bimification -...

Faculty of Civil Engineering, Institute of Construction Informatics, Prof. Dr.-Ing. Raimar J. Scherer

BIMificationeine neue Herausforderung an die Bauinformatik

FBI, Dresden 6.9.2017

Prof. Raimar Scherer

2TU Dresden, Institute of Construction Informatics, Prof. Dr.-Ing. Raimar J. Scherer

Some best practice BIM examples

Dubai Electricity & Water Authority HQ, VAE



Wuhan Wang Jia Dun Area and CBD, China



Dalian Software Park Harbour City, China


Was ist BIM ?


BIM Einsatz in der PraxisEinbindung des Transrapid in den HBF München

Hauptbahnhof München 2003 Obermeyer Planen + Beraten, München IFC 2x2 60 MB Software: ADT 2004 (Autodesk)

ArchiCAD 8 (Graphisoft)ArcGIS (ESRI)ALLPLAN (Nemetschek)

STAND 2003

Von OPB


Wände Hbf, grau Bestand

Bsp: Ausschreibung Hbf München / 2003 Komplexes (Um-) Bauvorhaben

und Infrastrukturmaßnahmen Vollständiges Modell in IFC 2x2

(Obermeyer Planen + Beraten) Modellvolumen: ca. 60 MB Software: ADT 2004 (Autodesk)

ArchiCAD 8 (Graphisoft)ArcGIS (ESRI)



Einsatz von BIM in der Praxis

Von OPB


Drahtmodell Hbf




Von OPB


Übergang U4/U5




Von OPB


AufgangWest

Express-aufzüge

ÜbergangU1 / U2

AufgangOst

AufgangMitte

Das 3D-Modell ist für die Planung und Koordination

Die 2D-Pläne sind zur Bauausführung


Von OPB

Vom 3D-Modell können unterschiedliche Sichten abgeleitet werden

Integration mit Umgebungsmodell Integration mit 2D-Modell


Was soll BIM sein?


nD GUI

Oberfläche

Bauteile

Räume

Austattung

BeziehungenzwischenElementen

KostenDokumenten-Kataloge

Organisationsdaten

BIM basiertes Arbeitenalle Informationen in einer Hand am Bauteil


nD GUI

BIM basiertes Arbeitenalle Informationen in einer Hand am Bauteil

alle Informationen in einer Hand über das Bauteil erreichbarOberfläche

Bauteile

Räume

Austattung

BeziehungenzwischenElementen

KostenDokumenten-Kataloge

Organisationsdaten


BIM ist die ganzheitliche Arbeitsweise mit allen Informationen des gesamten Baulebenszyklus in strukturierter, digitaler Form.

Raimar Scherer, 2015

Was soll BIM sein


BIM ist die ganzheitliche Arbeitsweise mit allen Daten des gesamten Baulebenszyklus in strukturierter, digitaler Form.

In dieser Aussage stecken zwei wesentliche Ansprüche.

Zum einen sollen alle Daten in digitaler Form und damit in digitalen Modellen vorhanden sein,

so dass die Modelle ausgetauscht, modifiziert und zusätzlich durch den Computer, d. h. durch Softwaresysteme geprüft, validiert und mit weiteren Informationen manuell und automatisch angereichert werden können.

Was soll BIM sein


BIM ist die ganzheitliche Arbeitsweise mit allen Daten des gesamten Baulebenszyklus in strukturierter, digitaler Form.

In dieser Aussage stecken zwei wesentliche Ansprüche.

Zum anderen soll eine ganzheitliche Arbeitsweise möglich sein.

Dies bedeutet, dass die digitalen Daten, sprich digitale Modelle, miteinander in Verbindung stehen und die Modelle keine singulären Informationsinseln bilden. Die Modelle müssen einerseits interoperabel sein, d. h. ihre Daten müssen gegenseitig austauschbar und vergleichbar sein. Somit müssen gleiche oder gegenseitig überführbare Datenmodelle und Datenformate vorliegen. Die Modelle und damit die Daten müssen andererseits untereinander verlinkt sein, um eineindeutig zu wissen, welche Daten und welche Informationen eine holistische, ganzheitliche Informationseinheit bilden. Erst damit ist sowohl ein anspruchsvolles, effizientes und ganzheitliches Arbeiten mit den Daten und den dazugehörigen Informationen als auch deren Management möglich.

