Vectorworks und IDA-ICE. Vom CAAD Entwurf zur dynamischen Simulation. Dr. Sven Moosberger, Dipl. Phys. Marcel Hohl, Dipl. Arch.

Transkript

1 BiSol Workshop Lugano 16. November Interaktive Werkzeuge und Hilfestellungen für die Planung von gebäudeintegrierten Solaranlagen Vectorworks und IDA-ICE Vom CAAD Entwurf zur dynamischen Simulation Dr. Sven Moosberger, Dipl. Phys Marcel Hohl, Dipl. Arch. MAA FH HSLU T&A, ZIG HSLU T&A, CCTP Luzern,

2 Inhalt I CAAD und Workflow II Dynamische Simulation und Workflow III Solare Strategien

3 IDA ICE 4.0 by

4 I CAAD und Workflow

5 Konventioneller CAAD Workflow Auftraggeber Haustechnik-Ingenieur Elektro-Ingenieur Gebäudebewirtschaftung Einfaches Gebäudemodell 2d-Zeichung, nicht vernetzt Bau-Ingenieur / Statiker Klima-Designer Export 2d Zeichnungen, Hersteller / Unternehmer Architekt -Beteiligte Planer arbeiten mit eigener Planstruktur -Erheblicher Koordinierungs- und Arbeitsaufwand -Fehlerquote ist sehr hoch

6 Optimierter CAAD Workflow durch Building Information Modeling (BIM) Auftraggeber Haustechnik-Ingenieur Import IFC- Gebäudemodell Elektro-Ingenieur Gebäudebewirtschaftung Gemeinsames Projektmodell Bau-Ingenieur / Statiker Klima-Designer Export IFC- Gebäudemodell Hersteller / Unternehmer Architekt -Verbesserte Qualität der Daten, da sie alle auf eine gemeinsame Datenbasis zurückgehen und ständig synchronisiert werden -Unmittelbare und kontinuierliche Verfügbarkeit aller aktuellen und relevanten Daten für alle Beteiligten -Verbesserter Informationsaustausch zwischen Planungsbeteiligten -Kontinuierliche Datenaufbereitung während des gesamten Lebenszyklus' eines Gebäudes

7 Nachhaltigkeitsstrategien und Kosten Reed and Gordon, 2000

8 cross_section.jpg Vectorworks und IDA ICE: Vom CAAD Entwurf zur dynamischen Simulation Beispiel CAAD Workflow Sanierung 50er-Jahre Siedlung in Luzern -Datenbeschaffung und Eingabe ins CAAD -Bestehendes Gebäude als Grundlage

9 Beispiel CAAD Workflow Sanierung 50er-Jahre Siedlung in Luzern -Bestehende Situation als 3d Modell

10 -Sanierungsstrategie integriert und als 3d-Modell aufgebaut -Definition der IFC-Elemente

11 -Sanierungsstrategie als 3d-Modell, IFC Elemente Definiert -Export Intelligentes-Gebäudemodell als IFC Projekt

12 -Sanierungsstrategie als 3d-Modell

13 II Dynamische Simulation und Workflow

14 Gebäudesanierung mit aktiven Solarsystemen Sanierungsstrategie Elfenau Luzern Quelle: CCTP Solarstrommodul Quelle: GLASSXprisma Quelle: GLASSX, 2009

15 Gekoppelte Simulation von Gebäude und Technik Klima Produkte Objektbasierte Simulationsumgebung LEISTUNGSBERECHNUNG GEBÄUDE (passiv solar) CAD - BIM Materialien LEISTUNGSBERECHNUNG TECHNIK (aktiv solar) Auswertung: - Resourcen-Verbrauch (Energie, CO 2, ) - Behaglichkeit (Temperatur, Tageslicht, Luftfeuchte, CO 2 -Konzentration )

16 Simulationstools, wie wir sie kennen CAAD Dynamische Simulation Nutzer: Architekt Produzent Ingenieur Entwickler Frage, Auftrag Antwort, Resultat Nachteiliger Workflow: Jeder Benutzer arbeitet mit seinem Tool Tool-Grenzen wirken als Kommunikations-Barrieren

17 Simulationstools für Architekten: Oft versuchter Aus weg CAAD Plugin-Simulation Dynamische Simulation Nutzer: Architekt Produzent Ingenieur Entwickler Frage, Auftrag Antwort, Resultat Nachteiliger Workflow: Jeder Benutzer arbeitet mit seinem Tool Tool-Grenzen wirken als Kommunikations-Barrieren Flow-Sackgasse

18 Simulationstools für Architekten: Geeigneter Weg CAAD Dynamische Simulation Nutzer: Architekt Produzent Ingenieur Entwickler Frage, Auftrag Antwort, Resultat Geeigneter Workflow: Tool-Grenze bei demselben Benutzer Simulation in frühem Planungsstadium (Entwurfsphase) Tool als Kommunikations-Hilfsmittel

19 Simulationstools für Architekten: Workflow Geometrie Der Ingenieur hat die Möglichkeit, das System zu detaillieren Oder Modelle zu spezifizieren Materialien, Produkte, Gebäude- Systeme Simulation Produkte, Gebäudetechnik-Systeme

20 Simulationstools für Architekten: Demonstration Workflow

21 III Solare Strategien

22 Solare Strategien und Gebäude Kolonialisation auf anderem Gebäude Addition auf Hülle aufgesetzt Integration in Hülle integriert Fusion in Gebäude und Hülle integriert Konstruktion passive Klimatypologie Solardach Stade de Suisse Bern, 2005 Quelle: Quelle: IG Solar EFH in St. Moritz Quelle: 3s Swiss Solar Systems, 2009 Zaha Hadid, Abu Dhabi Performing Arts Centre Quelle: floornature.com aktiv aktiv (passiv) aktiv (passiv) aktiv + passiv passiv Ökolog. Energiesparhaus Quelle: Arch. Straub- Freier, Überlingen Neubau Neubau (Kontext) Sanierung Sanierung (Denkmal)

23 Ziel Solare Strategien - als entwurfsrelevante Faktoren - optimiert durch effektive Hilfsmittel und gemeinsame Sprache - Einbindung in frühes Entwurfsstadium Solarhaus für den Solar Decathlon 2007, Studierende TU Darmstadt u. Stuttgarter Hochschule für Technik, Quelle: Solar Decathlon/U.S Department of Energy Zaha Hadid, Abu Dhabi Performing Arts Centre Quelle: floornature.com

24 Zusammenfassung Architekten brauchen keine einfache Programme, sondern eine einfache und effiziente Bedienung einer vielfältigen und tiefgründigen Software. Das dynamische Wirkungsgefüge eines Gebäudes als System verständlich zu machen, ist keine einfache Aufgabe. Dieses Verständnis ist aber zusammen mit einer gemeinsamen Sprache aller beteiligten Planer, Bedingung für energieeffiziente Gebäude und gute Solararchitektur. - ENGAGEMENT DER ARCHITEKTEN - SOLARE STRATEGIEN ALS ENTWURFSRELEVANTE FAKTOREN - BREITENWIRKUNG VON SOLAREN STRATEGIEN - EFFEKTIVE HILFSMITTEL FÜR ARCHITEKTEN - GEMEINSAME SPRACHE

25 Vielen Dank!