With the ongoing development of building information modelling (BIM) towards a comprehensive coverage of all construction project information in a semantically explicit way, visual representations became decoupled from the building information models. While traditional construction drawings implicitly contained the visual representation besides the information, nowadays they are generated on the fly, hard-coded in software applications dedicated to other tasks such as analysis, simulation, structural design or communication. Due to the abstract nature of information models and the increasing amount of digital information captured during construction projects, visual representations are essential for humans in order to access the information, to understand it, and to engage with it. At the same time digital media open up the new field of interactive visualizations. The full potential of BIM can only be unlocked with customized task-specific visualizations, with engineers and architects actively involved in the design and development process of these visualizations. The visualizations must be reusable and reliably reproducible during communication processes. Further, to support creative problem solving, it must be possible to modify and refine them. This thesis aims at reconnecting building information models and their visual representations: on a theoretic level, on the level of methods and in terms of tool support. First, the research seeks to improve the knowledge about visualization generation in conjunction with current BIM developments such as the multimodel. The approach is based on the reference model of the visualization pipeline and addresses structural as well as quantitative aspects of the visualization generation. Second, based on the theoretic foundation, a method is derived to construct visual representations from given visualization specifications. To this end, the idea of a domain-specific language (DSL) is employed. Finally, a software prototype proofs the concept. Using the visualization framework, visual representations can be generated from a specific building information model and a specific visualization description. / Mit der fortschreitenden Entwicklung des Building Information Modelling (BIM) hin zu einer umfassenden Erfassung aller Bauprojektinformationen in einer semantisch expliziten Weise werden Visualisierungen von den Gebäudeinformationen entkoppelt. Während traditionelle Architektur- und Bauzeichnungen die visuellen Reprä̈sentationen implizit als Träger der Informationen enthalten, werden sie heute on-the-fly generiert. Die Details ihrer Generierung sind festgeschrieben in Softwareanwendungen, welche eigentlich für andere Aufgaben wie Analyse, Simulation, Entwurf oder Kommunikation ausgelegt sind. Angesichts der abstrakten Natur von Informationsmodellen und der steigenden Menge digitaler Informationen, die im Verlauf von Bauprojekten erfasst werden, sind visuelle Repräsentationen essentiell, um sich die Information erschließen, sie verstehen, durchdringen und mit ihnen arbeiten zu können. Gleichzeitig entwickelt sich durch die digitalen Medien eine neues Feld der interaktiven Visualisierungen. Das volle Potential von BIM kann nur mit angepassten aufgabenspezifischen Visualisierungen erschlossen werden, bei denen Ingenieur*innen und Architekt*innen aktiv in den Entwurf und die Entwicklung dieser Visualisierungen einbezogen werden. Die Visualisierungen müssen wiederverwendbar sein und in Kommunikationsprozessen zuverlässig reproduziert werden können. Außerdem muss es möglich sein, Visualisierungen zu modifizieren und neu zu definieren, um das kreative Problemlösen zu unterstützen. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, Gebäudemodelle und ihre visuellen Repräsentationen wieder zu verbinden: auf der theoretischen Ebene, auf der Ebene der Methoden und hinsichtlich der unterstützenden Werkzeuge. Auf der theoretischen Ebene trägt die Arbeit zunächst dazu bei, das Wissen um die Erstellung von Visualisierungen im Kontext von Bauprojekten zu erweitern. Der verfolgte Ansatz basiert auf dem Referenzmodell der Visualisierungspipeline und geht dabei sowohl auf strukturelle als auch auf quantitative Aspekte des Visualisierungsprozesses ein. Zweitens wird eine Methode entwickelt, die visuelle Repräsentationen auf Basis gegebener Visualisierungsspezifikationen generieren kann. Schließlich belegt ein Softwareprototyp die Realisierbarkeit des Konzepts. Mit dem entwickelten Framework können visuelle Repräsentationen aus jeweils einem spezifischen Gebäudemodell und einer spezifischen Visualisierungsbeschreibung generiert werden.

