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Werkzeuge & Vergleiche · 2026-10-10 · 12 Min.
Starkregen-Überflutung am IFC-Modell im Browser simulieren: Einrichtungsanleitung
Wohin fließt das Wasser bei einem Wolkenbruch, und erreicht es die Türen? Ein georeferenziertes IFC, das Gelände darunter und die Straßen ringsum genügen für eine erste Antwort, im Browser, in weniger als einer Minute. So richten Sie die Simulation ein, damit die Antwort etwas wert ist, und so lesen Sie sie.
Starkregen-Simulation im IFC Viewer Online: das IFC des Hotels W Barcelona auf der 3D-Karte von Barceloneta, mit der maximalen Wassertiefe eines Extremereignisses in Blau ringsum
„Wenn in zwei Stunden 120 mm fallen: Wohin fließt das Wasser, und erreicht es die Türen?“ Diese Frage taucht in Planungsbesprechungen auf, in Gesprächen mit der Genehmigungsbehörde und jedes Mal, wenn ein Unwetter eine Straße in der Nähe überflutet. Die übliche Antwort ist ein Hydraulik-Gutachter, oder gar keine, bis weit später im Projekt.
Ein georeferenziertes IFC enthält bereits das meiste, was eine erste Antwort braucht: wo das Gebäude steht, seinen Grundriss und sein Erdgeschoss. Kommen das Gelände darunter und die Straßen ringsum hinzu, kann eine 2D-Starkregensimulation zeigen, wo Oberflächenwasser fließt und sich sammelt, wie tief und wie schnell, im Browser, in Sekunden. Sie ist orientierend, keine zertifizierte Untersuchung, und diese Anleitung zeigt, wie Sie sie so einrichten, dass die Aussage etwas wert ist.
Das Wichtigste
- Eine Überflutungssimulation ist nur so gut wie ihr Gelände. Verwenden Sie das Relief der Karte oder ein DGM (digitales Geländemodell), und lesen Sie den Bericht „Was die Simulation sieht“, bevor Sie einer einzigen Zahl trauen.
- Die Zellgröße ist eine Frage des Maßstabs: 1 m für Türen und Bordsteine, 2 m für einen Block, 5 m für ein Quartier.
- Lassen Sie die OpenStreetMap-Umgebung eingeschaltet. Versiegelte Straßen, Parks, die Wasser aufnehmen, Mauern, die Nachbargebäude und die verschwundenen Flüsse verändern allesamt, wohin das Wasser fließt.
- Das Ergebnis sind maximale Wassertiefe, Fließgeschwindigkeit und Ankunftszeit, dazu die Türen, Räume und Anlagen, die unter dem Wasserstand an ihrer Seite liegen; exportierbar als GeoTIFF für GIS.
- Sie beantwortet „Wo sammelt sich Oberflächenwasser?“, nicht „Erfüllt das die Vorgaben?“. Kein Kanalnetz, und steigende Flüsse sind noch keine Eingabe.
Ausprobieren: ein Extremereignis am Hotel Vela
Lädt das IFC des Hotels W Barcelona auf dem Gelände des katalanischen Kartografieinstituts, mit seiner Umgebung aus OpenStreetMap, und lässt 120 mm Regen in zwei Stunden auf Ihrer Grafikkarte laufen. Die Karte fragt um Ihre Erlaubnis, bevor sie ihre Anbieter kontaktiert.
Interaktiven IFC-Viewer öffnen
Was sie simuliert und was nicht
Auf jede Zelle eines regelmäßigen Rasters über dem Modell und seiner Umgebung fällt Regen. Das Wasser bewegt sich dann nach den 2D-Flachwassergleichungen in ihrer lokal-inertialen Form[bates2010], mit der Flussgewichtung von de Almeida und Kollegen[dealmeida2012]. Es fließt bergab, sammelt sich in Senken, umströmt Mauern und verlässt das Gebiet an den Rändern, wenn Sie es zulassen. Dächer geben ihren Regen an die Straße an ihrem Fuß ab, und der Boden nimmt je nach Bodenart und Bedeckung Wasser auf.
