Design und Bau mit Unity Reflect verknüpfen

Wie SHoP Architects die Kommunikation im Büro und auf der Baustelle mit Echtzeit-BIM-Erfahrungen in AR und VR beschleunigt.

SHoP Architects: Eine Unity Reflect-Fallstudie

Das preisgekrönte Architekturunternehmen SHoP Architects hat es sich zur Aufgabe gemacht, den Prozess, mit dem Sie die Vision eines Gebäudes physische Realität werden lassen, effizienter zu gestalten. Das Unternehmen gehört zu den ersten in seiner Branche, die Unity Reflect nutzen – das neue Produkt von Unity für das Architektur-, Ingenieur- und Bauwesen, mit dem SHoP Architects bei seinem Vorhaben schneller vorankommt.

Das Projekt

Individuelle Echtzeit-BIM-Anwendungen für AR und VR unter Verwendung von Unity Reflect und des Unity-Editor

Das Ziel

Reduzierung der Bauzeit und Kosten durch visuelleres, interaktiveres BIM, das auf der Baustelle besser genutzt werden kann

Plattformen

HTC Vive für Virtual Reality (VR), iPad für Augmented Reality (AR) (nutzt ARKit von Apple)

Teammitglieder

3

Standort

New York City, USA

Adam Chernick and Christopher Morse share their experience with Unity Reflect.

Erstellung von Echtzeit-BIM-Erfahrungen mit Unity Reflect

Die 200 Mitarbeiter des in New York City ansässigen Unternehmens SHoP arbeiten an großen Projekten vor Ort und auf den ganzen Welt. SHoP Architects verfügt über ein äußerst vielfältiges Kundenportfolio, das von Google bis hin zum U.S. Department of State reicht, und nutzt Technologie, um die Zusammenarbeit zu verbessern und bedeutendere, schönere Gebäude zu schaffen. 

Adam Chernick und Christopher Morse aus der interaktiven Visualisierungsabteilung von SHoP möchten mit Unity Reflect designbezogene Mängel früh identifizieren, Probleme schneller lösen und die für den Bau erforderliche Zeit reduzieren. Basierend auf ihrer Erfahrung aus dem Betaprogramm von Unity Reflect sind sie der Ansicht, dass das Produkt eine entscheidende Rolle in ihrem Unternehmen spielen wird, wenn es darum geht, Design und Bau besser abzustimmen. 

Die Ergebnisse:

  • Dank der rationalisierten Erstellung von Echtzeit-3D-Erfahrungen können große Designmodelle in Minuten statt Tagen optimiert werden.
  • Durch den demokratisierten Zugang zu BIM stehen Nutzern jederzeit und auf jedem Gerät Informationen zur Verfügung.
  • Die bessere Kommunikation mit wesentlichen Stakeholdern trägt zu weniger Änderungsaufträgen, einer kürzeren Bauzeit und geringeren Kosten bei.

Neue Formen der Kommunikation im Architektur-, Ingenieur- und Bauwesen

SHoP Architects ist im Architektur-, Ingenieur- und Bauwesen für seinen unkonventionellen Designansatz bekannt. Eines der Ziele des Unternehmens bei der Revolutionierung traditioneller Prozesse ist die Beseitigung von 2D-Arbeitsergebnissen. 

SHoP ist der Ansicht, dass das Projekt in 3D geliefert werden sollte, da Design und Bau ebenfalls in 3D erfolgen.

Das Unternehmen ist vom Mehrwert dieses Ansatzes so stark überzeugt, dass es immer mehr seiner Projekte den Bauunternehmen in 3D bereitstellt – was in der Architekturwelt wirklich außergewöhnlich ist. SHoP nutzt auch Virtual Reality (VR) als Tool für die Zusammenarbeit im gesamten Unternehmen. Bei regelmäßigen digitalen Designüberprüfungen in VR können Kunden und Designleiter in den Raum eintauchen und besseres Feedback geben. 

