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CAD & BIM: Heutige Anforderungen

Published Date

Obwohl uns als Softwarehaus die Themen BIM (Building Information Modeling) und IFC (Industry Foundation Classes) schon seit geraumer Zeit begleiten, stellen wir erst seit den letzten Monaten ein wachsendes Interesse zu diesem Thema in der Baubranche fest. Einige Kunden sehen sich, vor allem auf der Bauherrenseite, mit der Herausforderung  «BIM»  konfrontiert. Hierbei gibt es im DACH-Raum bislang noch keine genauen Forderungen oder vertraglichen Festlegungen. Vielmehr steht oftmals die recht allgemeine Aussage „...und dann machen wir bei diesem Projekt noch BIM“ im Raum. Mit zunehmendem Interesse wachsen aber auch die Unsicherheiten: Wie wird sich der BIM-Prozess auf den alltäglichen Arbeitsprozess auswirken und mit welchen Softwaretools können diese Prozesse umgesetzt werden?

So bemerken wir bei unseren Kunden einen großen Gesprächs- und Beratungsbedarf, vor allem innerhalb des Gebäudetechnik-Umfeldes, Deshalb besteht häufig unsere erste Beratungsarbeit darin, BIM als einen interaktiven Arbeitsprozess zu vermitteln bei welchem die Software nur ein Werkzeug ist.

Besonderheit in der Gebäudetechnik

Im Gegensatz zu einem Architekten, welcher sich in der Regel sein eigenes Modell für die Bearbeitung schafft, arbeitet der Gebäudetechniker fast immer auf der Grundlage eines vorhandenen, vom Architekten erstellten, Modells. Geprägt ist seine tägliche Arbeit dann besonders davon, dass er sehr häufig Änderungen von Seiten des Architekten bekommt. Diese Änderungen sind in ihrer Auswirkung für die Planung sehr unterschiedlich. Mal sind nur die Türanschläge umgedreht, mal hat sich die Raumaufteilung verschoben oder die Installationsschächte wurden mal an einem anderen Ort eingezeichnet. Eine Besonderheit im Umfeld der Gebäudetechnik ist, dass sich aus dem Arbeitsablauf drei unterschiedliche Betrachtungen von planerischen Vorleistungen (und entsprechenden Änderungen der Planung) des Architekten ergeben, die wichtig sind. Diese lassen sich wie folgt unterteilen:

  • Planungen, die essentiell für die Gebäudetechnik sind (Raumaufteilungen, Höhe und Lage von Schächten und Technikzentralen)
  • Planungen, die für die thermischen Berechnungen (Heizlast / Kühllast) wichtig sind (Raumaufteilungen, Wandaufbauten, technische Festlegungen)
  • Planungen, die nur für die optische Gestaltung wichtig sind (Bemaßungen, Beschriftungen etc.)
     

Erste Erfahrungen mit dem praktischen Arbeiten von BIM-Modellen

Sowohl unsere Kunden, wie auch wir von Trimble sind mit der Vorstellung in den BIM-Prozess gestartet, dass es sinnvoll und erforderlich ist, sich stets ein gesamtes Modell, sprich ein gesamtes Gebäude, vom Architekten übergeben zu lassen und dieses auch vollumfänglich in die Planung aufzunehmen. Sehr schnell stellte sich aber heraus, dass dies nicht zielführend war. Im Planungsprozess wurde vom Architekten oft nur ein einzelnes Geschoss geändert und zum Teil bei der Übergabe eines Modells angemerkt, dass einzelne Geschosse, z.B. im Rahmen einer größeren Überarbeitung, aktuell keine Gültigkeit haben. Hieraus entstand sehr schnell der Wunsch, die Daten geschossweise aufzunehmen. Ein weiterer Punkt, der sich in den ersten Projekten herauskristallisierte, betraf die Datenmenge der Modelle. In der Regel stellte der Architekt für alle Projektbeteiligten das gleiche Modell zur Verfügung. Entsprechend umfasst das Modell alle Informationen, die vorhanden waren. Durch eine Mitnahme z.B. der gesamten Außenanlage mit einer Vielzahl von Bäumen und Sträuchern im Modell wurden entsprechend große Datenmengen übergeben. Die Performanz des
Modells in der Software litt natürlich darunter. So kam das Bedürfnis auf, einzelne Klassen direkt aus dem Import ausschließen zu können.

