CAD- und BIM-Trends: Nachhaltig und smart planen

Neue Funktionen für die Bewertung des Kreislaufpotenzials von Baukonstruktionen, die Ressourcenschonung und Gebäude-Ökobilanzierung oder KI-Entwurfshilfen machen das Bauen mit aktueller CAD- und BIM-Software nachhaltiger und smarter.

Im Fokus der meisten Neuerungen aktueller Planungsprogramme stehen zwar nach wie vor die CAD-Konstruktion und BIM-Planung, das kooperative Arbeiten im Team, die Bestandserfassung oder die Visualisierung. Immer wichtiger werden aber auch Themen rund um die Ressourcenschonung, das nachhaltige und klimagerechte Planen und Bauen. Mit neuen Funktionen für die Entwurfsunterstützung, für Analysen und Machbarkeitsstudien oder die Kommunikation erweitert darüber hinaus die Künstliche Intelligenz (KI) nicht nur planerische Möglichkeiten. Sie macht auch die Bedienung komfortabler und das Arbeiten mit CAD- und BIM-Programmen produktiver.

Integrierte LCA-Softwaremodule können das Treibhausgaspotential von Bauteilen und Gebäuden transparent berechnen … © Xeometric

… und in Form von Tabellen, Grafiken und PDF-Berichten nachvollziehbar und übersichtlich ausgeben. © Graphisoft

Umweltbewusster planen und bauen

Im Zusammenhang mit dem „European Green Deal“ will die Europäische Union bis 2050 klimaneutral werden und die europäische Wirtschaft zu einer modernen, nachhaltigen, ressourcen- und energieeffizienten Wirtschaft transformieren, insbesondere auch den energie- und ressourcenintensiven Bausektor. Ein wichtiger Baustein dabei ist die EU-Taxonomie (Taxonomie-Verordnung), mit der unter anderem auch Bauaktivitäten hinsichtlich ihrer ökologischen Nachhaltigkeit einheitlich bewertet werden können. In CAD- oder BIM-Programme integrierte Softwaremodule für die Lebenszyklusanalyse (Life Cycle Assessment, LCA) können bei Neubau- oder Sanierungsprojekten das Treibhausgaspotential von Gebäuden für jede Lebenszyklus-Phase transparent berechnen und so einen Teil der EU-Taxonomie nachweisen. Dazu werden alle maßgeblichen Objekte des BIM-Gebäudemodells in Bezug auf ihre Lebensdauer, Materialzusammensetzung oder Masse analysiert. Je früher diese Bilanzierung stattfindet, desto effektiver kann der CO2-Fußabdruck des späteren Gebäudes reduziert werden. Inzwischen offerieren zahlreiche Hersteller entsprechende Module. So lassen sich beispielsweise mit One Click LCA von Allplan 2025, dem LCA-Add-on von Archicad 28 oder mit dem LCA-Modul von Cascados 25 BIM-Modelle hinsichtlich ihres CO2-Fußabdrucks und der Nachhaltigkeit auf der Grundlage von Ökobilanz-Datenbanken ermitteln, auswerten und ressourcenschonende Entwurfsvarianten vergleichen. Auch mit Elitecad Architecture 17 lassen sich Entwurfsvarianten hinsichtlich ihres Global Warming Potentials (GWP) vergleichen und Gebäuderessourcenpässe generieren. Die Einbindung von Environmental Product Declarations (EPDs), einer Grundlage des künftig vorgeschriebenen digitalen Produktpasses (DPP), soll eine zukunftssichere Planung ermöglichen. Auch das Visualisierungsprogramm Enscape kann mit einem neuen Add-on für die Echtzeit-Energieanalyse die Energieeffizienz von Gebäudeentwürfen im Arbeitsprozess anzeigen und optimieren.

In Visualisierungsprogramme integrierte Add-ons ermöglichen eine Echtzeit-Analyse und Visualisierung der Energieeffizienz von Gebäudeentwürfen. © Chaos