Was ist BIM


BIM ist das virtuelle Bauwerksmodell

Das Bauwerksmodell ist die Informationsdrehscheibe im Projektlebenszyklus


Basisinformation eines BIM Modells

1.

Geometriemodell


2.Topologiemodelle

•Räumliche(z.B. Wand – Raum –Geschoss – Bauwerk)

•Zeitliche(Vorgänger –Nachfolger)

•Finanzielle(Finanzierung – Kosten – Rechnung)

•Organisatorische(Bauherr – Architekt –Fachplaner – Behörden – Baufirma –Unterauftragnehmer –Zulieferer)


1.Geometriemodell



2.Topologiemodelle





3.Semantikmodell

Alle Bauteile müssen einen Namen haben

Allgemeingültige Datenstruktur

z.B. Klassenname nach IFC

1.Geometriemodell


4.Kataloge:

- Fertigteile- Einbauteile- Fassaden- Techn.

AusbauSemantik?


2.Topologiemodelle





3.Semantikmodell

Alle Bauteile müssen einen Namen haben

Allgemeingültige Datenstruktur

z.B. Klassenname nach IFC

1.Geometriemodell


1. Geometrie (Das ist die Eintrittskarte in BIM)2. Semantik (Bezeichnung, Grundbemusterung, Katalogelemente)3. Topologie (räumlich => Raumbuch)4. Verhalten (erweiterte Semantik, Bemusterung)5. Interoperabilität (Datenformate => Sprachproblem)6. Verlinkung im Modell (Topologien, Gruppierungen) 7. Verlinkung zwischen Modellen (Partnerschaftlich)8. Ontologie (mit Fachwissen schlussfolgern)9. System (Vollständigkeit prüfen => Qualitätskontrolle)10. Modelltransformation (Synchronisation)

Informationsaufbausystem für BIM

Stufe 1

Stufe 2

Stufe 4

Stufe 3


Geometrie


Building Information Modelling ist mit allen 3D CAD Systemen möglich.

Geometry Building Modelling ist mit allen 3D CAD Systemen möglich.

Alle anderen Komponenten des BIM modelling ist mit ein paar wenigen Systemen möglich.

Alle BIM Informationen sind (sollten) in einer Datenbank (BIM Server) gesichert werden

BIM Model


Brückenplanung in BIM

IFC für Brücken gibt es nicht.Eine Brücke kann aber mit der IFC Proxy Klasse modelliert werden (= die semantiklose IFC Klasse)

Von LAP


Brückenplanung in BIM

Das Modell sieht aus wie eine Brücke.Es weiß aber nicht, dass es eine Brücke ist.Damit ist es für den Computer nur irgendein geometrisches Objekt

Von LAP


Gebäudeplanung in BIMIFC Gebäude gibt es => ein Sematikmodell kann erstellt werden.Der Computer weiß exakt was für ein Gebäude es ist und welche Elemente es besitzt.Der Computer kann für Sie tätig werden

Junge Semperoper, Dresden

Von LAP


Initial stream linesStream lines lower level

Stream lines upper level

The computer can do an indoor CFD simulation for you – and much more

29TU Dresden, Institute of Construction Informatics, Prof. Dr.-Ing. Raimar J. Scherer13.09.2017

iVEL- integrated Virtual Engineering LabAutomatische Analysen aus dem BIM Modell

IntegratedDesign Cycle

IntegratedAnalysis

Cycle

BIMManagement

System- Filter, Mapper,….

NumericalEngineering

AnalysisManager

- FEM,..

Modeller - CAD, Viewer


(5) domain model repositories

(9) simulation management

(7) collaboration manager, (8) platform kernel (10) numerical analysis management


IntegratedAnalysis

Cycle

(1) Modelling, (2) Management

(3) Inspection(4) Control

(6) BIM data management

BIMManagement



AnalysisManager

- FEM,..

iVEL- integrated Virtual Engineering LabAutomatische Analysen aus dem BIM Modell



IntegratedAnalysis

Cycle

BIMManagement



AnalysisManager

- FEM,..KPI Überprüfung

Modeller - CAD, Viewer

Gesteuert mit KPI

iVEL- integrated Virtual Engineering Labentwickelt zum BIM Design Lab


Semantik

Die Sprache der virtuellen Welt


Kein freies Modellieren mehr möglich. Die Eingabe aller Bauwerkselemente erfolgt über vorgegebene Begriffe.

