Projekt. Abbildung 4.7: Fertig gestellte Fensterfamilie In der allgemeinen Fenster-Vorlage bendet sich bereits eine Wand vom Typ Basiswand Allgemein mm, wobei standardmäÿig drei Wandstärken zur Auswahl stehen: 150 mm, 200 mm und 300 mm. Da das zu modellierende Fenster später in keine der drei Wandtypen gesetzt werden soll, wurde ein neuer Wandtyp mit einer Breite von 240 mm erstellt, wobei dieser Wert aus dem Grundriss entnommen wurde. In der Vorlage sind bereits mehrere Ebenen vordeniert. Eine genaue Zuordnung wird in den Abbildungen 4.8 und 4.9 dargestellt. Mithilfe dieser Ebenen sowie weiterer zu denierender Referenzebenen soll die gewünschte Fenster-Familie erstellt werden.

36 28 4 Familien in Revit Abbildung 4.8: Innenansicht Abbildung 4.9: Ansicht Rechts

37 4 Familien in Revit 29 Abbildung 4.10: Fenster-Schemazeichnung Quelle: [2] Das zu modellierende Fenster hat laut Grundriss die Auÿenmaÿe 1,80 m * 2,45 m und die Brüstungshöhe 1,13 m. Auf Ungenauigkeiten und Unstimmigkeiten bei den Geometriedaten wird in Abschnitt 4.5) genauer eingegangen. In der allgemeinen Fenster-Vorlage sind standardmäÿig die Parameter Höhe und Breite unter Abmessungen sowie für die Brüstungshöhe als Standardschwelle/Brüstung unter Sonstige (siehe dazu erneut Abbildung 4.2) bereits vordeniert. Mithilfe der Familientypen-Schaltäche lassen sie sich auf die gewünschten Werte anpassen. Abbildung 4.10 zeigt eine einfache Schemazeichnung eines Fensters mit der Benennung der Bestandteile, wie sie im Folgenden verwendet wird. Als erstes wird der Blendrahmen des Fensters erstellt. Hierfür wird in einer Seitenansicht (Rechts oder Links) eine neue Referenzebene deniert mit dem Namen Blendrahmen, siehe Abbildung Es hat sich als sinnvoll erweisen, in diesem Arbeitsschritt gleich alle weiteren benötigten Referenzebenen in dieser Ansicht zu erstellen, siehe dazu Abbildung Als nächstes werden die Referenzebenen in der Innenansicht angelegt. In dieser Ansicht werden jedoch weniger Ebenen benötigt als in der Seitenansicht und sie müssen auch nicht bezeichnet werden, da sie nicht als Arbeitsebene verwendet werden. Man beginnt mit einer Ebene parallel unterhalb der Sturz-Ebene und rechts parallel zur Links-Ebene. Der Abstand zwischen den Ebenen wird parametrisiert. Dies wird durch das Erstellen einer Bemaÿung zwischen den jeweiligen Ebenen erreicht. Dann wird diesen Bemaÿungen der in der Schaltäche Familientypen (siehe erneut Abbildung 4.2) erstellte Parameter zugewiesen, in diesem Fall Blendrahmen Breite (dargestellt in Abbildung 4.13).

38 30 4 Familien in Revit Abbildung 4.11: Referenzebene Blendrahmen Abbildung 4.12: Referenzebenen

39 4 Familien in Revit 31 Abbildung 4.13: Parameter verwenden

40 32 4 Familien in Revit Der Blendrahmen wird als Extrusion erstellt, als Arbeitsebene wird die zuvor erstellte Referenzebene Blendrahmen verwendet. Es wird zunächst ein Rechteck erstellt, dessen Linien auf den Ebenen Links, Rechts, Sturz und Fensterbank verankert werden, siehe Abbildung Dies ist wichtig, um bei einer Änderung vom Höhe, Breite oder Brüstungshöhe zu gewährleisten, dass sich der modellierte Rahmen mitverändert. Abbildung 4.14: Erstellen des Blendrahmens Mithilfe weiterer Referenzebenen und Parameter wird ein Blendrahmen mit einem Riegel und einem Pfosten erstellt. Um sicherzustellen, dass Riegel und Pfosten sich mittig im Fenster benden, wird die Funktion EQ von Revit verwendet, die dafür sorgt, dass der Abstand zwischen den gewählten Referenzen stets gleich groÿ ist, auch bei Änderung von Parametern (siehe dazu Abbildung 4.15). Abbildung 4.16 zeigt ein Zwischenergebnis. Anschlieÿend wird der erstellten Extrusion in den Eigenschaften noch eine sogenannte Unterkategorie zugewiesen, in diesem Fall Rahmen/Pfosten, sowie das gewünschte Material (siehe Abbildung 4.17). Eine genauere Erläuterung dieser Funktionen ndet in

41 4 Familien in Revit 33 Abschnitt 4.4 statt. Abbildung 4.15: EQ-Abhängigkeit Abbildung 4.16: Fertig modellierter Blendrahmen