Smarter planen und entwerfen

Das Planen mit CAD und BIM-Programmen wird smarter. Integrierte KI-Bildgeneratoren stellen erst den Anfang einer Entwicklung dar. Mit ihnen können über Prompt-Anweisungen erste Entwurfsideen generiert werden, die man als Inspirationsquelle für die weitere Planung nutzen kann, ohne kon­struieren oder modellieren zu müssen (siehe architektur 8/2024: KI für den Entwurf). Beispiele sind der in Allplan 2025 oder Archicad 28 integrierte, cloudbasierte AI Visualizer, mit denen auch unterschiedliche Darstellungs- und Design-Stile oder Materialvarianten ausprobiert werden können. Der neue KI-Visualisierer von Vectorworks ermöglicht darüber hinaus präzise Anpassungen in den Ergebnisbildern, Detaildarstellungen oder eine Integration von Texturen, Füllungen und Objekten. Planungsprogramme werden künftig auch gescannte Grundrisspläne oder Grundriss-Handskizzen KI-gestützt in 2D-Vektorpläne oder 3D-Modelle überführen und damit zeitraubende manuelle Arbeiten weitgehend erübrigen. So generiert beispielsweise die KI-gestützte Grundriss-Erfassung Hott-KI aus bestehenden, gescannten oder fotografierten Grundrissen automatisiert 3D-Gebäudemodelle, die sich mit der CAD-/BIM-Software HottCAD direkt weiterbearbeiten lassen. CAD- und BIM-Programme werden in absehbarer Zeit auch mithilfe von so genannten Add-ons selbständig Grundriss-Varianten auf der Grundlage von Raumprogrammen generieren und hinsichtlich des Flächenbedarfs, des Zuschnitts, der Verkehrsfläche, der Raumeinrichtung oder der Belichtung optimieren. Darauf spezialisierte KI-Lösungen wie Architectures, Getfloorplan, Finch3D, Openart, Planner5D, Skema oder Maket gibt es bereits. Die Konzeption und Planung von Tragwerken, der Gebäudetechnik oder die Detailplanung wird ebenfalls smarter: Gibt der Planer Stützenstrukturen, Spannweiten, Leitungstrassen oder die Baukonstruktion vor, schlägt das Programm entsprechend weiterer Parameterangaben eine konkrete Tragwerksstruktur, Leitungsführung oder eine Detaillösung vor. Auch die städtebauliche Planung wird durch KI-Optimierungsprogramme unterstützt: Entwurfsvarianten werden in früher Projektphase in Echtzeit unter verschiedenen Aspekten, wie Sonnen­exposition, Tageslichtpotenzial, Wind und Mikroklima oder CO2-Emissionen analysiert, verglichen und optimiert. So ermöglicht beispielsweise Autodesk Forma – eine cloudbasierte Lösung für das Planungs-, Bau- und Betriebsmanagement von Gebäuden – städtebauliche Bauflächen-, Sonnenstunden-, Mikroklima-, Windexpositions- oder Lärmemissions-Analysen. Auch die Bedienung und Kommunikation mit dem jeweiligen CAD- oder BIM-Programm werden dank KI einfacher: So kann der Anwender etwa Informationen abfragen oder gewünschte Aktionen komfortabel per Chat oder Spracheingabe formulieren und ausführen. Allplan 2025 oder Autocad 2025 verfügen beispielsweise über Chatbot-Assistenten, die Funktionen erklären oder gewünschte Informationen bereitstellen, etwa zu Fensterflächen im aktuellen Projekt. Auch das KI-Assistenzmodul Luna von Elitecad Architecture 17 soll Fragen zur Architektur, Bautechnik oder Softwarefunktionen beantworten und zusätzlich auch Unterstützung in Form von Checks, Planprüfungen oder bei der Bestandsplan-Digitalisierung bieten.

Künftig wird die KI auch Grundriss-Varianten generieren, optimieren und daraus automatisiert BIM-Modelle erstellen. © Smart Scapes Studio/Architectures

Einfacher zeichnen, modellieren und visualisieren

Bei der Weiterentwicklung von CAD- und BIM-Programmen wurde von den Herstellern neben den Trendthemen Nachhaltigkeit und KI auch das Zeichnen, Modellieren und Visualisieren nicht vergessen. So enthalten die neuesten Programmversionen auch viel Nützliches für das „Tagesgeschäft“, etwa das Zeichnen von 2D-Plänen, das Konstruieren von – und die Zusammenarbeit an BIM-Modellen oder die Präsentation von Projekten. BIM-Lösungsanbieter Allplan und der holzbauspezifische CAD/CAM-Hersteller Dietrich’s Technology wollen zum Beispiel mit einer Kooperation beider Unternehmen den Holzbau effizienter und kostengünstiger gestalten. Dabei wird das vom Planer erstellte Modell, inklusive aller Holzelemente, an die Holzbausoftware für die statische Berechnung, Detaillierung und Fertigungsplanung übergeben (File-to-Factory). Die Werk- und Detailplanung wird über die offene Allplan-Kollaborationsplattform Bimplus koordiniert. Dort werden die Modelle per integriertem BIM-Viewer mit der Fachplanung anderer Gewerke abgestimmt, bevor sie an die automatisierte Vorfertigung übergeben werden. Ein neuer Anmerkungsmanager in Archicad 28 verwaltet Ergänzungen, Hinweise und Spezifikationen in Plänen. Anmerkungen können damit organisiert, flexibel platziert und im XML- und Excel-Format ausgegeben werden. Mit dieser automatisierten, datenbankgestützten Dokumentation und Verwaltung von Plananmerkungen soll der Informations-Workflow zwischen Planungsbeteiligten verbessert werden. Auch die Erstellung von Öffnungen in Dachflächen, zum Beispiel für Schornsteine oder Aufzugsschächte, ist mit Archicad 28 einfacher geworden. Das neue Version 9.0 der BIM-Modellprüfungssoftware BIMcollab Zoom kann automatisiert Abstandsprüfungen für Modellelemente durchführen. Potenzielle Konflikte können so frühzeitig erkannt, gemeldet und bis zur Problembehebung verfolgt werden. Hat das System Kollisionen und Abstandskonflikte erkannt, werden sie als Smart ­Issues gemeldet. Diese smarten Kollisionsmeldungen werden automatisch während des Arbeitsprozesses aktualisiert. Damit sollen sich überschneidende Meldungen im Team vermieden werden.