Die Eingabe der Semantik erfolgt i.d.R. zusammen mit der Geometrieeingabe.

Nur wenige CAD Programme weltweit sprechen eine einheitliche Sprache (Semantik).

Die Baucomputersprache heißt IFCSie ist genormt in der ISO 16739+und wird ergänzt durch GAEB, das es nur in Deutschland gibt

Semantikmodell


Klasse: Wand Klassentyp: MW 36,5 WD 12,0 (= Stammdaten einer Wand)

(CAD Hersteller spezifisch)

Semantikeingabe


Klasse: Wand Klassentyp: MW 36,5 WD 12,0 (= Stammdaten einer Wand)

(CAD Hersteller spezifisch)

Semantikeingabe

Wand ist eine IFC KlasseMW 36,5 WD 12,0 ist die weitere Spezialisierung der Klasse Wand in Unterklassen.

Dies ist in IFC durch die Klasse Klassentyp realisiert. Klassentype ist eine allgemeine Klasse deren Benennung bei der Verwendung durch den Anwender festgelegt wird. Dieser Name ist damit nicht Bestandteil der Sprache IFC und damit für andere nicht bekannt, d.h. ohne Bedeutung.Eine Standardisierung solche Klassentypen könnte über Industrievereinigungen oder Herstellerkataloge erfolgen. Der Anwender würde dann aus vorgegebenen Listen, die Industriestandards bilden, auswählen.


Nachträgliche Erstellung des Semantikmodells

Von LAP

1. Eingabe der Elemente als reine Geometrieelemente mit ifcProxy


2. Jedem Geometrieelement wird eine Klasse zugewiesen


Von LAP


3. Automatischen Ergänzung mit weiteren Parametern (Verhalten)


Von LAP


Verhalten


Festlegen des Verhaltens durch Eingabe weiterer Parameter

Bspw. Eingabe der Materialeigenschaften des thermischen oder tragenden Verhaltens oder die Kosteneigenschaften, wie Aufwandswerte und Einheitskosten

Verhalten


z.B. der Tragfähigkeit in Form von Bewehrungsinformationen

Eingabe von Verhaltensinformationen

(aus Autodesk Revit)


Topologie


Für die organisierte Verwaltung ist es wichtig, dass alle Bauteile Räumen zugeordnet werden.

Mehrere Räume bilden ein Stockwerk.

Mehrere Stockwerke bilden das Gebäude

Daneben gibt es noch weitere, wichtige organisatorische Zuordnungen, s. Verlinken

Topologie


(aus einem Markt CAD)

Topologie

Die umschließenden Wände und Decken bilden das Objekt Raum.Das Objekt Raum ist die Verlinkung zum Raumbuch.



Topologie

Nachbarschafts-System von Räumen



Topologie

Flucht-System von Räumen


Verlinkung


Mo Di Mi Do Fr Sa So

€Leistungsmodell

Terminmodell

Gebäudemodell

BIM sind mehrere Modelle - 5D

Alle nur denkbaren Informationen in ein Modell zu legen, führt zu einem nicht mehr beherrschbaren Informationswust.

Informationen sind in Fachmodelle zu bündeln sind von Fachpersonen zu pflegen sind einer eindeutigen

Verantwortung zu unterstellen.

Das virtuelle Gebäude wird i.d.R. als Informationsdrehscheibe benutzt



€Leistungsmodell

Terminmodell

Gebäudemodell

Linkmodell

Multimodell

Mehrere Modelle verlinkt bilden ein Multimodell

Die Fachmodelle sind über ein oder mehrere separate Linkmodelle gezielt zu verlinken.

Es entstehen aufgabenbezogene Multimodelle.

Das eine allumfassende Multimodell kann daraus erzeugt werden, wird jedoch von niemandem gebraucht und kann von niemandem gepflegt werden.



€Leistungsmodell

Terminmodell

Gebäudemodell

Linkmodell

Multimodell

Jedes Modelle kann ein eignes Datenformat besitzen

IFC

GAEB

ics

Das 5D Modell ist ein Multimodell.

Die 5DInformationen sind auf mehrere Fachmodelle mit verschiedenen Datenformaten verteilt.


