Software/Simulation | Fachartikel | 03.12.2012

Gewerkeübergreifendes Gebäudemodell

Auslegungsberechnungen und Zeichnungsunterstützung

Mit einem geeigneten Planungsinstrument vollzog das Ingenieurbüro Ottensmeier & Ullrich einen „fliegenden Start“. Das junge Unternehmen widmet sich den Bereichen Heizung, Sanitär, Klima, Lüftung und Kältetechnik. Hierzu bestand die Anforderung nach einer IT-Lösung, in der Auslegungsberechnungen und Zeichnungsunterstützung sowie eine Durchgängigkeit bis zur Dokumentation über die Gewerke hinaus automatisch ineinandergreifen.

  • Darstellung einzelner Planungsschritte in 3D

  • Das Gebäudemodell in verschiedenen Ansichten

  • Einfügen der Leitungen in das Gebäudemodell

  • Detailansicht gebäudetechnischer Anlagen im Modell

  • Zoomansichten

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„Wir wollten eine gewerkeübergreifende Software einsetzen, die bereits in der Entwurfsphase zu einer schnellen Projektbearbeitung beiträgt, so dass wir schon im frühen planerischen Stadium die Ergebnisse mit dem Bauherrn und dem Architekten besprechen können. 3D-Ansichten sind hierbei von großem Vorteil, so werden u.a. mögliche Kollisionen sichtbar. Darüber hinaus ist es uns wichtig, dass die Software nicht nur die Zeichnungserstellung unterstützt, sondern im gleichen Maße auch in der Lage ist, die erforderlichen TGA-Berechnungen sowie die schnelle Ermittlung von Masseauszügen durchzuführen. Dies muss miteinander ein­her­gehen, denn nur so kön­nen wir zeitgemäß und wirt­schaft­lich agieren. Daher kamen solche Mit­bewerbsprodukte nicht in die engere Auswahl, bei denen z. B. die errechneten Er­geb­nisse für eine Rohrdimension manuell in die Zeichnung zu übertragen sind“, stellt Peter Ullrich, Mitinhaber des Anfang 2009 gegründeten und in Herford angesiedelten Ingenieurbüros Ottensmeier & Ullrich fest.
Weitere Entscheidungskriterien bestanden darin, dass das Preis-Leistungsverhältnis überzeugte, eine kontinuierliche Softwarepflege geboten wird sowie Service & Support sichergestellt sind. Um eine entsprechende Auswahl zu treffen, dienten zunächst Informationen aus Fachzeitschriften und von Messebesuchen. Der Anbieter DDS und das Produkt „DDS-CAD“ hoben sich für Ottensmeier & Ullrich gegenüber dem Mit­bewerb positiv ab. Hinzu kam, dass Karsten Schönfeld, Mitarbeiter des Planungsbüros, bereit praktische Erfahrungen mit „DDS-CAD“ mitbrachte und der Software ein gutes Zeugnis ausstellte.
Die von DDS angebotenen Leistungspakete sind vollständig mit den benötigten Funktionen ausgestattet, so dass z. B. der Erwerb einer zusätzlichen Trinkwasser- oder Abwasserberechnung im Nachgang nicht erforderlich wird. Diese von DDS praktizierte Preistransparenz war für das Planungsbüro wichtig. Damit die Software auf dem aktuellen Stand der IT-Technologie sowie der Normung ist und den fortschreitenden Entwicklungen gerecht wird, ist die permanente Weiterentwicklung von großer Bedeutung. Diese wird bei „DDS-CAD“ durch regelmäßige Programm-Updates sichergestellt.

 

Für höchste Ansprüche

Die Planung beginnt mit dem Einlesen der Grundrisse über IFC, DXF, DWG, JPG, BMP usw. Um ein virtuelles Gebäudemodell zu erhalten, gilt es in der Regel, die Grundrissdaten um die Raumdefinition zu ergänzen. Allerdings entfällt dies im Falle des Imports einer IFC-Datei, da „intelligente“ und parametrische Bauteildaten automatisch mit übertragen werden. Einfach und schnell können Räume, Einrichtungen und Gesamtgebäude komplett in 3D erstellt und berechnet werden. Mit Hilfe von Berechnungsmodulen, wie z. B. Heizlast, EnEV, Energiesimulation, Kühllast und Wohnraumlüftung lassen sich nicht nur die Planungsprozesse optimieren, sondern die Ergebnisse visualisieren und simulieren.