Um sein Engagement für Innovationen zu unterstreichen, bildete SHoP 2017 ein dediziertes Team, das sich auf die interaktive Visualisierung konzentriert. Diese Abteilung geht über Renderings und Diagramme hinaus und erstellt dynamische, interaktive Möglichkeiten für die Designkommunikation im Unternehmen sowie gegenüber Kunden, Beratern und dem breiteren Projektteam. 

BIM zu Echtzeit-3D: von Tagen zu Minuten

Das interaktive Visualisierungsteam von SHoP nutzt Spiele-Engines und Echtzeittechnologie für die Kommunikation mit Personen in allen Phasen des Designprozesses. 

Der herkömmliche Workflow für die Übertragung von Projekten in Unity erforderte das Entkoppeln der Geometrie von den BIM-Metadaten (über FBX und Excel) mit anschließender Wiederzusammenführung in Unity. Bei Projekten, an denen aktiv gearbeitet und Designänderungen vorgenommen wurden, schätzten Chernick und Morse den Zeitaufwand für diesen lästigen, zeitraubenden Prozess auf 60 % ihrer Arbeitszeit. 

"Ich mag es, Tools zu erstellen, die unseren Teams bei aufkommenden Designherausforderungen helfen können", so Morse. "Tatsächlich verbrachte ich aber den Großteil meiner Zeit damit, Modelle zu exportieren, zu optimieren und in Unity zu importieren."

Und noch schlimmer: Diese Arbeit war oft vergebens. Bis Chernick und Morse den Import, die Entwicklung und die Bereitstellung ihrer Tools für Designteams abgeschlossen hatten, waren die Designs aufgrund schneller Iterationen und kontinuierlicher Veränderungen nicht mehr aktuell.

Das Plugin von Unity Reflect mit Autodesk Revit und anderen Designanwendungen bot hier eine dringend benötigte Lösung. Mit nur einem Klick können die Designteams von SHoP ein Modell aus verschiedenen Systemen (z. B. aus den Bereichen Architektur, MEP, Struktur) in Echtzeit-3D zusammenführen – und die Geometrie und BIM-Metadaten bleiben dabei intakt. "Mit Unity Reflect muss ich mich nicht mehr um die Datenvorbereitung kümmern", so Morse. "Ich erstelle einfach das Tool."

Und da Unity Reflect eine Live-Verbindung zur Designanwendung aufrechterhält, ist auch das erneute Importieren neuer Designs kein beständiger Teil der Arbeit von Chernick und Morse mehr. "Das ist eine äußerst wertvolle Technologie für uns", so Chernick.

Die Flexibilität, das richtige Tool für die jeweilige Aufgabe zu erstellen

Da die Datenübertragung und Optimierung entfallen, haben Chernick und Morse jetzt mehr Zeit für Innovationen und die Erstellung interaktiver, immersiver Erfahrungen im gesamten Designprozess. Je nachdem, womit die Designteams sich gerade befassen (z. B. Innenausbau, Brandevakuierungsvorschriften, Arbeitsplatzbeleuchtung oder Verkehrsführung), kann das beste Tool eine Desktopanwendung, ein VR-Walkthrough oder eine mobile AR-App zur Verbindung ihrer Modelle sein.

Unity Reflect erfordert keine Programmiererfahrung, ist aber auch ein erweiterbares Produkt. Unity-Entwickler wie Chernick und Morse können flexibel auf Unity Reflect aufbauen, indem sie den Quellcode der Viewer-Referenzanwendung verwenden und Unity Reflect-Prefabs in den Unity-Editor übertragen, um individuelle Echtzeit-BIM-Anwendungen über verschiedene Plattformen hinweg zu erstellen.

Eine derartige Anwendung von SHoP ist eine VR-Simulation zur immersiven Visualisierung der akustischen Wellenfront in einer kontrollierten Umgebung. Die Simulation erfolgt in Echtzeit und ist interaktiv, sodass ein Designer Änderungen vornehmen (z. B. durch Anpassung des Winkels eines Decke) und die daraus resultierenden akustischen Auswirkungen unmittelbar nachvollziehen kann.