Fachmodelle bilden Multimodelle

Fachmodelle

Prozessmodell

Multimodelle


Modellzustände

LODLevel of Detail

LoDLevel of Development


Multimodel Container

Domain model 2

Domain model 1

Domain model 3

Multimodel Container

domain d, matter m, format f, level of detail l, phase p, status s, resp r

domain d, matter m, format f, level of detail l, phase p, status, resp r s

domain d, matter m, format f, level of detail l, phase p, status s, resp r

domain d, format f, phase p, status s, responsible r

Link

mod

el 2

A Multimodel Container containsDomain Models They remain unchanged

No link info added

A responsible person

Linkmodel are explicit and seperate

Contain several links

a link links n elements of m domain models

several Linkmodels are possible

Meta Data container task description

semantic vocabulary

list of responsible persons

Link

mod

ell

Link

mod

el 1

Multimodel Containers are perfect task planners


A Multimodel querry

Multimodels are going to become a buildingSMART and an ISO standard.

Provide the price of the column of story 16 errected on 21.06.2013

Not several querries are necessary but only oneand an automatic search in several models will happen


Multimodell der Arbeitsvorbereitung


Simulation Study: formwork pallets replacement


Clash detection for concreting with cranes and pumps

With the Multimodel you get this all for nothing


Composition of a cranefrom crane library of components

Who will provide this equipement catalog?


BIM für Umbau und

Ertüchtigung

benötigt einen neuen

Arbeitsprozess zum

Aufbau eines BIM


BIM for Retrofitting

41% of the total energy use in the EU is frombuilding use

The Energy Performance of Buildings Directive of the EU (EPBD 2010/2012) and its 2016 update specify the application of various requirements to existing buildings and building elements subject to retrofitting towards achievement of near zero energy housing at cost-optimal level

1. Retrofitting of the old building stock for improved energy performance

Main target: Buildings of the period 1960-1980s when a large number of low quality residential tower blocks have been built (poor designs, simple architectural layout, repetitive concrete exteriors, numerous technical deficiencies)



2. Retrofitting of road bridges from the 1960-1980s

Example Germany Number of bridges : 39,106 Total length: 2,089,020 m Total area: 30,033,018 m2



Source:BASt / BMVBS




~40% require urgently retrofitting measureswith another nearly 40%to join soon




Efficient retrofitting (or refurbishment) strategies require a solid information basis about the facility and its past and future use, including the expected usage behaviour in the planned new technological environment. Such an information basis can be provided by BIM



Efficient retrofitting (or refurbishment) strategies require a solid information basis about the facility and its past and future use, including the expected usage behaviour in the planned new technological environment.

Unfortunately, for most existing facilities BIM documentation does not exist.

Therefore, it is necessary to first create the BIM model of the facility, correctly interpreting its actual state.


The BIMification Process



Definition BIMification is the process to obtain from an

existing real facility a 3D BIM, preferably based on the standard ISO 16739 data schema (IFC), while taking into account the actual state and performance parameters of the facility

Note BIMification is more than just

(re-)constructing the model from old 2D drawings or laser point clouds



Three-stage design process of existing buildings is

Anamnesis – Diagnosis – Therapy (ADT)

adapting and redefining a contemporary approach for the rehabilitation of cultural heritage(see: van Balen & Vestringe, 2016: Structural Analysis of Historical Constructions: Anamnesis, Diagnosis, Therapy, Controls; Proc. 10th Int. Conference on Structural Analysis of Historical Constructions, Leuven, Belgium, 13-15 Sep. 2016)

Anamnesis Diagnosis Therapy

InspectionSemantic Model

Building System Behaviour Rehabilitation StrategiesRetrofitting AlternativesDecision Making

BIMification BIM


AnamnesisDiagnosis

Therapy

BIMification BIM

GeoNeighborhood

ElementBehavior

Gap

Variability

PotentialAlternatives

Decision FinalDetailing

NewMethods

A1A2

A3

D1

D2

T1T2

T3T4

A4

basic advanced extended

Enhanced Methods

Enhanced Methods

BIMification and BIM process for building renovation defining the ADT processes


AnamnesisDiagnosis

Therapy

BIMification BIM

GeoNeighborhood

ElementBehavior

Gap

Variability

PotentialAlternatives

Decision FinalDetailing

NewMethods

A1A2

A3

D1

D2

T1T2

T3T4

A4

basic advanced extended

Enhanced Methods

Enhanced Methods

Controll

BIMC

BIMification and BIM and CPS process for buildings defining the ADTC processes

• robust• nachhaltig• …• …

BIM EntwurfundBIM AusführungBIM FM



The Result of implementing the suggested process will be

a BIM Retrofitting Lab


Anamnesis


The Anamnesis Process

Anamnesis is dedicated to the survey and collection of facts about the constructed facility

