Flächenimport in CAALA

Einführung

Die CAALA Software hat zum Ziel, den Planungsprozess von Gebäuden hin zu gesamtheitlich nachhaltigeren Konzepten zu unterstützen. Der größte Einfluss auf Optimierungsmöglichkeiten besteht dabei, wenn CAALA möglichst früh in den Planungsprozess eingebunden wird.

Je nach Planungsphase stehen andere Ziele im Vordergrund und somit stellen sich auch andere Anforderungen an das Modell. Grundsätzlich ist der Anspruch von CAALA, dass die Anforderungen möglichst niederschwellig sind, um einen einfachen Einstieg in die Software zu ermöglichen. So können in frühen Planungsphasen einfache Flächenmodelle verwendet werden, um verschiedene Konzepte zu vergleichen. Eine Übersicht findet sich in Abbildung 1.

Abbildung 1: CAALA Modellierungsanforderungen je Planungsphase

Die Verwendung von IFC Modellen fokussiert sich dabei auf die späteren Planungsphasen. Mit diesen Modellen lassen sich die „Grauen Emissionen“ der Gebäudekonstruktion berechnen und optimieren. Die „Grauen Emissionen“ enthalten im Allgemeinen alle Emissionen, die zur Herstellung der Gebäudematerialien, bei der Errichtung des Gebäudes und am Ende der Nutzungsphase zur Entsorgung oder Aufbereitung der Materialien entstehen.

Die Anforderungen an die IFC-Dateien werden so eng wie möglich an der Dokumentation des IFC-Datenformats gehalten, um möglichst viele Anwendungsfälle und Software-Anwendungen unterstützen zu können. Zudem soll durch einen möglichst geringen Eingabeaufwand für Planer*innen ein einfacher Einstieg in die Optimierung in CAALA ermöglicht werden.

Anforderungen

Im Folgenden werden die Anforderungen an IFC-Dateien für den IFC Flächenimport, sowie die Grenzen der Implementierung aufzeigt.

Allgemein

Derzeit werden IFC-Dateien des Schemas "IFC2x3" und „IFC4“ unterstützt. Es können auch .ifczip-Dateien in CAALA importiert werden. Dies bietet sich insbesondere für große Dateien an.

Aus den IFC-Dateien werden die untenstehenden Informationen extrahiert und darauf basierend ein Geometriemodell erstellt. Es handelt sich dabei nur um die geometrischen Informationen des Modells. Informationen bezüglich der Materialität müssen in der Benutzeroberfläche in CAALA eingetragen werden. Diese werden nicht aus der IFC-Datei übernommen.

Im folgenden Kapitel werden die unterstützten IFC-Gebäudeelemente und deren benötigten Attribute aufgeführt. Dabei werden derzeit nur die flächenmäßig größten IFC-Gebäudeelemente unterstützt. Besteht ein Bauteil aus Unterbauteilen, so werden die Informationen (falls vorhanden) des übergeordneten Elements gewählt. Ansonsten werden die Unterbauteile verarbeitet.

Zusätzlich zu den aufgeführten Attributen muss jedes Element einem IFC-Typen (z.B. IfcWallType) zugeordnet sein. Dies dient als Grundlage der Gruppierung der Flächen zu CAALA-Layern. Alternativ zu den Typen, kann die Gruppierung auch mittels des Attributs „Reference“ in dem entsprechenden Pset_XXCommon vorgenommen werden. Bauteile gleicher Funktion und mit dem gleichen Typen (ausschlaggebend ist der Name des Typs bzw. der Referenz) werden in CAALA gruppiert und erhalten denselben Bauteilaufbau. Eine nachträgliche Anpassung im Layer Manager in CAALA ist jedoch dennoch möglich.

Unterstützte IFC-Gebäudeelemente

Im IFC-Flächenimport werden folgende Ifc BuildingElementTypes (Gebäudeelemente) unterstützt:

• IfcWall
• IfcSlab
• IfcRoof
• IfcWindow
• IfcDoor
• IfcColumn
• IfcFooting
• IfcPile
• IfcCurtainWall
• IfcPlate als Unterelement einer IfcCurtainWall

Im Folgenden werden die verwendeten Eigenschaften der jeweiligen IFC-Gebäudeelemente aufgeführt. Dabei sind die Eigenschaften in verschiedene Notwendigkeitsstufen klassifiziert:

• Notwendig: Ohne diese Information kann das Element nicht eingelesen werden
• Dringend empfohlen: Wichtig für die korrekte Zuordnung der Elemente in das Layerschema von CAALA (z.B. Unterscheidung Außenwand/ Innenwand), die auch die Verfügbarkeit vordefinierter Bauteilaufbauten und die Zuordnung zu Kostengruppen nach DIN 276:2018-12 (bzw. DIN 276-1:2008-12) bestimmt und die Auswertung der Ergebnisse beeinflusst.
• Empfohlen: Wirkt sich ebenfalls auf die Zuordnung in das Layerschema aus (z.B. Außenwand tragend/ nicht tragend), allerdings mit geringerem Einfluss auf die Ergebnisdarstellung
• Ersatzweise: Diese Information wird anstelle des Attributs mit demselben Namen verwendet, wenn dieses nicht verfügbar ist. Dabei behält sie die gleiche Notwendigkeitsstufe wie das ursprüngliche Attribut. Beispielsweise können „BaseQuantities“ ersatzweise für die „Qto‘s“ verwendet werden.

IfcWall

Unterstützt werden IfcWall und alle Subelemente (wie IfcWallStandardCase)

IfcSlab

IfcRoof

IfcWindow

IfcDoor

IfcColumn

IfcFooting

IfcPile

IfcCurtainWall

IfcPlate

IfcPlate wird nur als Unterelement anderer IfcBuildingElements unterstützt, z.B. als Unterelement von IfcCurtainWall

Modellierung von Bauteilaufbauten

Für die Verwendung in CAALA müssen mehrschichtige Bauteile als ein Bauteil exportiert werden. Ist dies anders modelliert, so kann beispielsweise auf ein Rohbaumodell zurückgegriffen werden.

Flächenimport Layermanager

Der Layer Manager (LM) ist ein leistungsstarkes Werkzeug, um IFC-Dateien effizient für die Ökobilanzierung in CAALA zu bearbeiten und anzupassen. Dieser Guide führt Schritt für Schritt durch die Funktionen und Prozesse.

1. IFC-Datei hochladen
   Wählen Sie auf der Startseite “Gebäudeoptimierung”, dann Ihr Projekt und schließlich den Step “IFC-Datei importieren”.
   • Die Datei muss das Kürzel .ifc haben.
   • Beachten Sie, dass sehr große Dateien vom Layer Manager nicht abgebildet werden können.
   • Folgende Informationen werden dabei ausgelesen:
     • Bauteiltyp (z.B. Slab oder Foundation)
     • Bezeichnungen
     • Flächen (nur bei Gründungen auch Volumina)
2. Ansicht
   • Das Modell visualisiert alle eingeladenen Bauteile. In grün werden Bauteile hervorgehoben, die auf der linken Seite bearbeitet werden.
   • Das Modell kann mit gedrückter linker Maustaste gedreht werden.
   • Durch Drücken von linker Maustaste und Shift kann die Ansicht zudem verschoben werden.
   • Mit Scrollen kann an das Gebäude heran- oder weggezoomt werden.

3. Bearbeitung von Ebenen und Objekten

• Sie können einzelne Objekte oder ganze Ebenen neuen Layern zuweisen. Die Änderungen können simultan im Modell nachvollzogen werden.

• Es können auch neue Objekte hinzugefügt werden, diese werden in den Berechnungen berücksichtigt, jedoch nicht visualisiert.

4. Umgang mit nicht unterstützten IFC-Klassen
Einzelne Klassen werden in CAALA nicht unterstützt. Diese Elemente können bei “Import Konflikte” unter “Nicht unterstützt” eingesehen werden.

Die bei “Fehlende Details” aufgelisteten Bauteile sollten eingesehen und ergänzt werden, dann können auch diese unter den bereits angelegten Layern angezeigt werden.

In CAALA soll pro Bauteilaufbau nur eine Schicht übernommen werden. Sollten beispielsweise der Putz, die Dämmung und das Mauerwerk einer Außenwand als einzelne Elemente hinterlegt sein, so sollte bis auf eins alle für die Ökobilanz deaktiviert werden. In späteren Schritten können dann präzise Bauteilaufbauten (Materialien, Dicken, Wärmeleitfähigkeit etc.) festgelegt werden.

5. Erfassen von Flächen und Volumina
CAALA berechnet automatisch die Flächeninhalte aller Bauteile. Dicken werden dabei nicht erfasst. Einzige Ausnahme sind hier die Fundamente, die inklusive ihrer Volumina eingelesen werden.

6. Weitere Bearbeitung in der Gebäudeoptimierung

• Nach dem Klick auf “Modell in CAALA analysieren” werden Sie zum Hauptoberfläche von CAALA zur Gebäudebilanzierung weitergeleitet. Eine nachträgliche Bearbeitung des Modells ist jederzeit durch das Öffnen des Geometriemanagers von der Home-Seite möglich.
• Nun können die Bauteilaufbauten festgelegt werden.
• IFC-Modelle können wie andere Modelle auch in CAALA gespeichert werden.