Process modeling is used in construction to plan and manage the construction process and to support various simulation tasks. A major problem is that due to the one-of-a-kind character of construction projects a lot of work is spent manually developing an overall process schedule for each project. However, the total individual process is typically structured into multiple stages containing a number of recurring similar, but unequal, subprocesses that can be standardized, if appropriately generalized, to generic reusable process patterns. Moreover, not only processes, but also many general construction methods and strategies can be standardized and stored in the form of patterns and configuration rules, which will improve the consistency of modeling and also improve modeling time. The presented work addresses these issues and presents a new approach for the ontology-based process modeling and its combination with the rule-based process configuration. The proposed system supports the generation of process workflows for construction projects that could be later used in discrete-event simulation software or workflow programs. A formal high-level model for construction processes and a methodology for using process patterns in the configuration of complex construction tasks are the main focuses of this work. The base idea of the proposed approach is the development and use of two separate, but interrelated, ontologies and their integration with a general-purpose rule-engine. The first ontology is the Process Pattern Ontology, which is used to store reusable process patterns. The second is the Process Instance Ontology, which has similar taxonomy to the Process Pattern Ontology but is uniquely populated with specific process assertions for each construction case. The developed approach also suggests the application of the process patterns for the configuration of construction processes. This includes the mechanism of the process pattern retrieval, describing the extraction of the required process pattern from the Process Pattern Ontology, the intermediate adaptation step and the configuration step. The configuration step focuses on the integration of the rule-engine with the ontological knowledge-base, as well as on the application of different configuration strategies. With the help of these configuration strategies, realised by means of hierarchical rule sets, first a variation of the process and second a solution for the quick process configuration can be found. As a practical implementation of the proposed methodology a software prototype called Process Configurator is implemented within this work. This prototype realizes the interaction between all components of the ontology-based configuration approach presented in this work and supports the generation of process schedules for construction projects with the help of reusable process patterns and configuration rules. / Prozessmodellierung wird im Bauwesen für die Planung des Bauablaufes genutzt, sowie insbesondere für die Unterstützung unterschiedlicher Simulationsprozesse. Das Hauptproblem ist, dass man wegen des Unikatcharakters der Bauprojekte viel Aufwand und Zeit braucht, um jedes Mal einen Prozessablaufplan des Projektes manuell zu erstellen. Allerdings besteht ein einzelner Gesamtprozess normalerweise aus mehreren Teilen, die ähnliche, aber nicht gleiche Subprozesse beinhalten. Diese Subprozesse können standardisiert, abstrahiert und dann als wiederverwendbare Referenzprozesse generalisiert werden. Außerdem lassen sich nicht nur Prozesse, sondern auch viele Baumethoden und Baustrategien in Form von Konfigurationsregeln formalisieren und speichern. Dies kann die Wiederspruchfreiheit der Modellierung gewährleisten und hat auch das Potential, die Modellierungszeit zu reduzieren. Die vorliegende Arbeit zielt darauf ab, diese Aspekte zu analysieren und einen neuen Ansatz zur Kombinierung der ontologiebasierten Prozessmodellierung mit der regelba-sierten Prozesskonfiguration vorzustellen. Das dargestellte System unterstützt die Erstellung der Prozessablaufpläne für die Bauprojekte, die danach mit Hilfe von Simulationssoftware simuliert werden. In dieser Dissertation werden die Entwicklung eines formalen Modells für Bauprozesse und die Methodologie der Nutzung der Referenzprozesse bei der Konfigurierung komplexer Bauaufgaben beschrieben. Die grundlegende Idee des vorgeschlagenen Ansatzes ist die Entwicklung und die Verwendung zweier Ontologien. Die erste Ontologie wird als