42 34 4 Familien in Revit Abbildung 4.17: Zuweisung einer Unterkategorie und eines Materials Als nächstes muss nun der Flügelrahmen erstellt werden. Auch hierfür werden Referenzebenen erstellt und parametrisiert, um eine gleichmäÿige Flügelrahmenbreite zu erreichen. Der elementare Unterschied zur Erstellung des Blendrahmens liegt darin, dass der Flügelrahmen jedoch nicht als Extrusion, sondern als Sweep angelegt werden muss. Beim Erstellen eines Sweeps hat man anfangs die Möglichkeit zu wählen, ob man den Pfad, an dem der Volumenkörper entlang läuft, selbst zeichnet oder eine bereits vorhandene Linie auswählt. Es wird die zweite Möglichkeit gewählt, da sie das Erstellen des Sweeps erleichtert (siehe Abbildung 4.18). Abbildung 4.18: Sweep erstellen: Wählen eines Pfads Nun werden die inneren Kanten des Blendrahmens, Pfostens und Riegels gewählt, die die Begrenzung des Flügelrahmens bilden (für Details siehe Abbildung 4.19). Der Sweep benötigt nun noch ein Prol, welches in einer Seitenansicht (Links oder Rechts) deniert wird (Abbildung 4.20). Auch hier wird durch das Verankern an den Ebenen

43 4 Familien in Revit 35 Abbildung 4.19: Sweep erstellen: 3D-Kante wählen Abbildung 4.20: Sweep erstellen: Denieren eines Prols

44 36 4 Familien in Revit sichergestellt, dass sich bei einer Änderung der Parameter der Flügelrahmen mitverformt. Jedem der vier Flügelrahmen werden nun noch Unterkategorie und Material zugewiesen, ebenso wie beim Blendrahmen (Abbildung 4.17). Die Sprossen im Flügelrahmen werden ebenso wie der Blendrahmen als Extrusion erstellt, jedoch wird als Arbeitsebene der Flügelrahmen verwendet. Während die Anfangsebene des Volumenkörpers immer die gewählte Arbeitsebene ist (und sie somit als Verankerung fungiert), wird das Ende der Sprossen sowie das des Flügelrahmens auf der Referenzebene Winkeleisen Auÿen verankert. Auch dieser Extrusion wird die Unterkategorie Rahmen/Pfosten zugewiesen sowie das gewünschte Material. Nun fungiert das Fenster als statischer Körper in der Wand, die sich mithilfe eines Parameters zwischen den Referenzebenen verschieben lässt. Dafür wurde der Parameter Abstand Innen eingeführt. Mit ihm lässt sich die Position des Fensters in der Tiefe der Wand beliebig anpassen. Im Gegensatz zu den anderen Parametern, die eindeutig für dieses Modell sind, könnte der Abstand jedoch bei jedem Exemplar variieren, je nachdem, in welchen Wandtyp es im Modell gesetzt wird. Aus diesem Grund wurde der Parameter Abstand Innen nicht als Typ-Parameter erstellt (so wie alle anderen verwendeten Paramater), sondern als Exemplar-Parameter. Diese Einstellung nimmt man über die Schaltäche Familientypen in den Eigenschaften des Parameters vor (siehe Abbildung 4.21). Abbildung 4.21: Erstellen eines Exemplar-Parameters Diese Einstellung sorgt dafür, dass beim späteren Platzieren der Familie in einem Projekt

45 4 Familien in Revit 37 für jedes Exemplar dieser Familie ein eigener innerer Abstand deniert werden kann. Verändert man im Projekt einen Typen-Parameter wie beispielsweise die Höhe, wird sie bei jedem platzierten Exemplar geändert, was beim Abstand nicht zielführend wäre. Bevor nun weitere Volumenkörper erstellt werden, wird zunächst mithilfe mehrerer Parameter ein systematischer Aufbau der Referenzebenen erstellt. Das Ergebnis ist in Abbildung 4.22 dargestellt. Dies erleichtert im Folgenenden das Modellieren. Abbildung 4.22: Aufbau der Ebenen in einer Seitenansicht Da der Aufbau eines Fenster nicht realitätsgenau nachmodelliert wird (siehe Abschnitt 4.1.1), sondern ein vereinfachter Aufbau gewählt wurde, genügen die erstellten Ebenen, um ein Modell zu erhalten, das äuÿerlich dem gewünschten Fenster entspricht. Es wird von Innen nach Auÿen modelliert, aus diesem Grund wird mit dem inneren Winkeleisen begonnen. Dieses wird, ebenso wie der Flügelrahmen, als Sweep erstellt. Beim Wählen des Pfades ist es jedoch wichtig, keine horizontale, sondern eine senkrechte Linie zuerst zu wählen, sodass das Prol nicht in einer Seitenansicht, sondern in einer Draufsicht erstellt werden muss. Andernfalls ist es nicht möglich, die gewünschte Form zu erstellen. Welche Linie als erstes angewählt wurde, erkennt man an einer Ebene, die an dieser erstellt wird, siehe hierfür Abbildung Das innere Winkeleisen wird ebenfalls an Ebenen verankert, als Arbeitsebene wird Flü-

