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Warum wir auf 3D-Modellierung setzen sollten

In den 1980er Jahren wurde die Architekturplanung durch das Aufkommen des computergestützten Zeichnens - heute bekannt als CAD - grundlegend verändert. Fast vierzig Jahre später ist die Architektur-, Ingenieurs- und Bauindustrie (AEC/O) immer noch stark auf diese Technologie angewiesen, trotz der technischen Fortschritte, die seitdem gemacht wurden.

Der Status Quo des 3D-Modells in der AEC/O-Industrie

Die Vorteile im Vergleich zu handgezeichneten Entwürfen liegen auf der Hand: schnellere Änderungen, höhere Genauigkeit, einfache Skalierbarkeit und Reproduzierbarkeit. Fast vierzig Jahre später ist die Architektur-, Ingenieurs- und Bauindustrie (AEC/O) immer noch stark auf diese Technologie angewiesen, trotz der technischen Fortschritte, die seitdem gemacht wurden. Obwohl es schon seit einiger Zeit fortschrittliche 3D-Modellierungssoftware gibt, zögert die Branche oftmals noch, 3D zu nutzen - und doch sind die Vorteile, ähnlich wie die eines CAD-Entwurfs im Vergleich zum manuellen Zeichnen, immens.

Für viele Architekten und Bauingenieure besteht die größte Sorge darin, dass die Erstellung eines Entwurfs in 3D im Vergleich zu 2D mehr Zeit in Anspruch nimmt. Dies ist jedoch ein weit verbreiteter Irrglaube, denn in vielen Fällen ist die Erstellung eines 3D-Modells wesentlich schneller als 2D-CAD. Ein großer Teil dieser Effizienz kommt von der Intelligenz, die in fortschrittliche 3D-Modellierungssoftware eingebettet ist - das Programm weiß beispielsweise, dass eine Wand eine bestimmte Dicke hat und dass alle Türen oder Fenster, die darin eingefügt werden, die gleiche Dicke haben müssen.

Im Gegensatz dazu gibt es bei 2D-CAD keine Unterscheidung zwischen den verschiedenen Elementen, da es sich einfach um eine Sammlung von Linien, Polylinien und Bögen handelt. Selbst wenn ein vorgefertigtes Objekt (z. B. ein Block) eingefügt werden soll, sind mehrere Befehle erforderlich, um das Objekt zu verschieben, zu drehen und zu erweitern oder zu beschneiden, damit es in den gewünschten Bereich passt. Im Verlauf eines großen Projekts können sich diese Schritte zu vielen Arbeitsstunden summieren, die mit dem bloßen Anpassen von Elementen verbracht werden - Zeit, die für andere Tätigkeiten genutzt werden könnte. 

Neben den zeitsparenden Aspekten der 3D-Konstruktion bietet sie auch eine deutliche Steigerung der Genauigkeit. Die Möglichkeit, ein fertiges Design und die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Komponenten zu visualisieren, ist immens hilfreich und ermöglicht es, Kollisionen und Fehler zu beheben, bevor das Projekt in die Bauphase eintritt. Die Verwaltung von Änderungen ist ein weiterer Bereich, der oft zu Unstimmigkeiten in einem 2D-Entwurf führt, insbesondere da Projekte oft mehrere Iterationen haben. In 2D-CAD wird jedes Detail separat gezeichnet und erfordert bei Änderungen manuelle Aktualisierungen. Bei einem 3D-Modell wird jeder Schnitt, jede Ansicht oder jedes Detail aus dem Modell extrahiert und automatisch aktualisiert, wenn sich das Modell ändert. So wird sichergestellt, dass selbst bei einem großen Projekt keine Aktualisierungen fehlen. Allein durch die Verbesserung der Präzision - und damit der Qualität - des endgültigen Entwurfs können erhebliche Zeit- und Ressourceneinsparungen erzielt werden.

Der Wechsel zu einem 3D-Modell-basierten Ansatz ist auch der erste Schritt zur Erschließung von Vorteilen in anderen Bereichen. Die 4D- und 5D-Modellierung fügt dem Modell beispielsweise Zeit- und Kosteninformationen hinzu, wodurch verbesserte Kostenschätzungen und realistischere Bauzeitpläne erstellt werden können, die auf Fakten statt auf subjektiven Einschätzungen basieren. Projektmanagement und -überwachung können mit einer sinnvollen Baseline verglichen werden, so dass bei Bedarf rechtzeitig Korrekturmaßnahmen ergriffen werden können. 

Da die modellbasierte Planung dank Building Information Modeling (BIM) immer mehr Verbreitung findet, werden weitere Anwendungen entwickelt, um die im Modell enthaltenen Informationen zu nutzen. Zum Beispiel beginnen Facility- und Betriebsmanagement damit, digitale Zwillinge zu nutzen, um betriebliche Effizienz zu identifizieren und ihre Asset-Management-Strategien zu verbessern. In dem Maße, wie sich neue Technologien wie künstliche Intelligenz und das Internet der Dinge (IoT) weiterentwickeln, wird der Wert eines 3D-Modells und der darin enthaltenen Informationen weiter zunehmen, insbesondere wenn es darum geht, nachhaltigere Gebäude zu entwerfen.

In einer Zeit, in der Bauprojekte zügig abgeschlossen werden müssen, Ressourcen begrenzt sind und Nachhaltigkeit eine Kernanforderung an die Branche ist, bleibt die Frage was überhaupt noch gegen 3D-Modellierung spricht? Denn im Moment sieht die 2D-CAD-Zeichnung ähnlich aus wie das Zeichenbrett vor vielen Jahren - veraltet und ineffizient.
 

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