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TU Berlin

Inhalt des Dokuments

An investigation on effort and applicability of a computation of a space partitioning from boundary representations of building components and rooms

Summary:

Space partitioning has the advantage that neighboring relations are explicitly available. Digital models cover also surfaces of each object. Contact faces are available only once. However, such models are at present time not used in architecture and civil engineering. Other fields identifiedthe advantages. An example is the field of indoor navigation. The research project investigates a novel method of computing space partitioning from given boundary representations of building components and rooms. The method is based on integer values for coordinates. A mesh of tetrahedrons is generated. Computations take place in this mesh; the mesh is not refined. This concept avoids uncontrollable refinements. Such uncontrollable refinements can take place during the insertion of so called Steiner points which are required in mesh refinement algorithms. On the other hand, intersections of a given geometry with the mesh need to be computed. Surfaces and volumes of given objects are computed based on these intersection points. The research in this project covers a systematic investigation on the effort of computation which is expressed by the storage requirements and the efficiencies of the algorithm. Statements concerning the behavior of the invastigated method for realistic models of buildings are worked out. Models of residential and office buildings are selected as examples for the investigations. 

Eine Untersuchung des Aufwands und der Anwendbarkeit bei der Berechnung einer Raumzerlegung aus Oberflächenbeschreibungen einzelner Bauteile und Räume

Zusammenfassung:

Modelle der Raumzerlegung haben gegenüber anderen Formen zur Beschreibung der Geometrie den Vorteil, dass sie neben einer Beschreibung der Oberfläche der einzelnen Objekte auch alle Nachbarschaftsbeziehungen explizit speichern. Darüber hinaus ist sichergestellt, dass Berührungsflächen nur genau einmal vorhanden sind. Derartige Modelle werden zur geometrischen Modellierung von Gebäuden in Prozessen der Planung und Ausführung heute nicht eingesetzt. In anderen Bereichen, beispielsweise der Navigation durch Gebäude, wurden die Vorteile derartiger Modelle erkannt. Im Projekt soll untersucht werden, mit welchem Aufwand derartige Modelle aus gegebenen Oberflächenbeschreibungen ausgerechnet werden können. Hierzu wird ein neuartiger Ansatz systematisch untersucht. Der Ansatz basiert auf Ganzzahligen Koordinaten. Die Berechnungen werden in einem Netz aus Tetraedern durchgeführt. Das Netz selbst wird nicht verfeinert. Unkontrollierbare Verfeinerungen, wie sie durch das Einfügen von Steiner-Punkten bei der Rekonstruktion von Geometrien üblicherweise entstehen, werden grundsätzlich vermieden. Auf der anderen Seite sind die Schnittpunkte zwischen der zu rekonstruierenden Geometrie und dem Netz zu berechnen. Die Oberflächen und die Volumina der gegebenen Objekte sind schrittweise zu bestimmen. Es wird untersucht, mit welchem Aufwand derartige Berechnungen durchgeführt werden können. Ziel ist es, Aussagen über die Anwendbarkeit für realistische Bauwerksmodelle ableiten zu können. Die Untersuchungen werden beispielhaft an Modellen von Bürogebäuden und Wohngebäuden durchgeführt.  

Funding Period

2020 - 2022

Project Participants:

  • Prof. Wolfgang Huhnt
  • MSc Joanna Vetter
  • BSc Arne Martensen

Acknowledgements

The research is funded by the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG, German Reserach Foundation) – Projektnummer 424641234.

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