46 38 4 Familien in Revit Abbildung 4.23: Wählen des richtigen Pfades beim erstellen eines Winkeleisens gelrahmen gewählt, während die Tiefe an der Ebene Winkeleisen Innen verankert wird. Dieser Vorgang wird für alle (in diesem Fall) 36 benötigten inneren Winkeleisen ausgeführt. Pro Winkeleisen werden somit sechs Abhängigkeiten gesetzt, vier für den Pfad, zwei im Prol (siehe Abbildung 4.24). Die Winkeleisen gehören, ebenso wie alle bisher erstellten Körper, zur Unterkategorie Rahmen/Pfosten und erhalten ebenfalls ein Material. Als nächstes wird die innere Glasscheibe als Extrusion erstellt. Als Arbeitsebene wird Winkeleisen Innen gewählt, was dafür sorgt, dass das Ende der innerne Winkeleisen und der Beginn der inneren Glasscheiben direkt aneinander liegen. Das Ende der Extrusion wird auf der Ebene Glas Innen verankert. Von nun an lässt sich die Stärke der Glasscheibe mittels des Parameters Glasstärke steuern. Es werden alle inneren Glasscheiben des Fensters in einer Extrusion erstellt. Das Ergebnis, inklusive aller Abhängigkeiten, ist in Abbildung 4.25 dargestellt. Das Isolierungsmaterial wird ähnlich zu der inneren Glasscheibe erstellt. Als Arbeitsebene wird Glas Innen verwendet, die Tiefe wird auf der Referenzebene Isolierungsmaterial verankert, somit lässt sich nun über den Parameter Isolierungsmaterialstärke die Tiefe der Extrusion verändern. Auch hier werden die äuÿeren Umrandungen an den Sprossen des Fensters verankert, um bei einer Änderung der Parameterwerte indviduell angepasst

47 4 Familien in Revit 39 Abbildung 4.24: Abhängigkeiten im Winkeleisen

48 40 4 Familien in Revit Abbildung 4.25: Erstellen der inneren Glasscheibe

49 4 Familien in Revit 41 werden zu können. Auf das Isolierungsmaterial folgt eine weitere Glasscheibe, welche als Extrusion in der Arbeitsebene Isolierungsmaterial erstellt wird. Die Tiefe wird auf der Referenzebene Glas Auÿen verankert, dessen Position ebenfalls mit dem Parameter Glasstärke verändert werden kann. Die innere und äuÿere Glasscheibe erhalten nun die Unterkategorie Glas und ihr Material soll sich nach der Kategorie richten. Dies führt dazu, dass allen Glasscheiben das Material Glas zugewiesen wird. Es fehlen als letztes die äuÿeren Winkeleisen, die äquivalent zu den inneren Winkeleisen als Sweep modelliert werden. Auch sie erhalten die Unterkategorie Rahmen/Pfosten und ein Material. Abschlieÿend wird in die Familie ein eigens erstellter Fenster-Handgri geladen und platziert, um ein möglichst realistisches Modell zu erhalten. Der Handgri wurde in einer allgemeinen Familien-Vorlage aus einer Extrusion sowie einer Sweep- Verschmelzung modelliert. Über die Registerkarte Einfügen > Gruppe Bibliothek laden > Familie laden lässt sich die Datei in die Familie laden und über die Registerkarte Erstellen > Gruppe Modell > Bauteil in die Familie einfügen, siehe dafür Abbildung Dadurch wurde eine sogenannte verschachtelte Familie erzeugt. Das Konzept der verschachtelten Familie wird im nachfolgenden Abschnitt näher dargelegt. Abbildung 4.26: Familie in eine Familie laden Zuletzt wird die geladene Familie auf der Referenzebene Flügelrahmen verankert. Dies sorgt dafür, dass bei einer Änderung der Position des Fensters in der Tiefe der Wand sich der Handgri gemeinsam mit dem Fenster bewegt. Abschlieÿend werden noch eine Auÿenansicht des modellierten Fensters sowie zwei Detailaufnahmen in den Abbildungen 4.27, 4.28 und 4.29 gezeigt.