Process Pattern Ontologie bezeichnet und zur Speicherung der wiederverwendbaren Referenzprozesse eingesetzt. Die zweite Ontologie mit der Bezeichnung Process Instance Ontologie speichert die Prozessinstanzen für die spezifischen Bauprojekte. Die beiden Ontologien haben ähnliche, aber nicht gleiche, Strukturen und sind über eine Regel-Engine integriert. Der entwickelte Ansatz beinhaltet ebenfalls die Nutzung der Referenzprozesse im Konfigurationsprozess. Dies umfasst sowohl einen Mechanismus zur Abfrage der Referenzprozesse, welcher das Extrahieren des benötigten Referenzprozesses aus der Ontologie beschreibt, als auch die Anpassung der Referenzprozesse sowie deren Konfiguration mit Regeln. In der Konfiguration liegt der Fokus auf der Integration der Regel-Engine mit der ontologischen Wissensbasis und die Anwendung unterschiedlicher Konfigurationsstrategien. Mittels Konfigurationsstrategien, die mit Hilfe von hierarchischen Regelmengen realisiert werden, kann eine intelligente Lösung für die schnelle Prozesskonfiguration gefunden werden. Als praktische Implementierung der vorgeschlagenen Methodologie wird ein Prototyp, als Process Configurator bezeichnet, entwickelt. Der Process Configurator realisiert die Interaktion zwischen allen Komponenten des Systems und unterstützt die Erstellung der Prozessablaufpläne mit Hilfe der Referenzprozesse und Konfigurationsregel.

This paper describes the format of monitoring data files that are collected for external measuring sites and at laboratory experiments at the Institute for Building Climatology (IBK). The Monitoring Data Files are containers for storing time series or event driven data collected as input for transient heat and moisture transport simulations. Further applications are the documentation of real world behaviour, laboratory experiments or the collection of validation data sets for simulation results ( whole building / energy consumption / HAM ). The article also discusses the application interface towards measurement data verification tools as well as data storage solutions that can be used to archive measurement data files conveniently and efficiently.

This paper describes the format of material data files that hold parameters needed by thermal and hygrothermal simulation tools such as Delphin, Hajawee (Dynamic Room Model) and Nandrad. The Material Data Files are containers for storing parameters and functions for heat and moisture transport and storage models. The article also discusses the application programming interface of the Material library that can be used to read/write material data files conveniently and efficiently.

Mit dem Übergang von bauwerksorientierter zu prozessorientierter Arbeitsweise erlangt die domänenübergreifende Bereitstellung von Informationen wachsende Bedeutung. Das betrifft bspw. die Erstellung von Controlling-Kennwerten, die Vorbereitung von Simulationen oder die Betrachtung neuer Aspekte wie Energieeffizienz. Aktuelle Datenformate und Erschließungsmethoden können diese Herausforderung jedoch nicht befriedigend bewältigen. Daher bedarf es einer Methode, welche interdisziplinäre Bauinformationsprozesse uneingeschränkt ermöglicht. Vorhandene Kommunikationsprozesse und Fachanwendungen sollen dabei beibehalten und weitergenutzt werden können. Mit der Multimodell-Methode wird ein Lösungsansatz für die strukturellen Probleme interdisziplinärer Bauinformationsprozesse vorgestellt. Multimodelle bündeln heterogene Fachmodelle unterschiedlicher Domänen und erlauben die Verbindung ihrer Elemente in externen, ID-basierten Linkmodellen. Da die Fachmodelle unberührt bleiben, wird auf diesem Weg eine lose und temporäre Kopplung ermöglicht. Durch den Verzicht auf ein führendes oder integrierendes Datenschema werden keine Transformationsprozesse benötigt, können etablierte und heute übliche Datenformate weitergenutzt und die verlinkten Fachmodelle neutral ausgetauscht werden. Die in Multimodellen verknüpften Daten bieten einen informationellen Mehrwert gegenüber alleinstehenden Fachmodellen. Zusammengehörende Informationen können über die persistenten Links automatisch ausgewertet werden, anstelle manuell vom Menschen immer wieder flüchtig neu zugeordnet werden zu müssen. Somit erscheint ein Multimodell gegenüber einem Benutzer wie ein einziger abgeschlossener Informationsraum. Um solche datenmodell-, datenformat- und domänenübergreifenden Informationsräume komfortabel erstellen und filtern zu können, wird die deklarative Multimodell-Abfragesprache