Alles läuft auf Ihrer Grafikkarte, mit WebGPU oder, wo das nicht verfügbar ist, WebGL2. Das GPU-Ergebnis wird mit einer CPU-Referenz verglichen: dieselbe Zahl an Zeitschritten und dasselbe Wasser bis auf die sechste Nachkommastelle. Das Volumen wird in jedem Schritt bilanziert, und das Panel zeigt den Massenbilanzfehler, typischerweise etwa ein Millionstel.
Was sie nicht simuliert:
- Das Kanalnetz. Straßenabläufe und Rohre sind nicht modelliert. Dächer lassen sich „in die Kanalisation“ entwässern, und von Gebäuden umschlossene Höfe gelten als entwässert, doch das Wasser auf der Straße bleibt auf der Straße.
- Flüsse und das Meer. Die Eingabe ist Regen. Ein steigender Fluss oder eine Sturmflut ist noch keine Eingabe.
- Türen und Fenster als Öffnungen. Gebäude sind massiv; die Simulation meldet das Wasser, das vor jedem Element steht, nicht, ob es eindringt.
- Wind, Wellen, Sedimente und Treibgut.
Einrichtung Schritt für Schritt
- Ein georeferenziertes Modell öffnen Ziehen Sie Ihr IFC in den Viewer. Gibt es an, wo es steht (IfcMapConversion), stammen Gelände und Straßen vom richtigen Ort. Wenn nicht, platzieren Sie es zuerst von Hand auf der Karte.
Föderierte Sätze: Laden Sie das Tragwerksmodell zusammen mit der Architektur. Ein Architekturmodell ohne seine Decken und Kellerwände lässt sein Erdgeschoss angehoben erscheinen, und das Panel warnt, dass Wasser darunter hindurchfließen würde.
- Die Karte mit Relief einschalten Karte → Show on map → Terrain. Beim ersten Mal fragt die Karte um Ihre Erlaubnis, ihre Anbieter zu kontaktieren. In Katalonien ist das Relief das 5-m-Geländemodell des ICGC; anderswo ein globales Mosaik mit etwa 30 m.
Ein Relief mit 30 m Auflösung erfasst keine Bordsteine oder abgesenkten Einfahrten. Für einen echten Standort importieren Sie im Panel ein DGM (.asc oder GeoTIFF).
- Überflutung öffnen In der Werkzeugleiste oder über Werkzeuge → Überflutung.
- Das Raster wählen Eine Zelle von 1, 2 oder 5 m und ein Rand um das Modell (standardmäßig 60 m).
- Gelände und Gebäude prüfen Lassen Sie „Relief der Karte verwenden“, „Gebäude der Karte sind Hindernisse“ und „Umgebung aus OpenStreetMap“ eingeschaltet. Dächer entwässern auf die Straße, es sei denn, Sie wissen, dass ihre Fallrohre in die Kanalisation führen.
- Ein Regenereignis wählen Vier Voreinstellungen, von 10 mm in 30 Minuten bis 120 mm in 2 Stunden, oder „Bearbeiten“, um Ihren eigenen Niederschlag zu zeichnen, in Schritten von fünf Minuten. Legen Sie dann fest, wie lange nach Regenende weiter simuliert wird.
- Oberfläche und Boden festlegen Rauheit, von befestigt bis dichte Vegetation, und Boden, von undurchlässig bis sandig. Bei eingeschalteter OpenStreetMap-Umgebung legen Straßen, Parks und Wälder ihre Werte Zelle für Zelle selbst fest.
- Die Ränder wählen „Wasser fließt ab“ lässt es aus dem Gebiet abfließen. „Geschlossen“ hält jeden Tropfen im Gebiet: der ungünstigste Fall und der richtige für eine Senke ohne Abfluss.