50 42 4 Familien in Revit Abbildung 4.27: Auÿenansicht Abbildung 4.28: Detailaufnahme Innen

51 4 Familien in Revit 43 Abbildung 4.29: Detailaufnahme Auÿen

52 44 4 Familien in Revit Fenster-Modell für die Labor-Räume 2, 5, 10, 16, 19 und 20 Der Ansatz dieser Fenster-Familie ist identisch mit der zuvor vorgestellten Familie. Als Breite wird 3,42m angenomen, die Höhe beträgt 6,56m und die Brüstungshöhe liegt bei 1,05m (alle Werte stammen aus dem Grundriss). Die fertiggestellte Familie ist in Abbildung 4.30 dargestellt. Abbildung 4.30: Innenansicht der fertiggestellten Fensterfamilie Zunächst wird die Wandstärke auf die späteren Werte angepasst, dann werden Blendrahmen, Riegel und Pfosten nach den gemessenen Werten modelliert. Dieses Fenster besitzt jedoch, im Gegensatz zu der vorherigen Familie, an jedem Pfosten ein Fensterbrett mit einer Tiefe von 9,5cm, siehe Abbildung Dieses Fensterbrett wird als Extrusion modelliert, weshalb eine neue Referenzebene Fensterbrett erstellt wird, die als

53 4 Familien in Revit 45 Abbildung 4.31: Fensterbrett in der Fenster-Familie Arbeitsebene fungiert. Die Tiefe der Extrusion wird an dem Blendrahmen verankert, so wird erreicht, dass sich das Fensterbrett beim ändern des inneren Abstandes mitbewegt. Das bisherige Ergebnis ist in Abbildung 4.32 dargestellt. Abbildung 4.32: Fenster-Familie mit Blendrahmen Würde man nun genauso vorgehen wie bei dem Fenster-Modell zuvor, erhielte man eine

54 46 4 Familien in Revit Datei mit so vielen internen Abhängigkeiten, dass eine Bearbeitung nahezu unmöglich würde. Eine genauere Erläuterung des Problems ndet in Abschnitt 4.5 statt. Eine Lösung dieses Problems wäre das Erstellen einer verschachtelten Familie. Dies bedeutet, dass eine fertig modellierte Familie bei der Erstellung einer neuen Familie in diese Datei geladen wird. Der gröÿte Vorteil dieses Konzepts liegt darin, dass die Rechenleistung dadurch viel weniger beeinträchtigt wird als durch das Erstellen weiterer Volumenkörper. Während beispielsweise ein Flügelrahmen 219 Abhängigkeiten benötigt, um innerlich beliebig verformbar zu sein (siehe Abschnitt 4.5), würde eben jener komplett modellierte Flügelrahmen, geladen in die Familie, bloÿ eine einzige Abhängigkeit benötigen, um seine Position eindeutig zu bestimmen. Äuÿerlich lieÿe sich kein Unterschied erkennen, auÿer dass das Objekt im Familieneditor als eine Art Gruppe seiner Volumenkörper fungiert, die nun nicht mehr einzeln anwählbar sind. Dies führt einen auch zu dem elementaren Problem von verschachtelten Familien: Ein Groÿteil der Dynamik des Fensters geht verloren. Die geladene Familie ist ein statisches Objekt, das sich nicht verformen lässt. Werden Änderungen beispielsweise am Blendrahmen vorgenommen, in den der Flügelrahmen als geschachtelte Familie gesetzt wurde, verändert sich der Flügelrahmen nicht gemeinsam mit dem Blendrahmen. Dementsprechend ist es nicht ratsam, Veränderungen vorzunehmen. Sollten sie gewünscht sein, müsste die zu verschachtelnde Familie ebenfalls manuell angepasst werden, um dann erneut in die zu verändernde Familie geladen zu werden. In diesem Fall war es jedoch unabdingbar, dieses Konzept zu nutzen (für Näheres siehe Abschnitt 4.5). Im Folgenden wird nun beschrieben, was dabei zu beachten ist, wenn ein in sich verschachteltes Fenster erstellt werden soll. Wie bereits anfangs erwähnt, wird für ein Fenster ein Basisbauteil benötigt, in diesem Fall eine Wand (es könnte auch ein Dach sein, falls es sich um ein Dachfenster handelt). Der zu modellierende Flügelrahmen des Fensters darf jedoch nicht als Fenster selbst modelliert werden, denn sein Basisbauteil soll keine Wand sein, sondern ein Fenster. Für solch einen Fall liegt kein Modell vor, mit dem man beginnen könnte, wie beim allgemeinen Fenster das Modell M_Fenster.rft. Stattdessen wird nun ein allgemeines Modell genutzt (im deutschsprachigen Revit M_Allgemeines Modell.rft). Zunächst wird durch Deniton mehrerer Referenzebenen eine ähnliche Struktur wie beim allgemeinen Fenstermodell aufgebaut. Desweiteren werden die Unterkategorien Rahmen/Pfosten und Glas identisch zu den vordenierten Unterkategorien aus M_Fenster.rft angelegt. Der in Abschnitt beschriebene Aufbau der Ebenen sowie die Parameter wurden 1:1 für dieses Modell übernommen, siehe dafür Abbildungen 4.33 und Die äuÿeren Maÿe des zu modellierenden Flügelrahmens wurden aus der Familie entnommen,

55 4 Familien in Revit 47 in die er platziert werden soll. Abbildung 4.33: Innenansicht des Flügelrahmens Abbildung 4.34: Seitenansicht des Flügelrahmens Das Erstellen des Flügelrahmens unterscheidet sich ab diesem Punkt nicht mehr von der in Abschnitt beschriebenen Modellierung (abgesehen von der Tatsache, dass

