Anwendungsfach Bauingenieurwesen

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1 Anwendungsfach Bauingenieurwesen BSc Computational Engineering, Hauptfach Bauingenieurwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen 31. Januar 2017 Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 1

2 Ein Bauingenieur erfand den ersten programmierbaren Computer! Konrad Zuse, Computer Z3, 1941 Zuse 1948, Z4 Zuse, gestorben 1995 Bau des Z1 im Wohnzimmer der Eltern in Berlin 1936 Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 2 Z3 Deutsches Museum, München

3 Überblick Wasser, Abwasser, Umwelt und Raumplanung Verkehrswesen Projektentwicklung, Facility Management Bauinformatik - Modelle, Simulationen, Prozesse - Stahlbau, Massivbau Entwurf und Konstruktion von Bauwerken Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 3

4 Prozesse Planung der Gründung des Gallileo Hochhauses, Commerzbank (Dresdner Bank) Frankfurt, 38 Stockwerke, m 2 Bürofl. 190 Mio., Dokumente Architektur Tragwerksplanung Geotechnik Technische Gebäudeausrüstung statische Prüfung Bauaufsicht Bauherrenaktivitäten Stadt- Planung Stadtbahnbau Umweltüberwachung Aufzugs- und Fördertechnik Spezialtiefbau Spartensicherung Bauherrenaktivitäten Fachplanungen Hoheitliche Aktivitäten Bauausführung Sonstige Aktivitäten Wasserhaltung Stahlbetonbau Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 4 weitere Aktivitätsbereiche Abstimmung mit Anliegern

5 Simulationen Wellenausbreitung Kranbahn Olympiastadion in Sydney FE Simulation eines Schirms Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 5

6 Umweltsimulationen Windgeschwindigkeiten zwischen Hochhäusern Sichtanalyse für ein Hochhaus Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 6

7 Modelle: Building Information Modeling (BIM) Unter Building Information Modeling versteht man die Erstellung und Verwendung koordinierter, konsistenter und exakter Gebäudedaten in der Planung. Diese Informationen können für die Entscheidungsfindung im Entwurfsprozess, bei der Erstellung hochwertiger Planungsdaten, für Leistungsprognosen, Kostenermittlung und Detailplanung sowie später auch für das Betreiben des Gebäudes verwendet werden. 3 Min, Quelle: Quelle: Autodesk Revit Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 7

8 BIM: Semantische Modellierung (Geometrie mit Bedeutung) Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 8

9 BIM und RFID: Indoor-Navigation für die Feuerwehr (Multimethodenansatz) UWB WLAN BIM Festpunkte, Wegegraphen, Webservice Einsatzkraft Einsatzleitung RFID Inertial- Sensoren Bluetooth Neuer gebäudeoptimierter integrierter RFID- Multimethodenansatz: 1. Büroumgebungen: WLAN und aktive RFIDs Nutzung der bestehenden technischen Gebäudeinfrastruktur Ergänzung durch aktive RFIDs an Brandschutzelementen zur Feinkalibrierung 2. Passagier- und Gepäckhallen: Ultra-Wide-Band (UWB) mit zentralen Sensoren und Rückkanal (WLAN, GSM bzw. UMTS) Geringer Installationsaufwand: Pro Einsatzkraft 1 UWB-Tag und pro Halle ca. 4 Sensoren 3. Technikräume und Tiefgaragen: Aktive RFIDs mit Ortinformationen RFID-Position als Referenz für die Position der Einsatzkraft Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 9

10 Indoor-Navigation: Praxistest im FTC bei Fraport Quelle: Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 10

11 Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 11 2 Min. Video ohne Ton

12 RFID Container an der TUDa im Oktober 2014 Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 12

13 BIG: Building Information (Serious) Gaming Erweiterung der BIM Modelle um für das Gaming erforderliche Element Beweglichkeit der Türen Öffnung von Fenster Ziel: Entfluchtung in einem Gebäude mit künstlichen Avataren testen 1 Min. Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 13

14 Serious Gaming: Virtual Fire Fighting Training Explosion Quelle: e.at/produkte/virtu elle-realitaet-mitfeuerwehrschlauch -und-sniperrifle/ Sec. Erdbeben Digitale Bauwerksmodelle: Building Information Modeling (BIM) Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 14

15 Brandortdokumentation Dokumentation Rekonstruktion 2:52 Min 2 Min. Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 15

16 Brandverlauf des gefundenen Szenarios im BIM Brand im Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 16

17 The SmartER Game (Smart Energy Ranking Game) Steigerung der Motivation für energieeffizientes Verhalten auf Grundlage von Smart Metering Daten und Serious Gaming Methoden Bildquellen: forschungsinitiative.de, 3dwarehouse.sketchup.com, wikipedia.de, 123rf.com Online-Game auf Basis der Smart Metering Daten von Haushalten Energie-Ranking Motivation für energieeffizientes Verhalten regelmäßige Kür des sparsamsten Haushalts Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 17

18 5. and 6. Semester Hauptfach Bauingenieurwesen Pflichtmodul 4. Semester Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 18

19 Module ctd. Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 19

20 Kontakt Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel Fachbereich Bau und Umweltingenieurwissenschaften Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Altbau Fachbereich 13 Institut für Numerische Methoden und Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Uwe Rüppel 20