Mit Virtualisierung schneller zum fertigen Produkt oder Material

Eclat Digital: Virtual Prototyping auf der Digitalbau

Virtualisierung macht sichtbar, was bislang nur als Idee oder Daten existiert: Das Unternehmen „Eclat Digital“ bietet Architekten, Ingenieurbüros und Bauplanern eine Virtual-Prototyping-Software auf wissenschaftlicher Basis, die Materialauswahl-Prozesse vereinfacht und die Entwicklung von Produkten, Räumen und Gebäuden beschleunigt. Das Unternehmen stellt seine Software „Ocean“ vom 31. Mai bis 2. Juni auf der Messe „Digitalbau“ in Köln vor. Die Anwendung liefert prädiktive, quantitative und physikalisch korrekte Abbilder, die eine detaillierte, realitätsgetreue Betrachtung unter beliebigen Beleuchtungssimulationen ermöglicht, noch bevor das erste physische Muster produziert wird. Vorteil: Erhebliche Kosteneinsparungen, beschleunigte Entwicklung und frühere Produkteinführung.

Bildquelle: Eclat Digital

Ocean berechnet exakt und quantifizierbar die Tageslichteinstrahlung in Räume. Diese hilft zum Beispiel bei der Ermittlung der idealen Verglasung, Beschattungsanlagen und der Raumplanung von Büros und Wohnimmobilien.  

Wenn Gebäude geplant werden, stehen Architekten vor der wichtigen Frage, welche Materialien und Produkte in der Fassade verbaut werden. Und dies nicht nur, weil die Fassade maßgeblich die energetische Qualität, den Heiz- und Klimatisierungsaufwand oder den Raumkomfort beeinflusst. Metalle, Kunststoffe, Farbe, Stein, Beton, Glas – jedes sichtbare Material hat eine eigene Ästhetik und bestimmt maßgeblich das finale Erscheinungsbild des Gebäudes. Besonders schwierig einzuschätzen ist dies beispielsweise bei funktionsbeschichtetem Glas, denn jedes Produkt unterscheidet sich in der Farbneutralität oder Tönung sowie in der Reflexionsfarbe. Um eine Idee davon zu bekommen, wie eine Glasfassade nach Fertigstellung wirkt, nutzen Architekten in der Planung darum Glas-Samples (Handmuster) oder lassen teils aufwändige und teure Fassaden-Mockups erstellen. Doch letztlich ermöglichen diese Hilfsmittel nur eine situative Einschätzung, denn was bei Tageslicht und blauem Himmel gerade noch ästhetisch strahlt, kann später, bei bedecktem Himmel oder unter Ansicht aus einem spitzen Winkel vollkommen anders wirken als erwartet.

Bildquelle: Eclat Digital

66 Hudson Boulevard, auch „The Spiral” genannt, ist ein New Yorker Wolkenkratzer aus der Feder der Bjarke Ingels Group. Die in technischer und ästhetischer Hinsicht ideale Sonnenschutzverglasung wurde vorab mit der Software Ocean von Eclat Digital berechnet.

Virtual Prototyping schafft realitätsgetreue Abbilder

Präziser lässt sich Architektur über virtuelles Prototyping einschätzen, wie sie Eclat Digital mit „Ocean“ anbietet. Die Software verwendet die optischen Daten realer Materialien und die Datenbasis des planenden Architekten, um realistische Renderings unter Berücksichtigung der Gesetze der Optik und Strahlungsphysik zu berechnen. Für die Virtualisierung benötigt die Anwendung lediglich ein importierbares 3D-Modell in Form von SketchUp-Dateien oder andere Formate wie zum Beispiel Rhinoceros 3D oder SolidWorks. Exakte Daten zu eingesetzten Materialen führen zu einer optimalen Virtualisierung. Hierfür kann Ocean tabellarische Daten und Messdaten für Materialien, Lichtquellen und Umgebungen integrieren. Ebenso ist es möglich, Materialien genau daraufhin zu untersuchen, wie Licht mit ihnen interagiert, zum Beispiel durch Analysen der Sonnenkonzentration, Blendungsanalysen, Reflexionsmessungen.

Bildquelle: Eclat Digital

Das Mahnmal für die Abschaffung der Sklaverei in Nantes zeigt die Zuverlässigkeit von Ocean bei der Berechnung von Strukturrenderings. Auf den Bildern: links die Realität, rechts das Rendering durch Ocean.

Für die Visualisierung von Glasfassaden besonders relevant: Auch Daten zu erwartbaren Verzerrungen, z.B. hervorgerufen durch das thermische Vorspannen von Glas, unerwünschte Moiré-Effekte oder Anisotropien werden realitätsgetreu simuliert – das kann helfen, schon in der Planung qualitativ hochwertige, geeignete Materialien zu finden und Fehler zu vermeiden. Der Raytracing-Algorithmus von Ocean nutzt das volle Lichtspektrum und ermöglicht so hochpräzise Beleuchtungsberechnungen und Simulationen für beliebige Materialien und Oberflächen: Farbmessungen, exakt zugeordnete Lichtprojektionen durch präzises Light-Mapping, spektrales Imaging, das Techniken nutzt, die über das sichtbare Spektrum (RGB) hinausgehen, radiometrische Analysen – die Software schafft realitätsgetreue Bilder. Dies ist beispielsweise immer dann wichtig, wenn zum Beispiel komplexe Farbabstimmungen zwischen unterschiedlichen Materialien wie Metallen und Glas vorzunehmen sind. Als Handmuster und unter künstlicher Beleuchtung harmonieren Materialien unter Umständen anders miteinander, als sie es letztlich in der Gebäudefassade unter wechselnden Tageslichtverhältnissen tun – mit Ocean wird dies präzise vorhersagbar.

Die Software unterscheidet sich von bestehenden Virtualisierungslösungen vor allem durch den streng wissenschaftlichen Ansatz. Ein interdisziplinäres Team aus Forschern, Physikern, Ingenieuren und erfahrenen Grafikspezialisten gestattet die Visualisierung auch komplexer Projekte.


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29.04.2022
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