MMQL eingeführt. Diese erlaubt einen generischen Zugriff auf die Originaldaten und bildet die Kernkonzepte der Multimodell-Erschließung - mehrwertige Linkerzeugung und strukturelle Linksemantik - ab. Ein zugehöriger Interpreter ermittelt den Lösungsweg für konkrete Anweisungen und führt diesen auf realen Daten aus. Die Umsetzung und Bereitstellung der Konzepte als IT-Komponenten auf verschiedenen Ebenen - von der Datenstruktur über Bibliotheken und Services bis hin zur alleinstehenden, universellen Multimodell-Software M2A2 - erlaubt die sofortige und direkte Anwendung der Multimodell-Methode in der Praxis. / With the transition of building-oriented to process-oriented work, the provision of cross-domain information gained growing importance - for example in the creation of controlling parameters, the preparation of simulations or when considering new aspects such as energy efficiency. However, current data formats and access methods cannot cope with this challenge satisfactory. Therefore, a method is required, that enables interdisciplinary construction information processes fully. Thereby existing communication processes and domain applications have to be retained and continued to be used as possible. With the multi-model method, an approach to structural problems of such interdisciplinary construction information processes is presented. Multi-models combine heterogeneous models of different domains and allow the connection of their elements in external ID-based link models. As the domain models remain unaffected, a loose and temporary coupling is possible in this way. By not using a leading or integrating data schema, no transformation processes are required, common established data formats can be retained and the linked domain models can be exchanged neutrally. The linked data in multi-models offer an additional value of information over single domain models. Information belonging together can be automatically evaluated by the persistent links - instead of being repeatedly reassigned by people in a volatile way. Thus, a multi-model appears to a user as a single self-contained information space. In order to create and filter such cross-format and cross-domain information spaces comfortably, the declarative multi-model query language MMQL is introduced. It allows for generic access to the original data and integrates the core concepts of the multi-model development - n-ary link generation and structural link semantics. An associated interpreter determines the approach for specific instructions and executes it on real data. The implementation and deployment of the concepts as IT components at various levels - from the data structure via libraries and services, to the universal multi-model software M2A2 - allows an immediate and direct application of the multi-model method in practice.

Die Planung und Ausführung von Bauwerken basiert auf Informationsprozesse, in denen verknüpfte Fachmodelle verschiedener Baudomänen als fachübergreifende Informationsräume verwendet werden. Dabei führen erhöhte Anforderungen an spezialisierte Arbeitsschritte sowie die wachsende Komplexität der Bauprojekte zu einem Anwachsen der Menge, des Umfangs und der Komplexität der ausgetauschten Informationsräume. Bei der Betrachtung des Informationsbedarfs der Bauinformationsprozesse lässt sich eine Kontextabhängigkeit erkennen, in der verschiedene Aspekte des Bearbeitungskontextes sowohl die Menge und Qualität als auch die Ausschnitte und Verknüpfungstiefe der erforderlichen Informationsräume determinieren. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der kontextgerechten Informationsversorgung von Informationsprozessen im Bauwesen. Auf der Grundlage multimodellbasierter Informationsräume wird ein Ansatz vorgestellt, der die Kontextabhängigkeit des Informationsbedarfs durch kontextadaptive Multimodellvorlagen formalisiert und entsprechende kontextgerechte Informationsräume erzeugt. Dafür werden in einem ersten Schritt der Bearbeitungskontext von Bauinformationsprozessen betrachtet sowie informationslogistisch relevante Kontextaspekte identifiziert und durch ein Kontextmodell abgebildet. Für die Formalisierung der unterschiedlichen Einflüsse verschiedener Kontextaspekte auf die Ausgestaltung des Informationsbedarfs wird ein Regelsystem entwickelt, mit dem kontextadaptive Multimodellvorlagen definiert werden können. Durch Auswertung dieser Vorlagen zum Anwendungszeitpunkt lässt sich ein situativer Informationsbedarf antizipieren, auf dessen