Entwicklung von Prüfregeln zur (teil-)automatischen Bestimmung und Überprüfung von Brandabschnitten

Abstract

Die Digitalisierung im Bauwesen nimmt immer mehr an Fahrt zu. Mittlerweile ist Building Information Modelling weder in der Planung noch in der Ausführung wegzudenken. Diese digitale, modellbasierte Planungsmethode zielt darauf ab, umfassende Gebäudeinformationen in einem oder mehreren dreidimensionalen Modellen abzubilden. Dabei soll allen Beteiligten der Zugriff auf die Daten jederzeit ermöglicht werden. Allerdings fehlt in den Überlegungen oft eine weitere Partei, die maßgeblich von der Digitalisierung profitieren kann: die Baubehörde. Um die vielen Vorteile von Building Information Modelling für die Baubehörde zu nutzen, wurde das Projekt BRISE-Vienna konzipiert. Dieses Projekt befasst sich neben der Optimierung des Behördenverfahrens vor allem mit der automatischen bzw. teilautomatischen Prüfung von BIM-Modellen auf geltende Bauvorschriften. Dies umfasst sowohl baurechtliche als auch bautechnische Gesetze und Richtlinien. Die Automatisierung erfolgt durch vorgefertigte und eigens programmierte Prüfroutinen, welche frei miteinander verschachtelt werden können. Die Hauptziele sind ein möglichst hoher Automatisierungsgrad, die Entlastung der Referenten der Baubehörde und die Beschleunigung und effizientere Gestaltung des Verfahrens. Allerdings benötigt dies genauere Angaben durch die Planenden. Dieser Mehraufwand soll im Zuge der Generierung kompensiert werden. Ein Themengebiet, welches sowohl durch rechtliche als auch technische Vorgaben definiert ist, ist der Brandschutz von Gebäuden. Die komplexen Bestimmungen reichen von Anforderungen an Materialien hin zu konkreten Ausführungsvorschriften. Diese Masterarbeit fokussiert sich auf die automatische Validierung und Generierung von Brandabschnitten für Aufenthaltsräume. Neben wichtigen Grundlagen zum Verständnis der Arbeit wird der rechtlichen Rahmen genau definiert. Der Hauptteil der Arbeit umfasst die Beschreibung der Algorithmen, sowohl mit Code-Abschnitten als auch durch unterstützende Ablaufdiagramme. Anschließend erfolgt die Bewertung der Validierung und Generierung anhand zweier Modelle. Die Ergebnisse der Prüfungen zeigen, dass die (teil-)automatische Validierung von Brandabschnitten wesentlich zur Entlastung der Referenten beitragen kann. Trotz zusätzlicher, manueller Prüfungen ergibt sich eine wesentliche Effizienzsteigerung. Die Generierung stellt eine Möglichkeit zur Verifizierung von geplanten brandabschnittsbildenden Elementen dar. Allerdings ergibt sich keine zufriedenstellende Entlastung der Planenden, weswegen eine vollständige Simulierung vorgeschlagen wird.

Digitalization in the construction industry is gaining momentum. Building Information Modeling has become an integral part of both planning and execution. This digital, model-based planning method aims to depict comprehensive building information in one or more three-dimensional models. All parties involved should be able to access the data at any time. However, another party that can benefit significantly from digitization is missing: the building authority. The project BRISE-Vienna was designed to exploit the many advantages of Building Information Modeling for the building authorities. In addition to optimizing the official procedure, this project is primarily concerned with the automatic or semi-automatic checking of applicable building regulations in BIM models. This includes both building regulations and building laws and guidelines. The automation is carried out using prefabricated and specially programmed check routines, which can be freely interlinked. In addition to achieving the highest possible degree of automation, the aim is to reduce the workload of the agents and to speed up the process and make it more efficient. However, this requires more precise information from the planners. This additional work is to be compensated for in the course of generation. One subject area that is defined by both legal and technical requirements is the fire protection of buildings. The complex regulations range from requirements for materials to specific implementation regulations. This master thesis focuses on the automatic validation and generation of fire compartments for common rooms. In addition to important basics for understanding the work, the legal framework is defined in detail. The main part of the thesis comprises the description of the algorithms, both with code sections and with supporting flowcharts. This is followed by an evaluation of the validation and generation using two models. The results of the tests show that the (partially) automatic validation of fire compartments can make a significant contribution to reducing the workload of the instructors. Despite additional manual checks, there is a significant increase in efficiency. The generation provides a way of verifying planned fire compartment elements. However, it does not quite provide the desired relief for planners, which is why an alternative method of complete simulation is proposed.