- Das Raster erstellen, dann lesen, was es sieht Erstellen Sie das Raster und prüfen Sie den Bericht, bevor Sie etwas ausführen (nächster Abschnitt).
- Simulieren Ein zweistündiges Regenereignis auf einem Raster von 100 × 100 Zellen dauert wenige Sekunden, selbst auf einem integrierten Grafikchip.
Das Panel von oben nach unten, in der Reihenfolge, in der die Entscheidungen fallen. Hier: 1-m-Zellen, das Relief der Karte, die OpenStreetMap-Umgebung, die Voreinstellung Extremereignis und geschlossene Ränder.
Einstellungen, die das Ergebnis verändern
| Einstellung | Optionen | Wann es darauf ankommt |
|---|
| Zelle | 1 · 2 · 5 m | Das Kleinste, was die Strömung verändert, muss mindestens eine Zelle breit sein: Ein 15 cm hoher Bordstein existiert auf 5-m-Zellen nicht. Halbiert man die Zelle, entstehen viermal so viele Zellen. |
| Gelände | IFC-Gelände › DGM › Kartenrelief › gefüllt › Ebene | Die erste Quelle, die antwortet, gewinnt. Die Demo-Ebene ist ein Platzhalter: Ergebnisse darauf sagen wenig über den Standort. |
| Gelände auf das Erdgeschoss setzen | Ein · aus | Wenn die im IFC angegebene Höhe und das Gelände um mehr als 0,5 m voneinander abweichen. Ausgeschaltet wird ein Modell, das 2 m über dem Boden schwebt, nie nass; ein im Boden versunkenes wird von Beginn an überflutet. |
| OpenStreetMap-Umgebung | Ein · aus | Straßen sind versiegelt, Parks nehmen Wasser auf, Mauern und die Nachbargebäude wirken als Hindernis, alte Flüsse sind markiert. Ausgeschaltet ist alles außerhalb des Modells eine einheitliche Oberfläche. |
| Dächer | Zur Straße · in die Kanalisation | Der Regen eines großen Dachs landet an dessen Fuß. Führen seine Fallrohre in die Kanalisation, bekommt die Straße nichts davon ab. |
| Regenereignis | Voreinstellungen · von Hand gezeichnet | Sowohl die Summe als auch die Spitze zählen: 60 mm in 45 Minuten erreichen eine Spitze von 160 mm/h, 120 mm in 2 Stunden 120 mm/h. |
| Boden | Undurchlässig · verdichtet · Lehm · sandig | Horton-Infiltration: anfangs schnell, mit zunehmender Durchfeuchtung langsamer. Sandiger Boden nimmt anfangs 125 mm/h auf und später 25 mm/h; verdichteter Boden 25, dann 3. |
| Ränder | Wasser fließt ab · geschlossen | Geschlossen ist der ungünstigste Fall: Jeder Tropfen bleibt, und das Wasser staut sich am tiefsten Rand. |
Drei Quellen, nach Vertrauenswürdigkeit geordnet, ergeben ein Raster für den Solver.
Bevor Sie dem Ergebnis trauen: Was die Simulation sieht
Nach „Raster erstellen“ listet das Panel auf, was in das Raster eingeflossen ist. Zwei Minuten für diesen Bericht ersparen einen Nachmittag falscher Schlüsse.
Torre Poblenou, Barcelona: das 5-m-Relief des ICGC, 93 Straßen, 3 frühere oder verrohrte Gewässer und 36 Gebäude aus OpenStreetMap sowie ein Modell, dessen angegebene Höhe 1,8 m über dem umgebenden Gelände lag, sodass das Gelände auf sein Erdgeschoss gesetzt wurde.
- Gelände: „Kartenrelief“ oder „Importiertes DGM“. „Ebene“ bedeutet, dass das Ergebnis eine flache Demo-Fläche betrifft, nicht Ihren Standort.