56 48 4 Familien in Revit der Flügelrahmen nicht am Blendrahmen verankert werden kann, dies erfolgt erst beim Laden der Familie in die andere). Ein fertig erstellter Flügelrahmen ist in Abbildung 4.35 dargestellt. Abbildung 4.35: Flügelrahmen-Familie Als nächstes wird der fertiggestellte Flügelrahmen in die Fensterfamilie geladen. Dies geschieht äquivalent zum Handgri, siehe dafür erneut den letzten Absatz des Abschnitts Die geladenene Familie wird nun an die richtige Position geschoben und an der Ebene Flügelrahmen verankert, wie in Abbildung 4.36 erkennbar ist. Dies ermöglicht es, weiterhin die Position des Fensters in der Tiefe der Wand zu verändern.

57 4 Familien in Revit 49 Abbildung 4.36: Verankerung der Familie Nachdem alle Flügelrahmen platziert und verankert wurden, wird wie in der Familie aus Abschnitt der Handgri geladen und mehrfach positioniert. Auch er wird auf der Referenzebene Flügelrahmen verankert Modellierung des Dachfensters Wie bereits in Abschnitt erwähnt, gibt es in Revit standardmäÿig keine Dachfenster. Unter den Familienvorlagen bendet sich ebenfalls keine Vorlage für Dachfenster, alle vorhandenen Fenstervorlagen beinhalten eine Wand, kein Dach. Zum Modellieren bleiben nun zwei Möglichkeiten: Als Vorlage wird entweder das allgemeine Modell verwendet, in dem sich ein Dach bendet (M_Allgemeines Modell (Dach).rft) oder es wird die einzige ladbare Dachfensterfamilie (Dachfenster 1-g.rfa) als Grundgerüst verwendet. Da die vorhandene Familie in ihren Eigenschaften gut auf das zu modellierende Fenster passt und um den Aufwand im Vergleich zu den Fassadenfenstern ein wenig geringer zu halten, wurde die zweite Möglichkeit gewählt. Die vorhandene Fensterfamilie wurde auf die Maÿe des zu erstellenden Fensters angepasst (2,56m x 3,10m) und anschlieÿend wurden durch die Verwendung von Extrusions die Riegel und Pfosten modelliert. Durch Denieren weiterer Referenzebenen konnte der Aufbau des Fensters nachmodelliert werden. Im Gegensatz zu den Wand-Fensterfamilien wurde in dieser Familie eine Schemazeichnung an der Stelle verwendet, an der es eine Önungsmöglichkeit im Dachfenster gibt. Die Art der Schemazeichnung aus der vorhanden Dachfensterfamilie übernommen.

58 50 4 Familien in Revit Abbildung 4.37: Dachfensterfamilie im Projekt In Abbildung 4.37 ist ein Rendering des Dachfensters im Projekt gezeigt. 4.3 Beispielhafte Modellierung einer Tür Im Folgenden wird die beispielhafte Modellierung der Auÿentüren bzw. -tore sowie der Innentüren genauer erläutert. Da es sich bei einer Tür, ebenso wie bei einem Fenster, um ein bauteilbasiertes Objekt handelt, ist es sinnvoll, eine Vorlagendatei einer Tür von Revit zu verwenden. Dies war im konkreten Fall im deutschsprachigen Revit die Datei M_Tür.rft Modellierung der Auÿentüren und -tore Quelle: von Revit zur Verfügung gestellte Datei M_Tür.rft Abbildung 4.38: Zarge einer Türfamilie Eine Tür besteht im Zweifelsfall aus einer Zarge, deren Rahmen ein wenig tiefer als die Wand ist, zu Verdeutlichung siehe Abbildung Die zu modellierenden Auÿentüren benden sich jedoch alle in etwa 1m starken Wänden, was der Grund sein wird, weshalb in der Realität der Türrahmen nicht tiefer als die Wandstärke ist. Die

