Repräsentation und Behandlung digitaler Gebäudemodelle mit multiplen Detaillierungsstufen

Entwurf und konstruktive Gestaltung von Gebäuden finden in einem iterativen Prozess statt, bei dem ausgehend von einem groben konzeptionellen Design nach und nach Entwurfsentscheidungen getroffen und am Entwurf entsprechende Detaillierungen vorgenommen werden. In der heute üblichen, zeichnungsbasierten Arbeitsweise schlägt sich das in den verschiedenen Planmaßstäben nieder, die einen entsprechend unterschiedlichen Detaillierungs- bzw. Abstraktionsgrad aufweisen. Dabei kommen häufig geometrische Vereinfachungen zum Einsatz, die den Reifegrad der Entwurfsausarbeitung widerspiegeln. Für das modellgestützte Planen (Building Information Modeling) fehlen bislang jedoch fundierte Ansätze zur Unterstützung der Arbeit mit unterschiedlichen Detaillierungsebenen. Insbesondere bestehen weder Möglichkeiten zur formalen Definition des Detaillierungsgrades noch zur expliziten Beschreibung der Unschärfe der vorgehaltenen geometrischen und semantischen Informationen. Für die Umsetzung des Konzepts detaillierungssensitiver Simulationen, das von der Forschergruppe verfolgt wird, ist dies jedoch eine wesentliche Voraussetzung. Ziel des Teilprojekts 1 ist daher die Schaffung eines Multi-LOD-Modells, das es erlaubt, Detaillierungsstufen (LODs) explizit zu definieren, das Gebäudemodell auf mehreren LODs zu beschreiben und zudem Verfeinerungsbeziehungen zwischen den unterschiedlichen LODs explizit abzubilden, um damit die Konsistenz des Gesamtmodells prüfen zu können. Bei der Definition der LODs soll die vorzufindende Unschärfe formal beschreibbar gemacht werden. Methodischer Ansatz ist die Erweiterung eines objektorientierten Gebäudeproduktmodells um Entitäten für die explizite Beschreibung von LODs. Dabei werden für einzelne Entitäten Festlegungen in Hinblick auf die geometrische Ausarbeitung und die alphanumerische Attributierung vorgenommen. Darauf aufbauend werden Mechanismen entwickelt, die die Prüfung von Instanzen gegen die Festlegungen des LODs ermöglichen. Für die Berücksichtigung von Unschärfe werden Erweiterungen des Produktmodells vorgenommen, die die explizite Angabe von Unschärfequantitäten für einzelne Attribute erlauben. Dabei sollen verschiedene Verfahren der Unschärfemodellierung zum Einsatz kommen. Für die Beschreibung geometrischer Unschärfe werden quantitative Positions- und Abmessungsinformationen mit Unschärfe belegt und zusätzlich mit qualitativen Positionsbeziehungen verknüpft, um so die Entwurfsintentionen zu berücksichtigen. Für die Beschreibung von Detaillierungsbeziehungen werden formale Verfahren der Graphentheorie angewandt. Um die Vielfalt der auftretenden Beziehungen gerecht zu werden, werden sowohl hierarchische als auch heterarchische Detaillierungsbeziehungen im Multi-LOD-Modell berücksichtigt. Darauf aufbauend werden Verfahren für die Prüfung der Konsistenz der LODs untereinander entwickelt. Einen Schwerpunkt bildet dabei die Prüfung der Konsistenz der geometrischen Repräsentationen.