Die gewerkeübergreifende Entwurfsplanung wird durch integrierte, durch DDS stets aktualisierte Artikeldatenbanken unterstützt. Die Verknüpfung zu diesen Datenbanken ermöglicht eine problemlose Bereitstellung von Massenermittlungen, Stücklisten- und Kostenübersichten. Über das in der Planung platzierte Symbol erfolgt der Zugriff auf die in der Datenbank hinterlegten Informationen wie Artikel-Nr., Bezeichnung und alle technischen Leistungsdaten. Mit der Übergabe der Stücklisten in das Kalkulationssystem lassen sich Angebote und Preisberechnungen schnell erstellen.
Nach dem Planungsabschluss oder nach Änderungen bietet die Software generell auch eine automatische Kollisionsprüfung. Mit wenigen Mausklicks meldet das Planungswerkzeug gewerkeübergreifend, ob z. B. Kabeltrassen mit Rohren oder Kanälen der Gewerke Klima, Heizung und Sanitär in Wänden oder Decken kollidieren.

 

Ein Beispiel: Auslegung von Rohrnetzen in 3D

Wie praxisorientiert die Software den Planer unterstützt, sei kurz an folgenden Beispielen verdeutlicht. Mit „DDS-CAD“ können neue Heizungsanlagen geplant und bestehende Anlagen simuliert werden. Dabei bilden Baumaße und Leistungsdaten relevante Planungsparameter, u.a. werden Leistung, Volumenstrom und Druckverlust für die Berechnung eines Rohrnetzes benötigt. Dabei bestimmt sich der Volumenstrom aus der Leistung und den Systemtemperaturen. Für den Abruf der Produktdaten dienen die entsprechenden Artikeldatenbanken. Der Planer kann so durch Auswahl z. B. eines Heizkörpers diesen automatisch in sein Modell einfügen und dimensionieren lassen. Ohne weiteres lassen sich anschließend Korrekturen der Position oder der Eigenschaften einzelner Heizkörper manuell durchführen.