59 4 Familien in Revit 51 Quelle: eigene Fotoaufnahme Abbildung 4.39: Fotoaufnahme der Auÿenfassade des Gebäudes TIB13-B Auÿentüren werden somit ähnlich modelliert wie die Fensterfamilien, nämlich mit einem Parameter, der die Position der Tür in der Tiefe der Wand bestimmt. Dieser Parameter wurde, wie bereits zuvor bei der Fensterfamilie beschrieben, erneut als Exemplarparameter angelegt, um eine individuelle Position jeder Tür im Projekt zu ermöglichen. Die Türen zu den Treppenhäusern sowie die Tore zu den Laboren haben eine ähnliche Erscheinung wie die Fassadenfenster, wie sich in Abbildung 4.39 gut erkennen lässt. Sie werden ebenso wie die in Abschnitt beschriebene Fensterfamilie als verschachtelte Familie modelliert. Um hohe Ladezeiten zu vermeiden, wurde erneut der Flügelrahmen als zu verschachtelnde Familie erstellt, wobei hier erwähnt sei, dass die Maÿe des Flügelrahmens der Tür nicht mit den Maÿen eines Flügelrahmens in einer der Fensterfamilien übereinstimmen. Um eine genaue Abbildung der zu modellierenden Türen zu erhalten, wurden ausschlieÿlich Extrusions verwendet (abgesehen vom Flügelrahmen). Diese wurden entweder als Kompakt- oder Abzugskörper deniert, um eine genaue Nachbildung der Ornamente in den Türügeln zu erhalten. Eine Detailaufnahme ist in Abbildung 4.40 dargestellt. Das Ziel war eine so realitätsnahe Familie wie möglich zu erstellen, aus diesem Grund wurde für jede Auÿentür seine auf Fotoaufnahmen erkennbare individuelle Drückergarnitur mit Schloss als weitere Familie erstellt, siehe Abbildung Diese Familien wurden in die jeweilige Türfamilie geladen und auf dem Rahmen verankert. Einzig die Auÿentür, durch die man zu den Hörsälen gelangt, hat eine komplett andere Form als die zuvor gezeigte. Sie scheint aus grau verzinktem Metall zu bestehen, enthält mehrere groÿe Glasscheiben sowie eine Gitterkonstruktion an den Türügeln. Aufgrund der einfachen Struktur mussten keine Bauteile der Tür in weiteren Familien modelliert

60 52 4 Familien in Revit Abbildung 4.40: Detailaufnahme einer Türfamilie Abbildung 4.41: Drückergarnituren der Auÿentüren und -tore werden, jedoch wird sie durch Einfügen der Drückergarnitur ebenfalls zu einer verschachtelten Familie. Um die korrekte Darstellung einer Tür in einer technischen Zeichnung zu gewährleisten, werden in der Grundriss-Ansicht dem Modell noch sogenannte symbolische Linien hinzugefügt (Registerkarte Beschriften > Gruppe Detail > Symbolische Linie). Die technische Darstellung einer Tür besteht aus einer Linie, deren Länge der Türbreite entspricht und einem Viertelkreisbogen. Diese Ergänzung wurde bei jeder Türfamilie vorgenommen Modellierung der Innentüren Im Gebäude TIB13-B gibt es eine groÿe Anzahl von Innentüren. Für das zu erstellende Modell wurden mehrere verschiedene Familien erstellt und diese zusätzlich in verschiedene Familientypen untergliedert. Dies bedeutet, dass es innerhalb der Familie mehrere Varianten dieser Familie mit unterschiedlichen Maÿen gibt.

61 4 Familien in Revit 53 Das Erstellen verschiedener Familientypen wird mithilfe der Parameter in der Familie vorgenommen. Als Beispiel sei die Innentür angeführt, die in den Fachbereichen im Gebäude (3. bis 5. Stock) verwendet wurde. Die Türen der Büroräume ähneln sich alle äuÿerlich, weisen teilweise jedoch unterschiedliche Maÿe auf. In diesem konkreten Beispiel ändert sich sowohl die Breite der Tür als auch die Höhe des Oberlichts. In Abbildung 4.42 sind alle erstellten Familientypen der Tür dargestellt. Abbildung 4.42: Familientypen der Innentür 4.4 Zuweisen einer Unterkategorie und Erstellen eines Materials In Revit ist es möglich, durch Erstellen sogenannter Unterkategorien, das Aussehen bzw. die Darstellung verschiedener Bauteile zu steuern. Dies bedeutet beispielsweise, dass allen Objekten, die derselben Unterkategorie angehören, automatisch dasselbe Material zugewiesen wird. Durch Zuweisung verschiedener Linienfarben wäre es auch möglich, durch einen Blick auf das Objekt zu erkennen, welcher Volumenkörper welcher Unterkategorie angehört. In der allgemeinen Fenster-Vorlage in Revit sind bereits mehrere Unterkategorien vordeniert. Man ndet sie unter der Registerkarte Verwalten > Objektstile, siehe Abbildung Für die erstellten Fensterfamilien wurden nur die Unterkategorien Rahmen/Pfosten sowie Glas verwendet, um eine Übersichtlichkeit über das Modell zu gewährleisten. Im allgemeinen Modell für Familien (M_Allgemeines Modell.rft) ist nur die Unterkate-