It comprises 5 tasks:

Geometrical BIMification Geometrical model extracted by observation

Basi

c BI

Mifi

catio

n

Topological BIMification Topological model, providing the adjacencies of elements and spaces

Environment BIMification Model of relevant infrastructure and neighbourhood information

Element BIMification Structured geometrical model in correctly assembled as-built elements in IFC

Adva

nced

BIM

ifica

tion

Behaviour BIMification Semantically enriched building elements with information about their behaviourbased on a system identification method


The Anamnesis Processin Building Energy Performance Retrofitting

Using Point Cloud Data from 3D Laser Scanning

Source: TrueCADDEducational Centre, London, UK

Laser Point Cloud

Geometricalmodel



Source: Sahin C. (2915): Planar segmentation of indoor terrestrial laser scanning point clouds viadistance function from a point to a plane,Optics and Lasers in Engineering 01/2015

Automated geometric reconstruction of office data set

(1) point cloudsegmentation

(2) topologyprimitives

(3) inducedcell complex

(4) wireframe model& overlaid point cloud (5) final 3D model



Currently there are several companies offering Point Cloud to BIM services; one of the veterans in the domain is e.g.

They offer: Point Cloud 3D Modelling from 3D Laser Scanning Surface Reconstruction from Point Cloud Data Creating Revit Geometry from Point Cloud Datacovering quite well geometrical, topological, environment and element BIMification

Point Cloud GeometricalModel

Hand madeElement

Model(Revit)



Gathering and analysis of performance and environmental as-is data(temperature, moisture, radiation, CO2 emissions …)

Source: CEMOSA, Spain Auditoría Limoneros, Malaga

Providing relevant system identification inputs throughnon-destructiveexamination


Unknown information is provided viaknowledge templates (materials used,element composition, façade and roof construction, insulations, MEP system parameters etc.)

Greyhound model approach combininga simplified physical system with a datamining method


Draft Building Model with appropriately identified building elements (Element BIMification)



BIM-CAD BIMAnnotator

KnowledgeTemplatesRetrieval

OntologyGenerator

SimulationModel

Mapping

Geometrical to Element BIMification

Semantic model enrichment & model transformation (BIM to SIM)



BIM-CAD

SimulationConfigurator

Visualisation

1000th ofSimulationEvaluation

Measured(as-is) data

VariantReduction

Result comparison

as-is ↔ to-be

BIMAnnotator

KnowledgeTemplatesRetrieval

OntologyGenerator

SimulationModel

Mapping

Simulation-based system identification (Behaviour BIMification)


Parameterisation

as-is data & variant parametersmostly correspond in location & type

Simulation cycle

Conver-gencecheck


The Anamnesis Processin Bridge Retrofitting

Inspecting the bridge structure Studying existing drawings

Sources: LAP, GermanyBranch office Dresden& TU Dresden



Gathering & analysis of performance and environmental as-is dataExample: Rhine bridge "Köln – Mühlheim"

Source: LAP, GermanyHeadquarters Stuttgart



Gathering & analysis of performance and environmental as-is dataExample: Rhine bridge "Köln – Mühlheim“ Stress/strain sensors / Traffic load monitoring (Hand Identification)

System identification& Load identification



Gathering & analysis of performance and environmental as-is dataExample: Rhine bridge "Köln – Mühlheim“ Dedicated load tests for model calibration Vollsperrung der Brücke notwendig



Gathering & analysis of performance and environmental as-is dataExample: Rhine bridge "Köln – Mühlheim“ Dedicated load tests for model calibration Messung im Vergleich zur Berechnung (Simulation)



Simulation-based system identification

Starting with a fast 2D analysis methodproceed with a 3D FEM

Anticipated damages added to observed data via knowledge patterns based on available past experience

Dam

age

patt

erns



BIM-CAD BIMAnnotator

Knowl.-baseddamagepatterns

OntologyGenerator

SimulationModel

Mapping

Geometrical to Element BIMification




BIM-CAD


Visualisation

Evaluation

Monitored(as-is) data

VariantReduction

Result comparison

as-is ↔ to-be

BIMAnnotator

Knowl.-baseddamagepatterns

OntologyGenerator

SimulationModel

Mapping

Simulation-based system identification (Behaviour BIMification)


Parameterisation

as-is data & variant parametersdiffer in location and type!

