AD trifft BIM : Entwicklung einer digitalen Werkzeugkette zur Variantenbildung von Bürotypologien mittels Algorithmic Design & Building Information Modeling

Abstract

Die Anwendung von Algorithmic Design (AD) und Building Information Modeling (BIM) in der frühen Phase eines Projekts bietet die Möglichkeit zeit- und ressourceneffizient mehrere Entwurfsvarianten zu erzeugen, vergleichen und durch gezielte Auswertungen des Building Information Models eine geeignete Variante zu identifizieren. Ziel dieser Arbeit war es daher, eine Werkzeugkette zu entwickeln, um eine unbestimmte Anzahl an Varianten einer Entwurfsaufgabe zu generieren und durch Auswertung der BIM- Daten zu eruieren, welche Variante sich für die Entwurfsaufgabe am besten eignen könnte. Der Fokus der Werkzeugkette lag auf der Entwicklung eines Algorithmus in GRASSHOPPER und dessen Übersetzung in ein intelligentes Gebäudemodell in ARCHICAD. Die Live-Connection zwischen GRASSHOPPER und ARCHICAD ermöglicht eine bidirektionale Weitergabe von Informationen zwischen den beiden Programmen, hier kontrollieren die entworfenen Parameter des GRASSHOPPER Algorithmus das ARCHICAD-BIModell. Durch Änderung der Parameter ergeben sich verschiedene Varianten des Entwurfs. Use Case für die Variantenbildung stellen Bürotypologien dar. Bewertet werden diese anhand der Faktoren Energieeffizienz, Materialeffizienz, Flexibilität, Kosten und Flächeneffizienz, was manuell oder mit weiteren Softwarelösungen wie etwa ARCHIPHYSIK geschieht. Der Vergleich der Varianten erfolgt mittels Netzdiagrammen, welche die vorteilhaftesten Varianten identifizieren.

The usage of Algorithmic Design (AD) and Building Information Modeling (BIM) in the early stage of a project offers the possibility to create multiple designs. Analyzation of the Building Information Model will facilitate the determination of which design version is the best solution to the problem. The aim of this thesis was to develop a toolchain to generate an indeterminate number of design versions, and to assess which option facilitates the best solution using the BIM data. The toolchain’s focus was the layout of an algorithm in GRASSHOPPER and its translation into an intelligent building model in ARCHICAD. The live connection between GRASSHOPPER and ARCHICAD offers a bidirectional transfer of information. The drafted parameters of the GRASSHOPPER algorithm control the ARCHICAD BIModell. The software conjunction is not working like a classic model transfer from A to B, instead it is working simultaneously and in both directions. Changing the parameter values results in the creation of various design options. Office typologies represent the Use Case of different variants. Those are evaluated on the basis of the factors energy efficiency, material efficiency, flexibility, costs, and space efficiency, either achieved through entering data in manually or using additional software solutions like ARCHIPHYSIK.. The comparison of the various design options is executed with the aid of spider charts, to which the data output is applied. As a result, the best solution to the problem is evaluated.