62 54 4 Familien in Revit Abbildung 4.43: Liste aller Unterkategorien in der Datei M_Fenster.rft gorie Unsichtbare Linien vorhanden. In der Schaltäche Objektstile lässt sich jedoch über den Button Neu auch eine neue Unterkategorie erstellen. Dementsprechend wurden für die im allgemeinen Familienmodell erstellten Flügelrahmen die Unterkategorien Rahmen/Pfosten sowie Glas äquivalent zu denen in der allgemeinen Fensterfamilie erstellt. Die Zuweisung eines Materials ist essentiell, wenn eine originalgetreue Darstellung des Objektes gewünscht ist. Aufgrund der Tatsache, dass keines der in der Bibliothek vorhanden Materialien dem gewünschten Material für die Fensterrahmen entsprach, wurde ein eigenes Material erstellt. Der einfachste Weg zum Erstellen eines Material führt darüber, ein bereits vorhandenes ähnliches Material zu duplizieren. Dies geschieht im sogenannten Material-Browser, der über die Registerkarte Verwalten > Materialen aufgerufen werden kann, siehe Abbildung Als Material der Fassadenfenster im zu modellierenden Gebäude wurde eine lackierte (und möglicherweise feuerverzinkte) Stahllegierung angenommen. Dies wird durch die Haptik und durch die Verwendung von Hutmuttern zur Befestigung der Winkeleisen bestätigt. Für das Aussehen des Materials wurde ein Ausschnitt aus einer Detailaufnahme eines Fensters verwendet sowie versucht, den Farbton des Originalrahmens zu reproduzieren,

63 4 Familien in Revit 55 dargestellt in Abbildung Abbildung 4.44: Material-Browser: Hinzufügen eines Materials Abbildung 4.45: Material-Browser: Erstellen des gewünschten Materials

64 56 4 Familien in Revit 4.5 Fehler und Probleme Im folgenden soll ein Überblick darüber gegeben werden, wann es bei der Modellierung zu Problemen oder Fehlern kam. Dies waren teilweise Probleme mit Revit selbst, aber auch Fehler in den vorliegenden Daten, nach denen die Familien erstellt werden sollten Fehler und Probleme bei der Fenstermodellierung Allgemein Im Gebäude TIB13-B lassen sich die verwendeten Fenstertypen grob in zwei Bereiche unterteilen: Fenster in der Fassade des Gebäudes und Fenster in Büro- oder Seminarräumen, die zum Lichthof zeigen. Alle in der Fassade verwendeten Fenster haben ein ähnliches Erscheinungsbild, welches sich durch einen lackierten Metallrahmen sowie eine enge Unterteilung der einzelnen Flügelrahmen mithilfe vieler Sprossen auszeichnet. Die Fenster zur hinteren Seite des Gebäudes bestehen ebenfalls aus Metallrahmen, wurden jedoch nicht so eng unterteilt und wirken insgesamt moderner. Es wird vermutet, dass aufgrund des Denkmalschutzes die Erscheinung der Fassade erhalten bleiben musste, diese Regelung jedoch nicht die von Auÿen nicht einsehbare Rückseite betrit Maÿe der Fenster in den Grundriss-Plänen Die in den vorliegenden Plänen angegebenen Maÿe der einzelnen Fenster konnten bloÿ stichprobenartig überprüft werden, wobei sich zeigte, dass die gemessenen Werte mit denen der Grundrisse nur selten übereinstimmen. Ein Aufmaÿ in dieser Gröÿenordnung zu erstellen ist grundsätzlich eine Herausforderung, da die Maÿe einzelner Fenster (teilweise über sechs Meter hoch und über drei Meter breit) nur mit groÿer Sorgfalt oder technischen Geräten genau ermittelt werden können. Zusätzlich ergibt sich das Problem, dass beim Einbau der Fenster die teilweise zu groÿ erstellten Önungen für die Blendrahmen verkleidet wurden, um das Fenster trotzdem einpassen zu können. Beim Messen des Fensters wird jedoch meist die Önung in der Wand gemessen, wodurch es zu Abweichungen kommt. Bei einer Ansicht von Auÿen lässt sich eindeutig erkennen, dass alle im Erdgeschoss verwendeten Fenster vom gleichen Typ sind (für eine Verdeutlichung siehe Abbildung 4.46). Überprüft man die Werte der einzelnen Fenster im Grundriss, stellt man jedoch fest, dass sie voneinander abweichen. Dies kann nur, wie oben beschrieben, auf den Einbau zurückgeführt werden, denn es ist unwahrscheinlich, dass die gelieferten Fenster tatsächlich unterschiedliche Maÿe hatten. Dieses Problem wurde gelöst, indem der Mittelwert der vorhanden Werte im Grundriss ermittelt und auf die genutzte Genauigkeit aufgerundet wurde (in diesem Fall waren das Zentimeter).

