Technik für die Kreativität

Dipl.-Ing. Olaf Meier

Während der Einsatz von CAD-Software im Architekturbüro für die Werks- und Ausführungsplanung schon fast als Standard anzusehen ist, wird in der Entwurfsphase heute zumeist noch mit 6B-Bleistift, Skizzenblock und Styropormodellen gearbeitet.

Zum einen liegt dies sicher daran, dass die Software-Anbieter sich in den letzten 15 Jahren vor allem auf die Entwicklung der „technischen“ CAD-Lösungen konzentriert haben, die zwar in der Erstellung von Bauplänen eine immense Präzision bieten, aber gerade auf Grund ihrer konstruktiven Ausrichtung ein spielerisches Entwickeln von Ideen verhindern. So scheuen Architekten sich, in ihrer kreativsten Arbeit, dem Entwerfen von Gebäuden, den Zwängen einer Software unterzuordnen.

Doch ist dies heute nicht mehr unbedingt begründet: Mittlerweile bietet der Markt spezielle Systeme, mit denen der Architekt 2D-Skizzen oder 3D-Modelle am Bildschirm entwerfen kann – mit allen Vorteilen, die die Arbeit am Computer bietet.

So lassen sich Entwürfe quasi per Knopfdruck ändern und verschiedene Varianten sehr schnell durchspielen. Der jederzeitige Wechsel zwischen verschiedenen Ansichten (z.B. zwischen Grundriss, Perspektive oder Schnitt) erlaubt eine einfache Entwurfskontrolle. Und nicht zuletzt kann sich der Bauherr das geplante Gebäude dank der anschaulichen Darstellung des Entwurfs mit Farbflächen und Texturen bildlich vorstellen und Änderungswünsche schon in der Entwurfsphase einfließen lassen.

Die Lösungsansätze der Anbieter sind dabei recht unterschiedlich: So werden Programme angeboten, die es erlauben, mittels eines Digitalisiertabletts und einem drucksensitiven elektronischen Stift 2D-Skizzen wie auf einem Blatt Papier zu entwerfen.

Andere Programme unterstützen die 3D-Modellierung, ersetzen also praktisch den teuren Modellbauer. Dabei existieren Systeme, die als Stand-alone-Lösung arbeiten, also unabhängig von anderen Programmen eingesetzt werden können, und Systeme, bei denen es sich um ein Zusatztool zu einem CAD-Programm handelt, mit entsprechenden Vorteilen in der Durchgängigkeit des Arbeitsprozesses.

Ein Vertreter der Stand-alone-Fraktion ist SoftTech. Das Neustädter Unternehmen bietet neben seinem CAD-System auch das 3D-Modellierwerkzeug SketchUp an.

Mit dieser Modellier- und Visualisierungssoftware können auch CAD-unerfahrene Anwender dank der intuitiven Arbeitsweise ihre Ideen realisieren.

Spielerisch lassen sich 3D-Körper erstellen, miteinander verschneiden und verformen – alles per Maus. Dabei sind jederzeit eine skizzenhafte Eingabe oder eine exakte Tastatureingabe möglich. Nur wenige Befehle reichen aus, um ein 3D-Modell seiner „Vision“ zu erstellen oder verschiedene Varianten durchzuspielen.

Das System wird also unabhängig von anderen Programmen eingesetzt und erfordert keine CAD-Software als Basis.

Dies hat den Vorteil, dass zum Beispiel ein eigener „Kreativ-Arbeitsplatz“ eingerichtet werden kann – zu einem deutlich günstigeren Preis als z. B. ein CAD-Arbeitsplatz.

Zu dem CAAD-Programm Spirit von SoftTech besteht eine direkte Verknüpfung per Referenztechnik. So lassen sich Änderungen am SketchUp-Modell in Spirit mit einem Tastendruck nachvollziehen.

Der Architekt findet in SketchUp eine Lösung, die es erlaubt, spielerisch mit Formen zu experimentieren und die schnelle Ergebnisse liefert – und zu dem sehr viel Spaß macht. Vor allem mit der neuen Version 3.0, die einige Schwachstellen der Vorgängerversion eliminiert:

So werden jetzt Kreise, Kurven und Freihandlinien mit weichen Verläufen und nicht mehr ausschließlich als Linien-Segmente dargestellt.

Hinter dieser optischen Verbesserung steckt auch eine Optimierung in der Bearbeitung, denn jetzt lassen sich Kurven einfacher editieren. Für die Darstellung organischer Formen besonders interessant ist die Möglichkeit, Ebenen allmählich ineinander übergehen zu lassen, so dass fließende Übergänge entstehen. Außerdem erschließt die neue Bemaßungs- und Beschriftungsfunktion vielfältige Anwendungsmöglichkeiten von der Präsentation bis hin zur Ausführungsplanung.