Simulation cycle

Conver-gencecheck

1000th ofSimulation


Diagnosis


The Diagnosis Process

Diagnosis is dedicated to the analysis and interpretation of the collected facts to obtain the necessary understanding of the current performance and plan adequate retrofitting measures

It comprises 2 tasks:

Gap BIMification Identifying elements and subsystems with critical or bad performance

Exte

nded

BIM

ifica

tion

Variability BIMification Identifying of elements and subsystems of high/low response to possiblechanges, accomplished by means of dedicated sensitivity analyses


The Diagnosis Processin Building Energy Performance Retrofitting

Gap BIMification should reveal weaknesses in the construction of the building and its technical systemsThis includes:− Possible moisture problems due to material deterioration− High energy consumption− Excessive temperatures− Insufficient window/door insulation− etc.

Source: CEMOSA, Spain Auditoría Limoneros, Malaga

Accomplished e.g. with the help ofperformance analysis software usingpassive thermal simulation anda specialized GUI to guide the userin the gap detection process



Detecting operative temperature problems on zone level



Source: EU Project ISESYoung Opera HouseDresden, Germany

Detecting heat conductiongains on zone level



Source: T. Grillo, itemlive.com, 26 July 2016 (left)A. Perschk & Schünemann C., TU Dresden,Internal Report, 2015 (right)

Detecting gaps by means ofthermographic analysis usinga thermal camera



Variability BIMification should find the sensitivity of building elementsand technical equipment to changes in order to determine as early as possible promising retrofitting targets or reject inefficient measures

Accomplished by applying "What-if" scenarios using a sensitivity analysis approach and bothenergy and LCC simulations

Enabled by (1) Variation matrix, providing for automated variant specification(2) Cloud computing, providing for parallel processing of hundreds

of generated variants(3) Automated evaluation of the effects of each parameter variation

on the basis of defined Key Performance Indicators (KPIs)



The Variation Matrix captures all parameter variations that need to be examined on the basis of the Gap Analysis result

Creation of sensitivity analysis variants (pre-processing), their processing on a compute cloud environment and their evaluation followed by variant grouping and reduction (post-processing) take place in fully automated manner

Target List

Variables

Assignment Groups

Combinations

The Variation Matrix is defined in XML

It can be used both for sensitivity analysis within the BIMification process and for Variant Analysis in the later Retrofitting Design process



Variant reduction is done iteratively based on the significance of eachparameter to the energy efficiency metric expressed via the KPIs

Measured 68 parameters in total Only 15 parameters remaining

significant to be further examined with regard to the building energy rating (BER), i.e. contribution > 2%



Further reduction (and combination) of parameters for laterexamination as design variants is done via filters defined usingparallel coordinate plot visualisation

Source: EU Project ISESDecision Support ToolGranlund Oy, Finland


The Diagnosis Processin Bridge Retrofitting

Basically, the Diagnosis Process in Bridge Retrofitting follows the same steps as shown for building energy performance retrofitting above

However:− Potential weak points are determined through continuous monitoring

and/or querying a knowledge base of bridge structure types and relateddamage patterns and occurrence probability

− Sensitivity analysis is carried out in similar manner as for system identi-fication but taking into account damage development over time

Some possible damage areasbox girder bridge



Unlike building energy performance retrofitting the diagnosis process forbridge retrofitting requires continuous comparison of monitored vs. computed crack propagation because the computed best fit may change over a time span


Visualisation

Evaluation


VariantReduction

Result comparison

as-is ↔ to-be

Simulation cycle

Conver-gencecheck

1000th ofSimulation



Unlike building energy performance retrofitting the diagnosis process forbridge retrofitting requires continuous comparison of monitored vs. computed crack propagation because the computed best fit may change over a time span