Die Heizlastberechnung wurde von DDS speziell für die Vielzahl von Berechnungen der technischen Gebäudeausrüstung im HLK-Bereich ausgelegt. Die Programme arbeiten mit der Heizlastberechnung nach EN 12 831 oder der Ö-Norm als Grundlage zur Auslegung von Heizkörpern, Fußbodenheizungen und der Rohrleitungsdimensionierung. Selten wird die Heizlast eines Raumes durch nur ein einziges Heizsystem, sondern meist durch eine Kombination mehrerer Heizsysteme erbracht. In derartigen Fällen kann die Heizlast auf diese Systeme verteilt und deren Dimensionierung optimiert werden. Selbst ein zusätzlicher Wärmegewinn beispielsweise durch Sonneneinstrahlung oder dauerhaft betriebener Elektrogeräte lässt sich berücksichtigen. Als sehr vorteilhaft hat sich erwiesen, dass „DDS-CAD“ erkennt, ob sich z. B. auf der Rückseite eines Bauteils ein beheizter oder unbeheizter Raum befindet und welche Temperaturen dort vorliegen. Auch Wärmebrücken wie Fensterstürze oder Fensterbänke können berücksichtigt werden.
Bei der Berechnung des Heizrohrnetzes ermittelt das Programm zuerst den durch die Verbraucher geforderten Volumen­strom. Anschließend dimensioniert es die Nennweiten der Rohr­­leitungen so, dass eine maximale Fließgeschwindigkeit des Heizmittels und/oder ein bestimmter Druckabfall an keiner Stelle überschritten werden. Es erfolgt ein hydraulischer Abgleich, bei dem die Voreinstellungen der Heizkörperventile und der Rück­lauf­verschraubungen berechnet werden. Auf diese Weise werden die gleichmäßige Wärmeabgabe, ein gutes Regelverhalten der Thermos­tatventile, optimale Rücklauftemperaturen und ein optimierter Energieverbrauch sichergestellt. Darüber hinaus wird das verwendete Ausdehnungsgefäß überprüft und mit den Parametern der berechneten Anlage verglichen und ggfs. eine passende Größe vorgeschlagen.
Ein Heizungsrohrnetz besteht aus den Hauptsträngen „Vorlauf“ und „Rücklauf“, wobei diese sich jeweils in entsprechende Teilstränge wie Verteilungen, Steigestränge und Objektanschlüsse unterteilen. In der Praxis bietet sich häufig der Heizkessel als Rohrnetz-Startpunkt für den Planer an. Er kann aber auch an einem freien Punkt beginnen, wenn sich z. B. der Wärmeerzeuger in einem anderen Gebäude befindet. Zur Bearbeitung einer neuen Etage werden zuerst die durchlaufenden Steigleitungen vom Fußboden direkt in das darüber liegende Geschoss geführt. Für die Anbindung der einzelnen Objekte steht eine automatische Anschlussfunktion zur Verfügung. Im Dialog „Heizungsrohrnetzberechnung“ werden dem Planer die Leistungen, Volumenströme, Geschwindigkeiten und Druckverluste jedes Teilstranges angezeigt und die berechneten Einstellwerte für die Ventile und die Werte der Sicherheitsanlage ausgegeben.
Die Erstellung eines Trinkwasser-Rohrnetzes bestehend aus den Strängen „Kaltwasser“, „Warmwasser“ und „Zirkulation“ gestaltet sich analog zu den Grundprinzipien, die für das Heizungsrohrnetz gelten. Dies trifft auch für die automatische Anschlussfunktion der Sanitärobjekte zu. Die Kaltwasserleitung wird in das Gebäude geführt. Sie versorgt die Entnahmestellen auf den Etagen und den Warmwasserspeicher. Dort beginnen die Warmwasser- und Zirkulationsleitung. Mit der Berechnung des Trinkwasser-Rohrnetzes gemäß DIN 1988 werden die Nennweiten der Versorgungsleitungen dimensioniert und in das entworfene Netz übertragen. Dabei werden alle Abnahmestellen und Einzelwiderstände erfasst. Zirkulationssysteme können vollständig bemessen werden. Der Dialog „Trinkwasser-Rohrnetzberechnung“ zeigt die Volumenströme, Geschwindig­keiten und Druckverluste jedes Teilstranges an.

Hohe Transparenz und Planungssicherheit

„Es ist keineswegs auszuschließen, dass manchmal Probleme bei der Software bzw. bei gewissen Aufgabenstellungen auftreten, jedoch bleibt keine Anfrage bei DDS unbeantwortet. Mit großer Fachkompetenz, beispielsweise via Service-Hotline, wird dem Anwender umgehend geholfen und Lösungsvorschläge sowie Verbesserungen werden meist beim nächsten Update berücksichtigt“, berichtet Karsten Schönfeld und ergänzt: „DDS bietet mir eine erhebliche Arbeitserleichterung. Denn Daten müssen nicht mehrfach eingegeben werden. Beispielsweise funktionieren Rohrnetzberechnungen geschossübergreifend, da das Handling der Planungsvorgaben, wie Steigpunkte in das nächste Geschoss, mit vielen Automatismen und sehr bedienerfreundlich gelöst ist. Änderungen lassen sich leicht vor- und übernehmen. Insgesamt gesehen lassen sich die Projekte transparent, sicher und mit hoher Zeitersparnis abwickeln.“

Diese geschilderten Vorteile sind von großem Nutzen in den zu realisierenden Projekten, die sich von Mehrfamilienhäusern über öffentliche Bauvorhaben bis Industriehallen bewegen. In letzter Zeit wurden in erster Linie die Gewerke Heizung, Sanitär und Lüftung ausgelegt. Dies betrifft ein größeres Verwaltungsgebäude mit zwei Tiefgaragen, eine kleine Schule sowie als aktuelles Projekt ein Universitätsgebäude mit Büroräumen. „Mit DDS-CAD realisieren wir die Projekte nicht nur schneller, sondern wir verfügen über eine sehr hohe Planungssicherheit und verzeichnen eine große Anerkennung von unseren Auftraggebern“, resümiert Peter Ullrich und fügt zufrieden hinzu: „Das lässt uns sehr zuversichtlich in die Zukunft blicken.“

Autor:

Dr. Ralf V. Schüler

45130 Essen

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