Auch im Visualisierungsbereich bietet die neue Version mehr: So kann einzelnen Oberflächen, wie Wand- oder Dachflächen, eine Transparenz zugewiesen werden, was einen partiellen Einblick in das virtuelle Gebäude ermöglicht. Darstellungen erscheinen professioneller und machen Präsentationen noch attraktiver.

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Für denjenigen, der nicht in 3D modellieren, sondern in 2D skizzieren möchte und einen digitalen Ersatz für Bleistift und Skizzenblock sucht, bietet die Nemetschek AG mit der Entwurfs- und Layoutsoftware PlanDesign und dem D-Board eine interessante Lösung.

Die PlanDesign Skizzier- und Layout-Funktionalitäten sind speziell auf kreative Aufgaben wie die Ideenfindung, Korrekturen und Präsentationen zugeschnitten.

Unabhängig davon, welches CAD-System eingesetzt wird und aus welchen Dateiformaten die Präsentation zusammengestellt werden soll, können mit PlanDesign Skizzen, Bilder, Texte und CAD-Pläne bequem und einfach zu einem Gesamtlayout erstellt werden.

Es lassen sich alle in Allplan, dem Nemetschek-CAD-System, erstellten Daten 1:1 zur weiteren Bearbeitung in Layouts einfügen. Auch können dreidimensionale Zeichnungen erstellt werden.

Mit PlanDesign und dem dazu gehörigen D-Board kann der Planer mit dem digitalen, kabellosen Stift drucksensitiv arbeiten und kreativ entwerfen, zeichnen, schreiben und navigieren.

Über den Monitor erhalten Anwender eine große Auswahl an Stiftstärken und Papierarten, die neben der Vielzahl an Farbeffekten besonders ansprechende Skizzen ermöglichen.

Auch für die dreidimensionale, bauteilorientierte Modellierung bietet Nemetschek eine Lösung, allerdings nur für den Allplan-Anwender: Mit dem in das CAAD-System integrierten 3D-Sketching-Tool kann in der CAD-Bedienumgebung und auf einer einheitlichen Datenbasis ein Bauwerk modelliert werden.

Durch das freie Skizzieren auf Oberflächen können Volumenkörper und 3D-Flächen schnell erzeugt, Objekte zugeschnitten oder gestanzt sowie Flächen intuitiv modelliert werden. Anschließend werden die erzeugten Objekte durch die vollständige Integration im CAD-System Allplan direkt weiterbearbeitet.

Die zeitgleiche Entwurfskontrolle, Animation und der virtuelle Rundgang durch das Gebäude, auch mit texturierten oder transparenten Oberflächen, sind jederzeit möglich. Darüber hinaus sind von diesem Gebäudemodell auch wichtige Werte wie z. B. das Volumen ermittelbar und die Bauteile können vermaßt werden. Somit gelingt ein Übergang von Entwurf- zur Genehmigungs- und Werkplanung ohne Medienbruch. Diese Durchgängigkeit ist dabei der entscheidende Aspekt bei der Nemetschek-Philosophie: Die im Modell erzeugten 3D-Daten können für die Detail- und Werkplanung weiter verwendet werden.

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Auch Graphisoft bietet mit ArchiPaint ein Programm, mit dem über ein USB-Digitalisiertablett zweidimensionale Skizzen erstellt werden können. Es kann aber nur zusammen mit dem CAD-System ArchiCAD von Graphisoft eingesetzt werden. ArchiPaint greift auf typische Zeichenfunktionen einer Grafik-Software zurück – Bleistift, Spraydose und Pinsel sind dabei die wesentlichen Werkzeuge.

Darüber hinaus verfügt das System über Grafik-Funktionen wie ausgefüllte oder leere Rechtecke, Ellipsen oder Kreise, eine Pipette zur Ermittlung des Farbtons, Radiergummi sowie Eimer für das automatische Füllen eines Teils der Zeichnung mit den Farben der Farbpalette. Um einzelne Zeichenschritte zu erleichtern, stellt das Programm Befehle wie Drehen, Spiegeln, Wiederherstellen, Löschen, Zoomen und das Tauschen von Farboptionen zur Verfügung. Wie bei einem herkömmlichen Stift auch, lässt sich die Strichdicke durch unterschiedliche Druckausübung verändern.

