Algorithm-aided BIM: Was kann die Technologie?

Algorithm-aided Building Information Modeling, also die von Algorithmen unterstützte Generierung von BIM-Modellen, gewinnt in der Architektur weiter an Bedeutung. Wir klären auf, wie algorithm-aided BIM (AAB) funktioniert, wo die Technologie zum Einsatz kommt, und welche Vorteile sich daraus für Anwender ergeben.

Algorithm-aided BIM: Was mit der Technologie alles möglich ist

Was sind die Grundlagen und wie funktioniert algorithm-aided BIM?

Algorithm-aided BIM basiert auf Algorithmic Design. Dabei handelt es sich um algorithmische Prozesse, um Formen und Gestalten zu erzeugen. Algorithmic Design ermöglicht die schnelle Erzeugung komplexer Geometrien, was mit herkömmlichen Methoden viel schwerer umzusetzen ist. Die Technologie findet in unterschiedlichen Sparten und Produkten von Verbrauchsgütern bis hin zu Flugzeugbauteilen Anwendung. Da die mit Algorithmic Design generierten Elemente in der Regel parametrisiert sind, kann eine Vielzahl unterschiedlicher Lösungen schnell erzeugt und getestet werden. Das unterstützt den Designprozess.

Große Nähe besteht auch zum sogenannten parametrischen Design, einem ebenfalls auf Algorithmen basierenden Prozess. Dabei werden durch die Festlegung von Parametern und Regeln Beziehungen zwischen Gebäudeelementen definiert.

Algorithm-aided BIM führt diesen Ansatz weiter, indem Algorithmen die Generierung von BIM-Modellen durchführen. Dieser Ansatz führt zu einem Paradigmenwechsel im Entwurfsprozess, da der Architekt, anstatt das Modell direkt in der CAD-Anwendung zu „bauen“, dem Algorithmus bestimmte Parameter vorgibt, auf deren Basis dann das BIM-Modell erstellt wird.

Algorithm-adided BIM kam beim Entwurf der Türme der Absolute World in Toronto zum Einsatz

Bild: Ersteller: n.karim, verwendet unter der Creative-Commons-Lizenz „Namensnennung 2.0 generisch“

Bei welchen Gebäuden kommt AAB zum Einsatz?

Obwohl die Technologie noch von wenigen Architekturstudios eingesetzt wird, gibt es bereits eine Reihe von Gebäuden, die mit algorithm-aided BIM entworfen wurden.

Ein Beispiel sind die beiden Türme der Absolute World nahe dem kanadischen Toronto. Die Anordnung der Stockwerke vermittelt den Eindruck, als drehen sich die Wohntürme um 360 Grad. Diese Form bringt aber nicht nur eine eigene Ästhetik mit sich, sondern bietet auch eine praktische Vorteile. Durch das geschwungene Design ist in allen Apartments viel Platz für tief eingelassene Balkone vorhanden, ohne die raumhohe Verglasung zu unterbrechen. Für den Projektentwickler hat sich die Entscheidung für das ausgefallene Design in jedem Fall gelohnt. Noch vor der Fertigstellung gingen über 7.000 Anfragen von interessierten Käufern ein.

Was sind die Vorteile von algorithm-aided BIM?

AAB bietet gegenüber Standard-BIM-Anwendungen einige Vorteile, die wir im Folgenden auflisten:

Automatisierung sich wiederholender Aufgaben

Algorithm-aided BIM spart Zeit, indem es sich wiederholende, zeitaufwändige Aufgaben automatisiert, die zuvor manuell ausgeführt werden mussten. Dadurch werden Architekten von monotonen und fehleranfälligen Arbeiten entlastet. Diese Stärke von AAB kommt insbesondere bei Gebäuden mit sich wiederholenden Elementen zum Tragen.

Algorithm-aided BIM berücksichtigt Änderungen automatisch

Die mit algorithm-aided BIM generierte Objekte sind parametrisch voneinander abhängig. Das bedeutet, dass an einem Element vorgenommene Änderungen automatisch im ganzen Modell berücksichtigt werden. Das spart im Designprozess viel Zeit.

