Was ist BIM und welcher Mehrwert ergibt sich für die Technische Gebäudeausrüstung?

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1 Was ist BIM und welcher Mehrwert ergibt sich für die Technische Gebäudeausrüstung? Was ist BIM? Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Christoph van Treeck Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D RWTH Aachen University ISH Frankfurt Was ist BIM? BIM: Dezentrale Planung und zentrale Koordination Building Information Modeling (BIM) ist eine Methode zur digitalen Abbildung der physikalischen und funktionalen Eigenschaften eines Bauwerks von der Grundlagenermittlung bis zum Rückbau/Abriss. Als solches dient es als Informationsquelle und Datendrehscheibe für die Zusammenarbeit über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks. BIM stellt keine Software dar, sondern eine Methode und Arbeitsweise, die passende Softwarelösungen benötigt. (Bildquelle: Tuschy, BTGA Almanach, 2014) Quelle: Obermeyer Planen & Beraten, Aus: BIM Leitfaden für Deutschland, BBSR,

2 Aufwandsverlagerung und Einfluss auf die Kostenentwicklung bei BIM-gestützter Planung Welche konkreten Festlegungen werden benötigt? BIM = B I Beispiel Modellierungsart Modellstandard wo und in welcher Form werden Informationen abgelegt? welche Informationen müssen übergeben werden? CAD Methode wie werden Informationen erarbeitet, geprüft und ausgewertet? Management wer organisiert Informationen, nimmt diese ab und bestimmt deren Qualität? Quelle: Liebich et al. 2011, Aus: BIM Leitfaden für Deutschland, BBSR, 2013 in Anlehnung an: BIM Leitfaden für Deutschland, BBSR, Welche Formen des Datenaustausches gibt es? Einheitliches Datenmodell Koordinationsmodell Fachdisziplin A Fachdisziplin A Software A Modell A Zusammenarbeit und Datenaustausch mit BIM Modell Einheitliches Datenmodell Informationsverlust Nachricht Software A Teilmodell Koordinationsmodell ("view") Teilmodell Modell Informationsverlust Nachricht Software B Software A Fachdisziplin B Modell B Fachdisziplin B 7 8 2

3 Instrumente des OpenBIM zur Workflow Unterstützung IDM Information Delivery Manual Definiert, wann für welche Rolle (Architekt, Ingenieur) welche Arten von Informationen erforderlich sind. MVD Model View Definition bsdd Data Dictionary Definiert, welche Klassen, Objekte, Assoziationen und Verbindungen als Teilmodell des BIM für den Im- bzw. Export notwendig sind. Kommunikation zwischen Beteiligten über den Ansatz einer offenen Bibliothek. Informationstypen sind miteinander verknüpfbar. Planungsaufgaben in der TGA BCF BIM Collaboration Format Verweise und Anmerkungen auf Modellinhalte. Notwendigkeit entfällt, das gesamte Datenmodell verändern zu müssen Planungsaufgaben in der TGA Beispiel: CAD-gestützte Planung im Bereich der TGA Auslegung, Dimensionierung, Energiebedarfsermittlung, Energieeffizienz Heizung Heizlastberechnung (DIN EN 12831), Heizflächenauslegung (VDI ), Rohrnetzberechnung, hygienische Anforderungen, Gasleitungsdimensionierung (ÖVGW G 11) Lüftung Kühllastberechnung (VDI 2078, VDI 6007), Volumenstrom-/ Druckverlustberechnung, RLT Planung (DIN , DIN ) Sanitär Sanitärplanung Trinkwasser (DIN ), Entwässerungsanlagen (DIN EN 12056; 752, DIN ) Energiebedarfsermittlung, Gesamtenergieeffizienz Energiebedarfsberechnung (VDI , VDI 6007) Gesamtenergieeffizienz (DIN V 18599, DIN , DIN ) Sommerlicher Wärmeschutz (DIN /Simulation) (Bildquelle: Firma linear, Aachen, 2015)