Basis ein kontextgerechtes Multimodell erzeugt werden kann. Dieser Ansatz ermöglicht die Realisierung einer kontextbewussten Informationslogistik, die den Projektpartnern im Bauwesen genau die Informationsräume bereitstellt, die in einer konkreten Bearbeitungssituation benötigt werden. Für die Bearbeitung regelbasierter Kontextwirkrelationen wird ein Editor vorgestellt, der die Erzeugung kontextadaptiver Multimodellvorlagen unterstützt. Außerdem wird anhand einer Architektur zur Erzeugung kontextgerechter Informationsräume die Vorgehensweise der informationslogistischen Kontextintegration beschrieben, mit der ein kontextbasierter Informationsbedarf antizipiert und ein entsprechendes kontextgerechtes Multimodell erzeugt werden kann. Der Einsatz des vorgestellten Ansatzes wird abschließend anhand eines Beispielszenarios aus der Planungsphase evaluiert, in der im Rahmen verschiedener asynchroner Bauinformationsprozesse Informationsräume gemeinsam bearbeitet werden. / The planning and creating of structures and buildings is based on building information processes, in which linked specialized models of different domains are used as multidisciplinary information spaces. Thereby increased requirements for specialized work processes, and the growing complexity of construction projects lead to an increase in the amount, scope and complexity of the exchanged information spaces. When considering the information requirements of building information processes, a contextdependence is revealed that determines the quantity and quality as well as the cutouts and linking depth of the required information spaces depending on various aspects of the processing context. This thesis addresses contextoriented information supply for collaborative information processes in the construction industry. Based on multimodel information spaces, an approach is presented that formalizes the context dependency of information requirements by contextadaptive multimodel templates and generates corresponding contextoriented information spaces. In a first step different aspects of the process context of building information processes are considered and logistically relevant information are identified and mapped by a context model. For the description of the different influences of various context aspects on the configuration of information needs a regulating system is developed, which can be used to define contextadaptive multi model templates. By evaluating these templates at time of use, situative information requirements can be anticipated and an adequate contextoriented multimodel can be generated. This approach enables the implementation of a contextaware information logistics, which accurately provides the information spaces for the project partners in the construction industry, which are needed in a concrete working situation. For the processing of rulebased context active relations an editor, which supports the generation of contextadaptive multi model templates, is presented. Based on architecture for generating contextappropriate information spaces, the approach of information logistics context integration is described, which allows to anticipate contextbased information needs and to generate a corresponding contextoriented multimodel. The use of the approach is finally evaluated using an example scenario from the planning phase, in which various asynchronous building information processes jointly process an information space.

Das Simulationsprogramm Delphin ermöglicht die Berechnung des gekoppelten Wärme-, Feuchte-, Luft- und Stofftransports in kapillarporösen Materialien. Die Simulation verwendet ein numerisches Lösungsverfahren für die Differentialgleichungen welche die Transportprozesse beschreiben. Zur Kontrolle der numerischen Fehler sowie der korrekten Implementierung der physikalischen Gleichungen werden Validierungsrechnungen durchgeführt. Dafür werden vordefinierte Testfälle eingegeben, gerechnet und mit Referenzlösungen bzw. den Ergebnissen anderer Simulationsprogramme verglichen. In diesem Artikel werden die Ergebnisse der Validierung der Delphin Versionen 5.6, 5.8, 6.0 und 6.1 zusammengefasst. Es wurden folgende Testfälle gerechnet: HAMSTAD Benchmarks 1 bis 5, DIN EN ISO 10211 Fall 1 und 2, DIN EN 15026 und der Aufsaug-Trocknungs-Test. Die Validierung von Delphin erfolgte hinsichtlich des Wärme-, Feuchte- und Lufttransports bei ein- und zweidimensionalen Problemstellungen. Alle Programmversionen erfüllen die Anforderungen aller Testfälle.