Visualisation

SimulationEvaluation


VariantReduction

Result comparison

as-is ↔ to-be

Simulation cycle

Conver-gencecheck

Anticipateddamage at

t + ∆tPlausibility

Check

New Best FitSelect

t + ∆t

t + ∆t


Therapy


The Therapy Process

Once created, BIM can be used in theTherapy Process in much the sameway as in the design of new facilities

The difference is that, because the model has not been created directly in CAD, use of knowledge templates for exploration of design variants may be more necessary,especially in the early design phase


The Therapy Process

Creating design variants using templates

Source: EU Project eeEmbedded


The Therapy Process


λR=0,09 W/mK

Exploringwall options



The Therapy Process




Functional ICT Concept


Principal Concept4 Application Cycles

Design & Verification Cycle

Knowledge Cycle(KnowledgeServices)

Analysis & Simulation Cycle(Compute Services)

System Identification Cycle

(BIMification)


System & ModelManagementCycleBIM Services

Principal Concept1 supporting Kernel Cycle = BIM Services

Design & Verification Cycle

Knowledge Cycle(KnowledgeServices)

Analysis & Simulation Cycle(Compute Services)

System Identification Cycle

(BIMification)


High Level Functional ICT Architectureof Kernel BIM Lab

domain model repositories

simulation management

collaboration & process manager

Combiner

Filter

Versioning

Manipulator

BIMLibraries

Multi-ModelsSystem Ontology

BIMSystem-Models

Sensor data

repository

Simulation M. Generator +

Mapper

Simulation Controller

Cloud/GridAccess

ResultsRepository +

MM-Wrapper

BIM Services


High Level Functional ICT Architecture

Domain model repositoriesBIM, ESIM, BEM etc.

Simulation managementservices

NumericalComputation

Tools:- Thermal - Moisture- Fluid dyn.- Structural- LCA- LCC

BIM Navigationand Steering

BIM Services

BIM - I/O

BIM Kernel Platform

Model Management

Cycle

NumericalComponent

BIM-CAD Modelling

NumericalCycle

Design Cycle

Collaboration & process management services

CAD-based Virtual Design Lab


High Level Functional ICT Architecture



NumericalComputation(CLOUD)


BIM Navigationand Steering

KnowledgeInferenceComputation

Knowledge bases

Templates- Detailing- Ext. data- Strategies

BIM Services

BIM - I/O

BIM Kernel Platform

KnowledgeComponent

Model Management

Cycle

NumericalComponent

BIM-CAD Modelling

NumericalCycle

Design Cycle

KnowledgeCycle


Knowledge-based Virtual Design Lab


High Level Functional ICT Architecture BIM Lab



NumericalComputation(CLOUD)


BIM Navigation,Inspectionand Steering

KnowledgeInferenceComputation

Knowledge bases

Templates- Detailing- Ext. data- Strategies- Old Constr.

BIM Services

BIM - I/O

BIM Kernel Platform

KnowledgeComponent

Model Management

Cycle

Anamnesis DiagnosisBIMification

NumericalComponent

TherapyBIM-CAD Modelling

BIMificationCycle

NumericalCycle

Design Cycle

KnowledgeCycle


BIMification Lab


Virtual Lab Platform for ee-Design

Source: eeEmbedded project


Support behind


Forschung- und Entwicklungszeit und -ResourcenMultimodel, BIM-Lab, Systemidentifikation

GeoTechControll (56 PM, 2010-12)mehere Datenmodell mit einer SteuerungsOntologiesimulationsbasierte Systemidentifikation im Grundbauerstere Ansätze zum virtuellen Labor

mefisto (288 PM, 2009-12)Multimodel in AVA und Baubetriebweitere Ansätze zum virtuellen Labor

HESMOS, ISES, eeEmbedded (380 PM, 2013-16)Multimodel im enregie-effiecenten Bauwerksentwurf (0,3 M Euro)iVEL intelligen Virtual Energy Lab

SARA, BridgeCloud, SE-Lab (170 PM, 2010-16)Multimodel im Windengineering und BrückenentwurfiVEL intelligent Virtual Engineering Lab

iSiGG, wiSiB, CyberBridge, GeoProduction (214 PM, 2016-19)Feuer,Entfluchtung von Gebäuden, Monitoring,Systemidentifikation Brücken,GeobauwerkeMultimodell ISO Normgruppe und BIM-Lab

bimification -...

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