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Ein Artikel aus der Episode #7BIM

Christoph Raidl: Strömungssimulation - eine Chance für die Büroplanung

14.07.2016 - 20 Jahr Feier M-Net im MVG Museum Staendlerstraße 20, 81549 Muenchen Foto: Robert Gongoll +4917624161118
Christoph Raidl, Masterstudent im Bauingenieurwesen, glaubt an die digitale Zukunft des Bauens.

Christoph Raidl macht in München seinen Master im Bereich Bauingenieurwesen. Ein Grund, warum er in diesem Berufsfeld arbeiten möchte: Die großen Chancen, die das Building Information Modeling für die Gebäudeplanung verspricht.

von Christoph Raidl

1. Temperaturprobleme schon während der Planung ausschließen

Beim Begriff Strömungssimulation denken viele Menschen sicher an Rennautos im Windkanal. An die Entwicklung von modernsten Flugzeugen. An die deutsche Hightech-Industrie im Bereich Maschinenbau. Aber denken sie auch an Büros?

Genau das sollten wir definitiv tun. Mit dem Building Information Modeling haben sich in den vergangenen Jahren neue Möglichkeiten ergeben. Wir können schwerwiegende Probleme verhindern, ehe die ersten Mitarbeiter überhaupt an ihren Schreibtischen sitzen. Denken wir nur an das ewige und leidige Thema der Raumtemperatur.

Für viele Mitarbeiter ist eine zu hohe oder eine zu kühle Temperatur ein gewaltiger Störfaktor. Fast noch schlimmer wird es, wenn die Temperaturen durch äußere Einflüsse wie dem Sonnenlichteinfall stark schwanken. Diese Komplikationen sind Alltag in den Büros. Sie zu beheben, kostet Energie, Geld und Zeit. Die Aufwände für Heizungen oder Klimaanlagen könnten aber viel niedriger sein, wenn wir Büros schon während der initialen Planung genauer untersuchen würden. 

Wie funktioniert das? Mit BIM-fähigen Softwares erstellen wir digitale Modelle von Gebäuden, die sich noch in der Planung befinden, also nicht erbaut oder eingerichtet sind. Die Büros werden dort im originalen Maßstab, mit den tatsächlichen Wanddicken sowie den benutzten Bau- und Dämmmaterialien dargestellt. Wenn wir Jahreszeiten und diverse Wetterverläufe samt Außentemperatur stundengenau simulieren, ist es möglich, schon vor dem Projektstart potenzielle Gefahren zu erkennen. Mit Formeln, die Lichteinfall, Einrichtung und Baumaterialien berücksichtigen, lässt sich relativ zielsicher berechnen, wie sehr sich ein Büro im Sommer aufheizen wird. Oder wie schnell es sich im Winter oder bei ungünstigen Winden abkühlt. Wir erfassen präzise, inwieweit technische Geräte wie Computer oder Bildschirme durch Wärmeabgabe die Raumtemperatur beeinflussen. Durch Strömungssimulationen erkennen wir zudem, wie sich die Temperatur im Raum verteilt.

Die Lehren, die wir aus diesen Berechnungen und Simulationen ziehen, sind für alle Projektbeteiligten wertvoll. Durch die frühzeitige Anpassung von Fenstergrößen oder der geografischen Ausrichtung des Baus dämmen wir langwierige Probleme frühestmöglich ein. 

2. Menschen brauchen Luft 

BIM-Simulationen wirken aber nicht nur vor dem Bau oder vor der Einrichtung eines Objekts. Sie helfen auch bei der Lösung von akuten Problemen, in Räumen, die ganz real sind und bereits genutzt werden. Betrachten wir beispielsweise das besondere Thema der Luftqualität. Neben der Temperatur ist sie oft ein entscheidender Störfaktor in den Arbeitswelten. 

Durch Visualisierungen, die den Faktor Mensch und alle Gegenstände im Büro sowie die generelle Belüftungssituation berücksichtigen, können wir Ursachenforschung betreiben.

Wir müssen wissen: Menschen und Möbelstücke sondern Geruchsstoffe an die Luft hab. Wir errechnen aus der Anzahl der Mitarbeiter sowie der Schadstoffabgabequote der Möbel (die Lacke sind hier ein Faktor), wie hoch die durchschnittliche Luftbelastung ist – und welche Lüftungskapazitäten es benötigt, damit wir Verunreinigungen minimieren. Nur zum Verständnis: Ein Raum, in dem zehn Leute aktiv Sport treiben und schwitzen, braucht mehr Belüftung als ein gleich großes Büro, in dem zehn Nutzer im Sitzen arbeiten. 

Durch entsprechende Simulationen ergründen wir nicht nur Probleme, sondern können diese auch rasch lösen. Zum Beispiel durch eine höher frequentierte und vollständig automatisierte Fensteröffnung. Die Stimmung im Büro steigt – sofern natürlich niemand durch den Luftzug gestört wird. Das ist besonders in Arbeitsräumen häufig der Fall. Ein Mitarbeiter bemerkt meistens, dass es zieht. Doch hier intervenieren wir durch die Nutzung von vorbeugenden Strömungssimulationen und sorgen dafür, dass Unternehmen diese störenden Arbeitsplätze gar nicht erst gestalten.

3. Design oder Physik?

Doch es gibt auch schwerwiegende Probleme. Das, was BIM theoretisch und praktisch kann, verstehen nicht alle Projektbeteiligten. Softwares sind für Laien mitunter zu kompliziert. Auf das Fremde, das nur etwas Neues ist, reagieren nicht alle Architekten und Planer mit der gleichen Offenheit. Manchmal hören wir beliebte Floskeln: “Das haben wir schon immer so gemacht. Daran wollen wir nichts ändern”.

Wir müssen also Unsichtbares sichtbar gestalten, um zu begeistern. Durch Virtual Reality gibt es die Technik, um Strömungssimulationen für Laien erlebbar zu machen – und das sogar im eigenen Büro. Genau hier bietet sich für Architekten und Planer eine große Chance: Sie können durch digitale Modelle und VR-Brillen Kunden aktuelle oder künftige Probleme in den Büros aufzeigen – und so die eigene Beratung argumentativ stärken. 

Der ewige Zwist zwischen Design und nachhaltiger Funktionalität ist da hartnäckiger. Ihn gibt es bereits seit Jahrzehnten. Das, was gut aussieht, ist nicht immer praktikabel. Ein sehr funktionaler und klimabegünstigender Bau erscheint hingegen häufig eher unansehnlich. Bei diesem Thema glaube ich an die Perspektive des Building Information Modeling. Es muss Kompromisse zwischen Form, Design und Nutzbarkeit finden. Davon würden Unternehmen und Mitarbeiter langfristig profitieren.

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