iSiGG | ein dynamisches, interaktives Simulationssystem für Feuer-, Rauch- und Schadstoffausbreitung in Gebäudenben bei Interaktion mit Personen
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Multimodell

Multimodelle verknüpfen Fachmodelle zu einer gesamtheitlichen Dateninstanz. Mit ihnen lassen sich domänenübergreifende Aufgaben bewältigen, welche von den einzelnen Modellen sonst nicht lösbar wären. Dazu werden Elemente der Fachmodelle mithilfe von ID-basierten Links miteinander verknüpft. Die so entstandene lose Verknüpfung der einzelnen Modelle erlaubt modellübergreifende Abfragen und Operationen. Da bei der Multimodell-Methode die Modellelemente nur lose verknüpft werden, müssen bestehende Datenmodelle für den Einsatz dieser Methode nicht geändert oder angepasst werden. Die Multimodell-Methode stellt damit einen alternativen Ansatz zur zentralistischen BIM-Methode dar.

MMC - Gebäudesicherheit Grundlage des gesamten Informationssystems im iSiGG Projekt ist das BIM-Modell in IFC, eine digitale Gebäudedarstellung, die den logischen Aufbau der Gebäudestrukturen (Wände, Decken, Türen, Fenster etc.) mit ihren Eigenschaften, Zusammenhängen und der 3D-Geometrie beschreibt. Das korrekte Parsen einer relevanten Teilmenge des BIM-Modells durch die CFD- und die Crowd-Flow-Simulation ist dabei zwingend erforderlich, um deren modellübergreifende semantische Interoperabilität zu gewährleisten. Das BIM/IFC-Modell allein reicht jedoch nicht aus, da es den Informationsbedarf der beiden Simulationen nicht vollständig abdeckt. Zusätzlich werden Daten über das Verhalten und den Standort der Bewohner benötigt, um eine Massenflusssimulation zu starten, und die CFD-Simulation benötigt Daten über den Standort des Brandes oder der Schadgasquelle sowie die damit verbundenen Brand-, Infiltrations- oder Druckfestigkeitseigenschaften der im Gebäude verwendeten Materialien. Glücklicherweise können die Daten aus diesen verschiedenen Domänen mit dem in (Fuchs & Scherer 2017) beschriebenen Multimodell-Ansatz zusammengeführt werden, der es ermöglicht, die Domänenmodelle mit einem Multimodell zur Lösung domänenübergreifender Aufgaben zu verbinden. Dadurch entsteht eine gemeinsame Datenumgebung, die es erlaubt, modellübergreifend zu filtern, abzufragen und zu argumentieren. Die Beziehungen zwischen den Modellen werden in separaten Linkmodellen hergestellt und formalisiert, wobei alle Verknüpfungen zwischen den Modellen über eindeutige Attribute der zugehörigen Modellelemente als Schlüssel definiert werden. Neben dem Vorteil einer gemeinsamen Datenumgebung erfordert dieser Ansatz auch keine Änderung bestehender Modelle, was besonders bei standardisierten Datenmodellen wie dem IFC wichtig ist. Für die kombinierte Simulation von Massenströmung und CFD-Feuer- oder Gasausbreitungssimulation wird ein Multimodell verwendet, um das Szenario zu beschreiben. Neben dem Gebäudemodell, das den geometrischen Rahmen der Simulation bildet, sind folgende Modelle im Multimodell enthalten:

  • Personenmodell, das das Verhalten und die Lage der Bewohner auf topologischer Ebene spezifiziert und die Erstellung von Massenflussszenarien unabhängig von einer bestimmten Gebäudegeometrie ermöglicht;
  • Materialmodell, das eine Materialbibliothek spezifiziert, die spezifische Eigenschaften der Baustoffe im Zusammenhang mit den Simulationen enthält;
  • Zündungsmodell, das Daten über das Zündverhalten für das Brandszenario angibt.

Diese 3 Modelle sind alle mit dem Gebäudemodell verknüpft, um die erforderlichen BIM-Daten zu kommentieren, wobei die topologischen Elemente des Bewohner-Modells (Räume, Eingänge, Ausgänge etc.), die Materialien aus dem Materialmodell und die Zündpunkte aus dem Zündmodell mit den entsprechenden Gebäudeelementen im Gebäudemodell verknüpft werden. So kann ein komplettes Szenario beschrieben und digital verarbeitet werden, wobei die einzelnen Modelle unabhängig vom betrachteten Gebäude bleiben, was die Wiederverwendbarkeit der Modelle für andere (Varianten-)Simulationsszenarien erhöht.