Zusätzlich zur Übertragung von Geometriedaten in die Anwendung kann SHoP auch Daten zu Materialien übertragen. Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche akustische Eigenschaften: Sie sind stärker schallreflektierend oder stärker schallabsorbierend. Diese Daten waren zuvor für Chernick und Morse nicht verfügbar. Doch mit Unity Reflect können sie Änderungen an der geometrischen Form oder den physischen Materialeigenschaften in Revit vornehmen und diese Änderungen werden dann live in VR aktualisiert. 

"Die Erstellung dieses iterativen Tools wäre ohne die Fähigkeit von Unity Reflect, Änderungen aus Revit live in die Erfahrung zu übergeben und die BIM-Daten zu erhalten, nicht möglich gewesen. Damit haben unsere Teams ganz neue Möglichkeiten, die akustischen Auswirkungen ihrer Designs zu evaluieren", so Morse.

Effizienteres Bauen

Unity Reflect ebnet SHoP den Weg für eine bessere Verbindung von Design und Bau und die Verbesserung der Kommunikation auf Baustellen. SHoP verwendete Unity Reflect und Unity Pro, um eine einzigartige Echtzeit-BIM-Anwendung für eines seiner Vorzeigeprojekte zu erstellen: 9 DeKalb, ein zu Wohnzwecken genutzter, 73-stöckiger Wolkenkratzer, der mit einer Höhe von 325 Metern das höchste Gebäude in Brooklyn sein wird. JDS Development Group ist sowohl der Bauträger als auch der Generalunternehmen dieses Leuchtturmprojekts. 

Die Anwendung ermöglicht es, zugehörige Dokumente und Informationen auf Basis von BIM-Daten anzusehen. Techniker vor Ort können das laufende Bauprojekt in AR mit den Designs von SHoP überlagern. Sie können auch Baudokumente aus Revit aufrufen, die mit ihrer exakten Position verknüpft sind. 

"Die Kombination aus Raumverständnis und sofortigem Zugriff auf alle nötigen Informationen ermöglicht eine reibungslosere, immersivere Nutzung von Baudokumenten", so Chernick. "Letztendlich versuchen wir, unseren Baupartnern vor Ort Zeit zu sparen, indem wir unzählige Papierdokumente durch einfaches Tippen auf einem Tablet ersetzen."

Diese Anwendung ist zwar aktuell nur ein Konzeptnachweis, doch SHoP beabsichtigt, maßgeschneiderte Tools wie dieses schlussendlich vor Ort für alle seine Projekte zu nutzen. Mit einer intuitiveren, immersiveren Möglichkeit zur Qualitätssicherung (QA) und Qualitätskontrolle (QC) kann SHoP seinen Generalunternehmern helfen, die Bauzeit zu verkürzen. Eine genauere Dokumentation und Bauverwaltung wird zu weniger Fehlern und bedeutenden Ersparnissen führen. 

Durchschnittlich machen Änderungsaufträge 8 bis 14 % des Kapitals bei Bauprojekten aus. Bei Projekten in der Größenordnung, wie SHoP sie oft bearbeitet, kann die Vermeidung eines einzigen Änderungsauftrags mit dieser Technologie bereits Ersparnisse von mehreren Millionen Dollar und wertvoller Zeit bedeuten.

"Bislang war es nicht möglich, schnell Echtzeiterfahrungen auf Basis eines BIM-Modells zu erstellen. Mit Unity Reflect können Architekten oder Designer ganz einfach ein BIM-Modell und Daten in Unity übertragen. Das ist etwas wirklich Bahnbrechendes für unsere Branche."

Adam Chernick, R&D Lead for AR/VR, SHoP Architects

"2D-Zeichnungen können zu Verwirrung und Uneindeutigkeit führen, die dann kostspielige Fehler und Projektverzögerungen nach sich ziehen. Je besser wir den für den Bau verantwortlichen Personen unsere Designs kommunizieren können, umso besser sind das Feedback und die Ergebnisse. Mit Unity Reflect können wir diese Kommunikation verbessern und schlussendlich Zeit und Geld bei unseren Projekten sparen."

Christopher Morse, Associate | Interactive Visualization, SHoP Architects

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