Eine besondere Stellung nahm dann noch die Betrachtung des thermischen Modells ein. In der Regel bevorzugen die Planer eine Berechnung aus dem CAD-Modell. Hierfür kann die Trimble Nova (ehemals Plancal nova) auf unterschiedliche Grundlagen wie DWG/DXF-Dateien oder auch IFC-Modelle zurückgreifen und diese für die thermische Berechnung weiter qualifizieren. Auch hier stellte sich in der praktischen Arbeit schnell heraus, dass eine Übernahme des neu bereitgestellten Modells direkt in das thermische Modell zu Datenverlusten und wiederholtem Eingabeaufwand führte. Als Wunsch stellte sich aus diesem Hintergrund schnell eine selektive Übernahme als „intelligentes Modell“ oder als vereinfachte 3D-Übernahme heraus.

Anforderungen an die Software

Aus diesen ersten Erkenntnissen, die hier in Zusammenarbeit mit den Kunden gewonnen wurden, leitete sich eine Wunschvorstellung an die Software ab:

  • Es sollte eine Möglichkeit bestehen, das gesamte Gebäude als thermisches Modell aufzunehmen.
  • Es sollte alternativ die Möglichkeit bestehen, ein Gebäude nur als 3D-Information aufzunehmen. Schwerpunkt liegt hierbei auf die möglichst getreue 3D-Darstellung.
  • Es sollte die Möglichkeit bestehen, nur einzelne Geschosse aufzunehmen.
  • Es sollte die Möglichkeit bestehen, bei der Aufnahme einer IFC-Datei einzelne Objektklassen aus der Aufnahme herauszunehmen.
     

Realisierung der Anforderung

Die Anforderungen wurden dann folgendermaßen umgesetzt: Die Aufnahme des thermischen Modells aus einer IFC-Datei erfolgt direkt über die Trimble Nova. Hierbei wird, um ein konsistentes Datenmodell zu erhalten, das komplette Modell geladen. Sofern möglich werden die technischen Parameter und allgemeinen Informationen (z.B. Raumnummer) in das thermische Modell eingetragen.
Alternativ wird ein neues Tool bereitgestellt. Der nova BIM Converter nimmt das Modell als 3D-Information auf, wobei direkt während des Einlesens der IFC-Datei die Entscheidung getroffen werden kann, ob ganze Geschosse oder ganze IFC-Klassen (z.B. Außenanlage) nicht mit importiert werden sollen. Der reine Importprozess beschränkt sich dadurch auf die tatsächlich gewünschte Datenmenge, was einen erheblichen Zeitgewinn bei der Übernahme bedeutet.
Ebenfalls während des Imports kann die über die IFC-Datei mitgegebene Geschossstruktur verändert werden. Dies ist insbesondere deshalb nötig, da manche Architekten zusätzliche (Zwischen-) Geschosse für Unterzüge, Dachbereiche oder Zwischendecken einfügen. Zur frühen Analyse von unterschiedlichen Planungsständen wurde auch das Referenzieren und Einfärben unterschiedlicher Modelle implementiert.
Ein besonderes Highlight des Programms ist eine Zusatzentwicklung, die im Rahmen der Detailausarbeitung entstand. Zur besseren Darstellung leitet der nova BIM Converter eine vereinfachte 2D-Darstellung vom 3D-Modell ab. In dieser 2D-Darstellung werden die Wände schraffiert und die Türen mit ihrem Anschlag dargestellt. Hierdurch kann sich der Anwender einen schnellen Überblick über die Raumaufteilung verschaffen. Dieses so gewonnene 2D-Modell und die daraus abgeleiteten Grundrissdarstellungen stehen dann in der Trimble Nova innerhalb der Gebäudestruktur als zeichnerische Grundlage zur Verfügung.

Fazit

Innerhalb eines Planungsprozesses ist neben der Erst-Aufnahme des Modells gerade für den Gebäudetechnik-Planer die wiederholte Anlieferung von Planungsständen zu beachten. Ein Workflow und eine entsprechende Software sollten hier bei möglichst getrennten Sichtweisen für die CAD und die thermische Betrachtung eine bestmögliche Unterstützung bieten.