Vielzahl von Designalternativen auf Knopfdruck

Durch Experimentieren mit den Parametern können Architekten und Architektinnen eine Vielzahl von Entwurfsalternativen schnell visualisieren. Dazu muss der Algorithmus nicht verändert werden. So können neue Entwürfe quasi auf Knopfdruck erstellt werden. Da mittels AAB zeitsparend mehrere Optionen für Entwürfe analysiert werden können, lassen sich Entscheidungen für oder gegen bestimmte Designs von Architekten besser begründen.

Der Nachteil ist jedoch, dass das für die Anwender einen größeren anfänglichen Aufwand darstellt. Denn um den Algorithmus flexibel zu machen, muss entsprechend Zeit investiert werden.

Effizientere Prozesse rund um den Bau von Gebäuden

AAB kann auch einen Beitrag zu geringeren Kosten bei Bauvorhaben leisten. Denn durch effizientes Gebäudedesign sinken der Materialverbrauch und der notwendige Transportaufwand.

Vorteile von BIM nutzen

Ein weiterer Nutzen der Technologie besteht darin, dass sie die Vorteile von BIM miteinbezieht.  Denn das vom Algorithmus generierte BIM-Modell ist mit zusätzlichen Informationen (z.B. Materialinformationen) angereichert.

Bibliotheken für Bauteile

Der Einsatz von algorithm-aided BIM ermöglicht auch den Aufbau von Bibliotheken vormodellierter, parametrisierter Gebäudekomponenten. Können Architekten und Architektinnen – beziehungsweise der Algorithmus – auf bereits vorerstellte Elemente zugreifen, erleichtert das den Modellierungsprozess erheblich. Davon profitieren insbesondere Prozesse, die viele Unterkomponenten, wie zum Beispiel Türen und Fenster, beinhalten. Der Nachteil: Zugleich schränken derartige Bibliotheken vormodellierter Gebäudekomponenten auch ein, was in BIM-Anwendungen erstellt werden kann. Denn die meisten Bibliotheken bieten Standardbaukomponenten, die in häufig verwendeten Designs und Konstruktionslösungen zum Einsatz kommen. Atypische Designs sind nicht verfügbar, so dass neue Gebäudekomponente von Grund auf neu erstellt werden müssen.

Mit dem BIM-Viewer von PlanRadar BIM-Modelle jederzeit und überall visualisieren

BIM-Modelle über den gesamten Gebäudelebenszyklus nutzen

Ob vom Algorithmus generiert, oder von Hand gebaut – bislang kommen BIM-Modelle vorwiegend in der Planung von Gebäuden zum Einsatz. Dank neuer Tools, wie dem BIM-Viewer von PlanRadar, können die Vorteile der Technologie nun auch mobil bei der Errichtung und im Betrieb von Gebäuden genutzt werden. Anwender erhalten so jederzeit und von überall Zugriff auf neue Designs und Entwürfe für Gebäudekomponenten. So auch die Experten und Expertinnen von ATP architekten ingenieure.

Univ.-Prof. Architekt DI Christoph Achammer und CEO von ATP architekten ingenieure hält fest: „Wir profitieren bei der örtlichen Bauaufsicht und fachlichen Bauleitung sehr von der einfachen Anwendbarkeit von unterwegs und der guten Übersichtlichkeit in der App. Die einfache Navigation innerhalb des Modells mit dem BIM-Viewer von PlanRadar ermöglicht eine schnellere und detailliertere Identifizierung aufgenommener Mängel und anderer Sachverhalte vor Ort und somit eine effizientere Kommunikation zwischen allen Beteiligten.“

LESETIPP: Wie der neue BIM-Viewer von PlanRadar die Vorteile von BIM auf die Baustelle bringt

Fazit

Algorithm-aided BIM bietet eine Reihe von Vorteilen für Architekten und Architektinnen. Die Stärken der Technologie kommen vor allem bei Projekten zum Vorschein, bei denen häufige Designänderungen notwendig sind.