- Grobes Relief: Außerhalb Kataloniens hat das Relief der Karte etwa 30 m Auflösung. Es erfasst keine Straßen, importieren Sie also für alles Detaillierte ein DGM.
- Eine Höhenabweichung: die angegebene Höhe des Modells gegenüber dem umgebenden Gelände. Sie sollte im IFC korrigiert werden (IfcMapConversion.OrthogonalHeight).
- Mehr Überdachungen als Wände: meist ein Architekturmodell, das ohne sein Tragwerk geladen wurde.
- Höfe: gelten als über eigene Abläufe entwässert und erhalten daher keinen Dachregen.
- OpenStreetMap nicht verfügbar oder unvollständig: Die Umgebung stammt aus den Kacheln der Karte, ohne Gewässer und Mauern, oder wurde durch das Elementlimit abgeschnitten. „Neu erstellen“ fragt erneut an.
Das Ergebnis lesen
Drei Ansichten färben das Wasser ein: „Aktuelle Wassertiefe“, „Maximale Wassertiefe“ (das Höchste, was es während des Ereignisses irgendwo erreichte) und „Fließgeschwindigkeit“. „Strömungslinien“ zeigen, in welche Richtung es sich bewegt. „Anzeigen ab“ blendet Wasser aus, das flacher als ein Schwellenwert ist, standardmäßig 5 cm, damit ein nasser Gehweg nicht wie eine Überflutung aussieht.
Hotel Vela, Barcelona, 2-m-Zellen, das Extremereignis, Wasser kann frei abfließen: 6.772 m² stehen auf dem Höhepunkt unter Wasser, nach 55 Minuten. Die tiefsten Stellen, über einen Meter, sind Tiefpunkte am Fuß des Nachbargebäudes: die Stellen, die man vor Ort ansehen sollte.
Die Zeitachse am unteren Rand spielt das Ereignis mit 1, 5 oder 20 simulierten Minuten pro Sekunde ab, oben mit dem Regen und unten mit der überfluteten Fläche. „Sonde“ liest einen einzelnen Punkt ab: Wassertiefe und Fließgeschwindigkeit in diesem Moment, die größte Tiefe, den Zeitpunkt, an dem das Wasser ankam, und eine Kurve der Wassertiefe über das gesamte Ereignis.
Geschwindigkeit auf dem Höhepunkt, nach 55 Minuten, mit Strömungslinien. Schnelles Wasser ist gefährlicher, als seine Tiefe vermuten lässt.
Die Türen, Räume und Anlagen, die das Wasser erreicht
Wenn die Simulation endet, prüft der Viewer die Türen, Fenster, Zugänge (Rampen, Treppen, Aufzüge), Räume und Anlagen des Modells gegen das höchste Wasser neben jedem von ihnen und listet die auf, die darunter liegen, mit Wassertiefe und dem Zeitpunkt, an dem das Wasser ankam. Die Liste erscheint im Überflutungs-Panel und als Gruppe im Panel Validierung. Sie ist nicht Teil des Validierungsergebnisses oder des Health Score.
Poblenou, 1-m-Zellen, das Extremereignis mit geschlossenen Rändern: Eines der neun geprüften Elemente liegt unter dem Wasser neben ihm.
Elemente, deren tiefster Punkt unter dem Außengelände liegt (Keller, abgesenkte Zugänge), werden gesondert aufgeführt, als „Unter Geländeniveau“. Für sie ist der Wert das außen anstehende Wasser: Ob es eindringt, hängt von Öffnungen ab, die die Simulation nicht modelliert. Beim Hotel Vela wurden 309 Elemente geprüft und drei gemeldet, alle unter Geländeniveau: zwei Kellerzonen und die Lobby im Erdgeschoss.
