Schallschutz_FSP Bayern: Prognoseverfahren zum Schall- und Schwingungsschutz für BIM-basierte Gebäudeplanung - Vervollständigung der Eingangsdaten und Erweiterung auf Methoden der Künstlichen Intelligenz

Hintergrund des Projekts

Der Fortschritt in der Digitalisierung im Bauwesen ist enorm, das Thema Building Information Modeling (BIM) wird mittlerweile von vielen Herstellern von Planungssoftware im Baubereich bedient. Bauphysikalische Fachmodelle, insbesondere zum Schallschutz sind noch nicht auf der in OPEN BIM basierten IFC- Schnittstelle verfügbar. Da die Prognoseberechnung für die Luft- und Trittschallübertragung insbesondere bei Gebäuden in Holzbauweise sehr aufwendig ist, soll der Nachweis auf Basis der DIN 4109 durch Anwendung digitaler Methoden vereinfacht werden.

Projektziel

Im Rahmen des Projektes sollen Methoden zur Einbettung der Schallschutzplanung in einen offenen BIM-Planungsprozess für den Holzbau entwickelt werden. Ziel ist die Entwicklung eines Akustikfachmodells für den BIM-Planungsprozess sowie die Untersuchung der Verwendung von KI-Methoden in der Schallschutzplanung.

Projektablauf

Im vorangegangenen Forschungsprojekt Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten konnte bereits gezeigt werden, dass Prognosen zum Schall- und Schwingungsschutz des Gebäudes über eine BIM-basierte Planung unter Einbindung von FE-Modellierungsverfahren möglich sind. Bisherige Forschungen zielten jedoch mehr auf eine schalltechnische Klassifizierung des Gebäudes als auf eine tatsächliche Prognose des Schallschutzes durch Berechnung ab.

Eine zentrale Rolle beim BIM-basierten Planungsprozess und bei der Integration der Schallschutzplanung spielt IFC, ein international genormtes, herstellerunabhängiges Datenaustauschformat, durch das Open BIM möglich wird. Es hat sich herausgestellt, dass das IFC-Datenformat für die Beschreibung der für die Schallübertragung enorm wichtigen Stoßstellen keine existierende Datenstruktur aufweist. Der wissenschaftliche Fokus liegt derzeit in der Implementierung bzw. Anbindung der Forschungsergebnisse aus früheren Forschungsprojekten wie das Berechnungstool VBAcoustic und die Datenbank VaBDat an BIM – unter anderem durch die Weiterentwicklung von IFC. Bei der Implementierung der Prognoseverfahren in einen Open BIM Prozess wird eine enge Zusammenarbeit mit den Gremien aus buildingSMART angestrebt, um Anpassungen des IFC Schemas zu erreichen. Zusätzlich sollen Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) bei der Prognose der Schalldämmung angewendet werden.

Innovation

Die Verwendung von Künstlicher Intelligenz bei der Schallschutzprognose ist bis dato als völlig neu zu bezeichnen. Es gibt bereits erste Ansätze zur Verwendung von KI im Bereich Planen und Bauen, wobei jedoch die Optimierung des Bauablaufs und nicht die bauphysikalische Planung im Vordergrund steht. Die Verwendung statistischer Methoden zur Generierung von Eingangsdaten für die Schallschutzprognose wurde im Forschungsvorhaben Vibroakustik im Planungsprozess für Holzbauten erfolgreich eingesetzt.

Als Erweiterung soll nun untersucht werden, ob Methoden der KI zum Einsatz kommen können, um für Bauteile anhand von konstruktiven Eingangsdaten aus BIM eine Prognoseberechnung für den Schallschutz durchzuführen.