Forschungsproposal COGENT - A Construction Generation & Evaluation Tool

Abstract

Obwohl eine Vielzahl von Standards, Normen, Baugesetzen, Richtlinien für Planer und Hersteller existieren, sowie in Folge Verarbeitungshinweise und Durchführungsverordnungen für Ausführende vorgegeben werden, entsteht der überwiegende Großteil von Bauschäden in den beiden Bereichen "Planung" und "Ausführung". Oftmals wird das auf Zeit- und Kostendruck zurückgeführt, letztlich kann jedoch davon ausgegangen werden, dass dies mit Unsicherheiten der involvierten Stakeholder hinsichtlich der Kenntnis verschiedener Aspekte von Baukonstruktion oder aber mit fehlerhafter Anwendung von Werkzeugen (CAD/BIM, Evaluierungssoftwares, etc.) zusammenhängt. COGENT möchte sich dieser Problematik mittels einer wissensbasierten Softwareumgebung annehmen. Dieses Werkzeug soll die kritischen Punkte (in der Regel Anschlussdetails) sowohl typischer (weitverbreiteter) als auch neuartiger Baukonstruktionen in einer integrierten und fachdisziplinen-übergreifenden Sichtweise so dokumentieren, dass für unterschiedliche Stakeholder (Planer, Studierende und Auszubildende in den Bereichen Planung bzw. Gewerke) das notwendige und zu beachtende Wissen in korrekter, kompakter, nachvollziehbarer und interaktiv modifizierbarer Weise aufbereitet wird. Ein solches System würde eine kritische Lücke in der Landschaft der unterschiedlichen - akademischen sowie ausführungsspezifischen - Baufachdisziplinen überbrücken und durch den Charakter als zugängliche, leicht-zu-verwendende und effizient aktualisierbare Plattform Aktualität und die laufende Modifizierbarkeit des Stands des Wissens beinhalten. Folgende (fachliche) Aspekte müssen in einem solchen System berücksichtigt werden: . Belange der (hoch)bautechnischen Konstruktion (handwerkliche Ausführung, materialtechnische und funktionale Logik von Konstruktionen, rudimentäre statische Bezüge). . Belange der Digitalisierung der Architekturplanung und Ausführung (CAD / BIM). . Bauphysikalische Performance der Details, hinsichtlich energie-bezogener bzw. thermo-dynamischer Belange (Wärmeverluste, Oberflächentemperaturen, Kondensatneigung), aber auch anderer Aspekte (z.B. Bauakustik). . Integration von neuen und speziellen Produktgruppen, wie Vakuumverglasungen, Aerogelmaterialien oder Phase-Change-Materials, deren Applikation spezielle Kenntnisse erfordert. . Belange der Kostenkalkulation und Bauverfahrensabwicklung, "welche Gewerke sind in welcher Reihenfolge beteiligt, welche Zeiten sind zu erwarten, wie wirkt sich das auf den Bauablaufsplan aus?") Einbettung in die Landschaft der Normen und Standards, sowie einfache Nachziehbarkeit an Standards (Vergleiche hierzu Bestrebungen des Austrian Standards Institutes z.B. hier dokumentiert: http://www.ots.at/presseaussendung/OTS_20160120_OTS0029/startschuss-fuer-vereinfachung-von-bauregeln) Zahlreiche vorhandene, aber oftmals sehr solitär in eine Richtung verwendete Werkzeuge und Verfahren, wie z.B. numerische thermische Simulation von Wärmebrücken und Building-Information-Werkzeuge zur Erstellung und Visualisierung von Bauwerken und deren Teilen sollen unter dem beabsichtigen Framework COGENT zusammengeführt werden, um einen nachhaltigen und langfristigen Effekt auf die Ausbildung im Bereich "Erstellung hochqualitativer, zeitgemäßer und technisch durchdachten Bauwerke" zu nehmen und die zentraleuropäische Technologieführerschaft im Baubereich weiter zu etablieren.

Although a multitude of standards, building codes, and guidelines for planners and craftspeople exist, the majority of (structural) damages on buildings can be directly linked to the phases of Planning (building planning) and processing (building delivery). Whereas the ubiquitious time- and costpressure is plead guilty for such errors, ultimately shortcomings in the knowledge of the involved stakeholders regarding the different aspects of building constructions as well as erroneous application of (software) tools such as CAD/BIM environments or building performance simulation tools can be found to be the major offspring of these issues. The research proposal COGENT addresses this issue via creation of a knowledge-based, IT-based building construction platform. This environment should (re)present critical spots of building constructions (regularly these are building construction joints) in an integrative and interdisciplinary view, which is intended to deliver the majority of required knowledge in a compact, comprehensive, easy-to-understand, and interactively modifiable manner. Different stakeholders are considered as target group for such a development, for instance students in the fields of architecture, civil engineering, and planning, as well as apprentice craftsmen, or simply persons who want to refresh their specific knowledge about building construction. Such a system is capable to close a major gap in the landscape of the different, regularly not interdisciplinary acting stakeholders. Furthermore, if properly designed and maintained the COGENT environment would be enabled to easily administer a large set of required semantic and topological data of different building constructions, and could therefore be used as an encyclopaedia. Other aspects of such an environment encompass the user comfort in data retrieval, the provision of the presented information in common CAD and BIM formats for utilization of the information in the user´s projects, and many more. From viewpoint of required integrated information, the system should include i.) building construction knowledge including craftsmanship, aspects of material science, and functional logics in and structural coherence of the assembling of the detail; ii.) aspects of the "digitalization" and representation of the details in state-of-the-art Building Information models; iii.) the energy and hygro-thermal performance the construction and its parts (heat losses, condensation risk, etc...); iv.) Integration of brandnew technological advantages, for instance aerogel plasters, and vacuumglazing technology; v.) Integration of building investment cost, construction method, and building site management; vi.) Embedding the named aspects into an environment capable to clearly position it self withing the landscape of standards and building codes. Thereby, the research proposal fits very fine to the reformation process just initialized by the the Austrian Standards Institute, which intends to simplify building codes (compare: http://www.ots.at/presseaussendung/OTS_20160120_OTS0029/startschuss-fuer-vereinfachung-von-bauregeln) . While a majority of tools in the AEC-field does address specific questions of the build environment and thereby of building construction joints, regularly there is a lack of interdisciplinary view. However, such a widened view is necessary to generate building components, building assembly joints and - concludingly - buildings of high quality that can fulfill all requirements of buildings of the 21st century. This is true for new buildings and for retrofits. Thus, COGENT understands itself as an environment that integrates the in-depth methods of different fields, views, and rigorous scientific disciplines. Thereby, the education field is especially addressed; COGENT is intended to deliver a valuable and fruitful input to establish and secure the Austrian technology leadership in the field of state-of-the-art building construction for efficient, durable and beautiful buildings.