Auch die städtebauliche Planung wird durch KI-Optimierungsprogramme unterstützt – in Form von Bauflächen-, Sonnenstunden-, Mikroklima- Windexpositions- Lärmemissions-Analysen. © Autodesk

Die 3D-Konstruktions- und Modelliersoftware SketchUp kann jetzt Informationen mit 3D-Modellen verknüpfen und daraus in jeder Planungsphase Analysen erstellen. Zu den weiteren Verbesserungen gehört ein überarbeiteter Grafik-Kern, der eine flüssigere Bearbeitung auch großer Modelle verspricht. SketchUp unterstützt darüber hinaus den Import und Export von USDZ- und gITF-Daten für eine interaktive Visualisierung innerhalb virtueller und erweiterter Realitäten (VR/AR). Auch von 3D-Laserscannern importierte Punktwolken lassen sich visualisieren und in die Planung integrieren. In der neuen Version des BIM-Modellprüfungssoftware Solibri Office 24.9.0 wurden Funktionen für die IDS-Defintion erweitert und aktualisiert. Information Delivery Specification (IDS) von buildingSMART definieren Informationsanforderungen an BIM-Modelle. Mit der Erweiterung können Nutzer mehrere IDS-Dateien gleichzeitig öffnen, zudem werden jetzt auch XML-Dateiformate unterstützt. Erweiterte Funktionen sollten ferner die Auswertung von IFC Material-Attributen und Eigenschaftsgruppen optimieren. Die 2D-CAD-Software Spirit lite wurde für Planer und technische Zeichner speziell für das klassische Zeichnen und Konstruieren in 2D entwickelt. Die preisgünstige Software spricht vor allem kleinere Architektur- und Fachplanungsbüros sowie technische Zeichner an und soll ein professionelles Zeichnen von Entwurfsideen ermöglichen, die anschließend präzise und detailliert konstruiert werden können. Über die Dateiformate DWG, DXF und PDF lassen sich Pläne auch in 3D- und BIM-Arbeitsabläufe integrieren. Die CAD/BIM-Software Vicado 2025 kann jetzt Weltkoordinaten interpretieren, so dass Gebäudemodelle exakt an ihrer realen globalen Position platziert und korrekt ausgerichtet werden können. Im Zusammenspiel mit den neuen Austauschformaten CityGML und Shape lassen sich damit Gelände- und Bauwerksinformationen sowie Informationen der umgebenden Bebauung mit Vicado zusammenführen und gemeinsam visualisieren. City Geography Markup Language ist ein internationales Austauschformat für dreidimensionale Stadt- und Landschaftsdaten, das vektor­orientierte Shape-Datenformat ermöglicht einen Geoinformationsdaten-Austausch. Vectorworks 2025 verfügt über neue Werkzeuge für die Durchbruchsplanung in Wänden, Decken und Böden, inklusive Datenauswertung aller relevanten Informationen. Neu sind auch die BIM-Klassifikationen nach DIN 276, dem Baukostenplan Hochbau eBKP-H und einem flexibel definierbarem Regelwerk. Damit lassen sich Bauteile den entsprechenden Klassifikationssystemen zuordnen, Projektinformationen effizienter organisieren, Kostenkalkulationen beschleunigen und Fehlerquoten minimieren. Die neue Funktion Raumgestalter ermöglicht ferner eine individuelle Einrichtungsplanung mit einer neuen Material- und Möbeldatenbank.

Neue Funktionen für die Raumgestaltung ermöglichen eine individuelle Einrichtungsplanung mit Material- und Möbeldatenbanken. © Computerworks

Text: Marian Behaneck

Kategorie: EDV, Kolumnen