Lithium Designers GmbH

Westfield Hamburg Überseequartier / Li3M Software

Bei diesem Projekt handelt es sich um eines der größten frei geformten Glasdächer in Europa. Die sanft geschwungene Dachkonstruktion aus Stahl und Glas überspannt die Arkaden des Multifunktionsquartiers Westfield Hamburg.
Das Freiform-Glasdach mit einer komplexen Geometrie hat eine Fläche von 5000 m² und besteht aus 8535 individuelle Glasscheiben, die sich alle in Geometrie und Abmessungen unterscheiden. Das Dach wird von 34 unregelmäßig positionierten Stützen getragen. Im Bereich der Stützen geht das Dach nahtlos und trichterförmig in die Stützen über. Die Glaselemente sind auf Aluminiumprofilen gelagert, die durch Aluminiumknoten miteinander verbunden sind. Die Lasten aus dem Glasdach werden über eine Gitternetzstruktur aus Stahlrohren, die durch Stahlknoten verbunden sind, in die Stützen abgetragen. Es kommen jeweils etwa 5000 individuelle, parametrisch konstruierte Aluminium- und Stahlknoten zum Einsatz, bei deren Entwicklung und Planung die Konstruktionsprinzipien beachtet werden.
Für die Planung verwendet die Lithium Designers GmbH ein selbst entwickeltes vollparametrisches Verfahren für komplexe Fassadengeometrien und Gebäudehüllen (Li3_Methode). Der gesamte Planungsprozess wird mit dem von der Lithium Designers GmbH entwickelten Tool (Li3M) durchgeführt. Dieses bietet ein digitales Gesamtpaket, das die Freiform-Modellierung und die Fertigungs- und Montageplanung aller Elemente eines solchen Stahl-Glasdaches erheblich vereinfacht und hilft, die Planung zeit- und kosteneffizienter zu gestalten.

Besonderheit des Projektes / der Lösung

Das Ökosystem Li3M kombiniert Ingenieur- und Designsoftware mit einem reibungslosen Arbeitsablauf. Wir profitieren von der algorithmischen Modellierung zur Generierung von Referenzdaten, die wir in unserem Fall zwischen Engineering-Software wie ANSYS und REFM austauschen. Wir überwachen diese Prozesse algorithmisch von Grasshopper aus unter Verwendung verschiedener Schnittstellen, die zu den intern geschriebenen .net-Plugins hinzugefügt wurden.
Der Vorteil unseres Systems besteht darin, dass wir die Geometrien/Informationen, die von der Software benötigt werden, mit Hilfe von Grasshopper (VPL für Rhino) algorithmisch extrahieren und generieren können. Einerseits erfordert die Interoperabilität mit ANSYS (Solver für statische Detailnachweise) eine parametrische Aufteilung der Geometrie in verschiedene Materialzonen. Diese Eingaben müssen getestet werden, bis wir eine geeignete Ausgabe vom ANSYS Solver erhalten. Andererseits erfordert unsere Schnittstelle zu REFM (globale Statik Software), dass wir das FEM-Modell aufgrund der unterschiedlichen Querschnittsorientierungen der Profile algorithmisch in Grasshopper definieren, bevor wir es in REFM exportieren.

Wir generieren die bemaßt 2D-Dokumentation anhand der geometrischen Werkzeuge in Grasshopper für die Arbeitsvorbereitung. Daher erhalten wir generisch die Stücklisten der Teile, damit wir sie mit unseren Fertigungspartnern teilen. So sind wir sicher, dass die Informationen präzise sind und in einer kontrollierbaren Zeitspanne erstellt werden.
Am Ende verwenden wir ein IFC-Export-Plugin in Grasshopper, um unsere Modelle mit den anderen Projektbeteiligten zu teilen. Die Vision ist, dass wir das ANSYS-Modell in Grasshopper mit Hilfe der ANSYS-API zusammenstellen und dass wir Feedback vom REFM um die Krafteinpassung zu verbessern erhalten.