65 4 Familien in Revit 57 Quelle: eigene Fotoaufnahme des Gebäudes TIB13-B Abbildung 4.46: Ausschnitt der Fassade des Gebäudes Anzahl der Abhängigkeiten in einer Familie Die im folgenden beschriebene Familie ist ein Modell eines Fassadenfensters, die Details der Modellierung wurden in den Abschnitten und erläutert. Besteht ein Flügelrahmen aus vier Sprossen - zwei vertikal, zwei horizontal - entstehen neun Bereiche, in denen der Aufbau inneres Winkeleisen > innere Glasscheibe > Isolierungsmaterial > äuÿere Glasscheibe > äuÿeres Winkeleisen modelliert werden muss. Jedes Winkeleisen benötigt sechs Abhängigkeiten, um sich bei Änderungen an dem Modell mitverformen zu können, jede Glasscheibe und jede Isolierungsmaterialschicht benötigen vier. Zusätzlich benötigen jede Glasscheibe-Extrusion sowie das Isolierungsmaterial- Extrusion insgesamt eine weitere Abhängigkeit, um ihre Tiefe auf einer Ebene zu xieren. Pro Flügelrahmen ergeben sich somit insgesamt = 219 Abhängigkeiten. Hinzu kommen noch die Abhängigkeiten des Blendrahmens sowie des Flügelrahmen-Sweeps selber. Nun entsteht das Problem, dass Revit ab einer gewissen Anzahl Abhängigkeiten sehr viel Zeit benötigt, um eine neue zu setzten. Es wird vermutet, dass dies daran liegt, dass intern geprüft wird, ob eine Kreisreferenz vorliegt. Dies bedeutet, dass jedes Mal, wenn eine neue Abhängigkeit gesetzt wird, alle bereits gesetzten Abhängigkeiten erneut geprüft werden. Etwa ab der Modellierung des zweiten Flügelrahmens einer Fenster- Familie traten beim Setzen einer neuen Abhängigkeit Wartezeiten von anfangs etwa 20 Sekunden auf, die sich mit der Zeit auf über eine Minute vergröÿerten (etwa alle 10 weiteren Abhängigkeiten trat eine Verlangsamung von 10% der Gesamtwartezeit auf). Bei einer Gesamtanzahl von Abhängigkeiten jenseits der 800 bei kleineren Fenstern wie dem in Abschnitt beschriebenen und über 3400 für das Modell aus Abschnitt ist es schlichtweg nicht möglich oder sinnvoll, diese Methode anzuwenden. Aus diesem Grund wurde das Konzept der verschachtelten Familie für alle Fenster ab einer gewissen Menge von Volumenkörpern verwendet. Um allerdings auch bei diesem

66 58 4 Familien in Revit Konzept die ineinander zu verschachtelnden Familien relativ klein zu halten, wurden nicht alle Details des Originalfensters modelliert. Dies betrit vorallem die Hutmuttern der doppeltverglasten Fassadenfenster, aber auch die Scharniere der Handgrie, die sich in den oberen Zweidritteln des Fensters benden Dynamisches Verhalten einer parametrisierten Familie Der Sinn der in Abschnitt erwähnten Abhängigkeiten von Objekten innerhalb einer Familie liegt darin, dass ein dynamisches Verhalten dieser Objekte erreicht werden soll. Wird beispielsweise die Höhe des modellierten Objekts verändert, sollte es durch Ändern des Parameters Höhe möglich sein, dass sich jedes abhängige Element in der Familie entsprechend anpasst. Es zeigte sich jedoch, dass dies oftmals nicht möglich war. Stattdessen zeigt Revit eine Fehlermeldung, dass bei Änderung eines Parameters ein Groÿteil der Abhängigkeiten entfernt werden muss. Nach welchem Schema das Programm hierbei vorgeht, kann der Benutzer anhand der Fehlermeldung nicht erkennen. In dieser werden die Objekt-IDs der betroenen Volumenkörper und der beanstandeten Abhängigkeiten angegeben, siehe Abbildungen 4.47 und Zwar besteht die theoretische Möglichkeit, sich die betroenen Objekte in der Grak anzeigen zu lassen (Button Anzeigen), in der Praxis zeigte sich jedoch, dass dieses Feld fast immer ausgegraut blieb. Dies erschwert erheblich das Nachvollziehen der Fehlermeldung. Abbildung 4.47: Fehlermeldung: Abhängigkeiten werden nicht eingehalten Teilweise entstehen durch das Entfernen der Abhängigkeiten, wie von der Fehlermeldung vorgeschlagen, weitere Fehler, die nur dadurch behoben werden können, dass weitere Volumenkörper entfernt werden, siehe Abbildung Eine Änderung der Werte mancher Parameter ist somit trotz systematischer Modellierung nicht möglich. Dies führt dazu, dass sich ähnelnde Fensterfamilien nicht durch geringes Anpassen der Parameter erzeugt werden konnten, sondern teilweise von Grund auf neu modelliert

67 4 Familien in Revit 59 Abbildung 4.48: Fehlermeldung: Abhängigkeiten werden nicht eingehalten - Erweitert Abbildung 4.49: Fehlermeldung: Die Linie ist zu kurz werden mussten. Bei einer Modellierungsdauer einer Familie von sechs bis acht Stunden bedeutet dies einen erheblichen Mehraufwand. Wünschenswert wäre ein Tool, welches es dem Benutzer ermöglicht, eine Übersicht in tabellarischer Form über alle in der Familie erstellten Abhängigkeiten anzeigen zu lassen. Das Anwählen einer Abhängigkeit sollte zum Anzeigen der durch die Abhängigkeit verknüpften Objekte führen. Für den normalen Nutzer von Revit ist zurzeit lediglich die