Eher für die Präsentation eines Entwurfs gedacht ist das Programm ArchiSketchy, das ArchiCAD-Anwendern die Möglichkeit bietet, CAD-Zeichnungen das Aussehen von Handskizzen zu geben.

Dabei wird die gleichmäßige, korrekte Strichführung der am Computer ausgeführten Zeichnungen durch die individuellen und weniger nüchternen Striche von Handskizzen ersetzt. Damit können Pläne präsentiert werden, die die Anmutung handgefertigter Bleistiftskizzen oder Blaupausen haben.

Die Skizze kann außerdem in ein Objekt umgewandelt werden, wenn sie beispielsweise verkleinert, vergrößert oder aber in mehreren Projekten gleichzeitig platziert werden soll. Da die mit ArchiSketchy geschaffene Skizze eine vektorielle Zeichnung ist, kann sie problemlos weiterverarbeitet werden.

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Einen etwas anderen Lösungsweg bietet die belgische Firma Graphicomp, die den deutschen Markt über eine Niederlassung in Köln betreut.

Sie entwickelt das CAD-System ICAAD, das aus verschiedenen Modulen aufgebaut ist. Eines der Basismodule ist ICAVIZ. Mit ihm lassen sich Modelle in 2D und 3D entwerfen, ohne dass man dafür spezifische Architektur-Funktionalitäten nutzen muss.

Mit Hilfe von verschiedenen Rendering-Techniken können die Modelle animiert werden – von einer sehr einfachen Darstellung bis hin zu fotorealistischen Bildern.

Für den Entwurf stehen in einer umfassenden Bibliothek zahlreiche Komponenten wie Fenster, Türen, Säulen oder Mobiliar zur Verfügung. Alle Bauteile sind dabei frei parametrisierbar.

Wer darüber hinaus seine Ausführungsplanung auf Basis von ICAVIZ durchführen möchte, kann das System durch weitere Module zu einer vollständigen CAAD-Anwendung ausbauen.

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Die First AEC GmbH vertreibt mit ArCon ein System, bei dem schon die Grenze zwischen Entwurfssoftware und CAD verschwimmt.

Konzipiert ist das System als Entwurfs- und Designsoftware, mit dem Ideen schnell konstruiert und visualisiert werden können. Sie richtet sich an Architekten genauso wie an Möbelhersteller oder an Bauherren.

Eine umfangreiche Material- und Texturbibliothek, schnelles Rendering und der virtuelle Rundgang im und um das Gebäude ermöglichen eine ansprechende Präsentation des Entwurfs.

Zusätzlich kann auf über 30 Zusatzmodule zurückgegriffen werden, z. B. für Aufmaß, Dach, Holzhausplaner usw., so dass erfahrene ArCon-Anwender das System auch für die Genehmigungs- und Werkplanung einsetzen – eigentlich angestammtes Terrain für professionelle CAAD-Systeme.

Im Frühjahr dieses Jahres ist die neue Version ArCon+ 2003 auf den Markt gekommen, die über verbesserte und zusätzliche Funktionen für die kreative architektonische Gestaltung verfügt. So können mit einem neuen Wandeditor individuelle Wandkonturen erzeugt und in Katalogen abgelegt werden. Auch Wände entlang von Splines werden jetzt automatisch generiert. Neuerungen gibt es auch im Bereich der Dachfunktion, so dass jetzt selbst die ausgefallensten Dachkonstruktionen möglich sind – z.B. lassen sich Tonnendächer mit jeder anderen Dachform verschneiden.

Mit der neuen Version ist es jetzt auch möglich, über eine neue Modellierfunktion eigene Objekte zu erstellen.

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Welches System man letztendlich auf der Suche nach einer speziellen Entwurfssoftware wählt, ist sicher eine Frage der Philosophie:

Will man skizzieren wie mit der Hand, oder entwickelt man seinen Entwurf lieber mit digitalen 3D-Bauklötzen? Sollen die Daten ohne Systembruch im CAD weiterverarbeitet werden können oder bevorzugt man einen separaten Kreativ-Arbeitsplatz? Und als ob das nicht schon genug Fragen sind, bietet der Markt auch noch zahlreiche Grafik-Programme, die zwar nicht speziell auf den Architekten zugeschnitten sind, die aber dennoch auch eine Lösung für den Entwurf sein können.

So sollte man denn auf jeden Fall verschiedene Systeme ausprobieren und z. B. die alljährliche Fachmesse ACS in Frankfurt nutzen, um sich die Lösungen der verschiedenen Anbieter persönlich vorstellen zu lassen.