Bei eingeschalteter OpenStreetMap-Umgebung werden auch die Nachbargebäude aufgelistet, die das Wasser erreicht, das tiefste zuerst und mit Namen, wo OpenStreetMap einen nennt; auf der Karte sind sie von Bernstein bis Rot umrandet. Ein Klick fliegt zu jedem.
Exportieren
- Ein Bild (PNG) mit Legende, dem Zeitpunkt und dem Hinweis „orientierend“ im Bild.
- Ein Video des gesamten Ereignisses, etwa 16 Sekunden lang, mit derselben Legende in jedem Bild.
- GIS-Dateien des gesamten Rasters: maximale Wassertiefe, maximale Geschwindigkeit und Ankunftszeit, als GeoTIFF, ESRI-ASCII-Raster oder als CSV der nassen Zellen. Genordet, im Koordinatensystem des Modells, wenn es georeferenziert ist (zum Beispiel EPSG:25831), mit Gebäuden als NoData. Sie öffnen sich unverändert in QGIS oder ArcGIS.
Wie schnell sie läuft
Simulierte Zeit pro Rechensekunde
- 250 × 250 Zellen (2 m: 500 × 500 m): 1550×
- 500 × 500 Zellen (2 m: 1 × 1 km): 665×
- 1000 × 1000 Zellen (2 m: 2 × 2 km): 210×
WebGPU auf einem integrierten Grafikchip (AMD Radeon Vega, Ryzen 5 5600H), Chrome, städtischer Testfall mit 2 m. Tiefes Wasser bremst: Bei 1 m Tiefe ist etwa die Hälfte zu erwarten.
Der oben gezeigte Lauf am Hotel Vela mit 130 × 114 Zellen lief mit etwa dem 690-Fachen der Echtzeit auf WebGL2: das Ereignis von zweieinhalb Stunden in etwa 13 Sekunden.
Was Ihren Browser verlässt
Nichts über das Modell. Die Simulation liest, was bereits geladen ist, und behält ihre Ergebnisse auf Ihrem Gerät. Bei eingeschalteter Karte kommen Kacheln, Relief und OpenStreetMap-Umgebung von öffentlichen Anbietern, die das Gebiet und Ihre IP-Adresse sehen, wie bei jeder Webkarte. Die Karte fragt vor ihrer ersten Anfrage um Ihre Erlaubnis, und Karte → Data and permission nimmt sie zurück. Das Relief in diesen Beispielen stammt vom ICGC[icgc-met], die Umgebung von OpenStreetMap.
Bevor Sie ein Überflutungsergebnis weitergeben
- Das Gelände ist echt: das Relief der Karte oder ein DGM, nicht die Demo-Ebene.
- Jede Höhenabweichung zwischen IFC und Gelände ist verstanden und im IFC korrigiert, wenn das IFC falsch ist.
- Das Tragwerk ist zusammen mit der Architektur geladen, damit Erdgeschosse als Wände gelesen werden, nicht als Überdachungen.
- Die Zelle ist fein genug für das, was Sie betrachten: Türen und Bordsteine brauchen 1 m.
- Das Regenereignis ist durch seine Zahlen angegeben (Summe, Dauer, Spitze), nicht als „ein 100-jähriges Regenereignis“. — Eine Wiederkehrzeit gehört zu einem Ort. Erst die Niederschlagsstatistik dieses Ortes macht daraus Millimeter.
- Bild oder Video enthalten die Legende und den Hinweis „orientierend“. Exporte tun das standardmäßig.
In der Nähe eines Flusses, der unter den Straßen verschwunden ist? Die Simulation markiert frühere und verrohrte Gewässer aus OpenStreetMap und misst das Wasser darüber. Das steht in Verschwundene Flüsse und Überflutungsrisiko. Wie Sie das Modell überhaupt erst auf die Karte bringen, lesen Sie unter ein IFC auf einer 3D-Karte anzeigen.
Starkregen-Überflutung am IFC-Modell im Browser simulieren: Einrichtungsanleitung