3D-CAD-Software mit integrierten Berechnungen

Bei der Planung von TGA-An­lagen werden immer höhere Anforderungen an Ingenieurbüros und Fachfirmen gestellt. Bei weitgehend ausgereizten Gebäudehüllen erfordern die weitere Steigerung der Energieeffizienz, die früh­zeitige Koordinierung aller TGA-Gewerke und die umfassende Kostenkontrolle den Einsatz moderner Pla­nungswerkzeuge.

Mit integrierten Berechnun­gen ermöglicht die 3D-CAD-Planungssoftware „Rukon-TGA“ der Tacos GmbH eine Optimierung der eingesetzten Technik und verkürzt die Durchlaufzeit von Projekten. Dabei erlauben das durchgehen­de Datenmodell und automati­sche Änderungsfunktionen Flexibilität. Kollisionen zwischen dem Baukörper und den TGA-Gewerken werden automatisch erkannt und können rechtzeitig behoben werden.

In einer durchgehenden Pro­zesskette werden die Planungs­abschnitte vom Entwurf über die Ausführungs- bis zur Montageplanung durchlaufen. Automatische Massenauszüge, Stücklis­ten und Berechnungsprotokolle dokumentieren die Planungsstände. Die Fertigung wird durch automatische grafische Stück­listen und die Ausgabe von NC-Daten zur Kanalfertigung weitgehend automatisiert. Für die anschauliche Kommunika­tion zwischen Planern und Bauherren sorgen das Begehen des virtuellen 3D-Gebäudes und die animierte 3D-Flussanzeige der Versorgungsmedien.

Planung von Großprojekten

Besonders bei der Planung großer Projekte, wie Einkaufszentren, Krankenhäusern, Hotels, Flughafenterminals und Industrieanlagen, kommt es auf eine sinnvolle Strukturierung der Anlagen, ein geschossübergreifendes Kon­zept zur Berechnung und auf die zuverlässige Ermittlung der Massen und Stücklisten an.

Grundlage für die Entwurfsplanung ist die Raumdatenerfassung im 3D-Gebäudemodell. Daran schließen sich als weitere Planungsschritte die Heizlastberechnung nach DIN EN 12831 und die Kühllastberechnung nach VDI 2078 an.

Im Einstrichkonzept werden die aus der integrierten Datenbank ausgewählten TGA-Komponenten, wie Luftdurchlässe, im Raum positioniert und mit einem 3D-Strichplan verbunden. Heizkörper werden in der Heizkörperauslegung ausgewählt, positioniert und automatisch an die Verteilleitungen angebunden. In den Gewerken Sanitär und Abwasser werden Einrichtungsgegenstände im 3D-Gebäude platziert. Die VDI-3805-Schnittstelle gewährleistet, dass Teiledaten direkt vom Hersteller bereitgestellt und in der Software eingelesen werden.

Dimensionierung mit Objektdaten

Volumen- oder Massenstrom, Berechnungsdurchfluss, Mindest­fließdruck etc. sind den Objekten hinterlegt, so dass im Einstrichplan in jedem Abschnitt die an­zusetzenden Durchflusswerte bekannt sind. Es folgt die Dimensionierung der Leitungen nach benutzerdefinierbaren Vorlagen für die maximale Geschwindigkeit und den Druckverlust pro Meter, unterschieden nach Haupt-, Verteil- und Anbindeleitungen. Jedem Abschnitt können einzeln abweichende Vorgaben zugeordnet werden. Ergebnis der Dimensionierung ist ein 3D-Volumenplan, der zur Koordinierung mit anderen Gewerken auf Kollisionen geprüft wird und schnell variiert werden kann.

In der Lüftung umfasst die Berechnung und Auslegung von RLT-Anlagen die Druckverlustberechnung mit Berücksichtigung der Reynoldszahl, Temperatur, Feuchte und Akustik nach VDI 2081. Als weitere Berechnungs- und Auslegungsverfahren stehen die Rohrnetzberechnung für Heizung und Kühldecken, die Fußbodenheizung DIN EN 1264, die Trinkwasserberechnung nach DIN 1988-300, die Abwasserberechnung für Schmutzwasser mit Belüftung und die Regenwasser-Freispiegelentwässerung zur Verfügung. In Kürze wird die Software um die Druckströmungsentwässerung erweitert. Dafür stehen rund 100 Gewerke mit verschiedenen Komponentenbaukästen zur Auswahl, einschließlich der Bauteile für Elektrokabeltrassen – die für die Kollisionsprüfung der TGA-Gewerke besonders wichtig sind.

Optimierung der Anlagen

Die Ausführungsplanung schließt sich an mit einer Optimierung der Anlagen hinsichtlich der Druckverluste, der Strömungsgeschwindigkeiten, der Tem­pe­raturen und des Gesamt­energiebedarfs. Das Arbeiten in übersichtlichen Raumausschnitten, die automatische Schnittgenerierung und die un­mit­telbar zur Verfügung ste­henden Berechnungsergebnis­se schaffen die notwendigen Voraussetzungen dazu. Änderungen werden einschließlich der Schnitte übernommen und Beschriftungen, wie Querschnitte oder Höhenangaben, automatisch nachgehalten. Die Zeichnungen werden automatisch farbig angelegt und sichtbarkeitsgeklärt. Die Visualisierung der Berechnungen als animierte Flussanzeige macht die Anlagentechnik transparent.

In der Montageplanung werden die TGA-Komponenten mit Positionsnummern und Attributen, wie Montageaufwand und Abrufnummern für eine baustellengerechte Anlieferung, versehen. Schnitte mit Montagedetails können bedarfsgerecht in kürzester Zeit erstellt werden. Für die Inbetriebnahme der Anlagen stellt „Rukon-TGA“ Einstelllisten für Klappen, Blenden und Ventile zur Verfügung, die den Aufwand beim Einregulieren der Anlagen verkürzen.

Diese Kurzbeschreibung des TGA-Tools verdeutlicht, wie Planung, Erstellung und Inbetriebnahme unterstützt werden.