4 Beispiel: CAD-gestützte Planung im Bereich der TGA Modellbasierte Planung, Berechnung und Dimensionierung Hoher Automationsgrad (Bsp. Reduzierungen und Anschlüsse) Herstellerbezogene Detailplanung über Produktinformationen, usw. Zum Rollenverständnis Planung, Berechnung, Dimensionierung CAD Kontext CAD Modell Geometrie Attribute Assoziationen VDI 3805 technische Informationen Kennlinien, etc. Export IFC Modell neutrales Datenaustauschformat z.b. IFC 2x3 (Express/XML) Teilmodell Model View Definition daraus Auswahl von Klassen, Objekten, Assoziationen und Verbindungen (Bildquelle: Firma linear, Aachen, 2015) Datentransformation: Berechnung und Simulation Architekt TGA Planer BIM-basierte Berechnung, Simulation und Auslegung Daten verarbeiten & anreichern Wetterdaten Interne/ Externe Lasten Gebäudegeometrie Materialeigenschaft Systemverhalten TGA System Informationsquelle Berechnungsverfahren Thermische Thermische Zonen Zone Randbedingungen Anlagen Modelle Ergebnis (RWTH Aachen, IEA EBC Annex 60 / EnEff-BIM, 2014)

5 Datentransformation: Berechnung und Simulation BIM Standards und Datenschnittstellen (RWTH Aachen, IEA EBC Annex 60 / EnEff-BIM, 2014) Welche BIM Standards gibt es? ISO Industry Foundation Classes (IFC) Datenstandards ISO (Industry Foundation Classes, IFC) ISO (VDI 3805) gbxml Gewerke Ebene Modellstandards ISO (IDM Vorlage) MVDs (Abbildungen auf IFC) LoD Definitionen (z.b. US: NATSPEC) Interoperabilitäts Ebene ISO/TC (BIM Guideline Vorlage) ISO (Information Delivery Manual) Kernel Ebene Methodenstandards Managementstandards ISO (in Erarbeitung) Ressourcen Ebene (Bildquelle: buildingsmart)

6 Herstellerseitige Softwareschnittstellen ISO 16757, VDI 3805 Produktdatenaustausch in der TGA Beispiel Firma TROX Autodesk REVIT Produktdaten als 3D Objekte mit technischen Daten direkte REVIT Unterstützung sowie VDI 3805 Unterstützung Problem: Komponentenhersteller können nicht für jedes CAD eine individuelle Schnittstelle implementieren Beispiel TROX EPF Datenaustausch von Hersteller-Katalog-Produktdaten in CAD/CAE Auslegungs- und Berechnungssystemen Automatische Einbindung Parametrisierung komplette Produktbeschreibung Auslegungsdaten, -algorithmen und Geometrie genormte Darstellung der technischen Daten exportierbares Einzel-Produkt-Datenformat zur Einbettung in IFC genormte Merkmallexika zur Datenbeschreibung Nachteil: Datendarstellungsformat stellenweise veraltet (Bildquelle: TROX Technik, 2014) (Auszüge aus: Pikart, VDI Expertenforum 2013) ISO 16757, VDI 3805 Produktdatenaustausch in der TGA gbxml Green Building XML Inhalte Gebäudebeschreibungsformat, "um die Planung umweltschonender und energieeffizienter Gebäude zu optimieren" XML-basiertes, offenes, softwareseitig etabliertes Dateiformat Datenaustausch für energetische Simulationsprogramme wenige bis keine Informationen zu gebäudetechnischen Komponenten ~400 Elemente und Attribute Datentiefe Baustellendaten TGA durch existence flags abgebildet geometrische Daten ergänzend für BEM-Darstellung abgebildet Nutzerprofile Materialdaten MSR-Daten eher Erweiterung zu IFC, keine vollständige Gebäudebeschreibung (Bildquelle: Pikart, VDI Expertenforum 2013)

7 BIM ist auch "Building Informations-Management" Neues Rollenverständnis und an welchen Stellen? Frage Wer? Was? Wann? Wie? Welche? Betreff Fachmodelle und verantwortliche Modellautoren Modellelemente: Geometrie und Sachmerkmale BIM-Fertigstellungsgrade nach Leistungsphasen Software, Formate, Datenaustausch und Plattformen Auswertungen und Nachweise mit Hilfe von BIM Quelle: BIM Leitfaden für Deutschland, BBSR, Rollenverständnis zwischen Architekt und BIM Manager Rollenverständnis zwischen Planung und Anlagenbau Bauherr Architekt BIM-Manager BIM nach HOAI zuständig für Planung Gewerkekoordination BIM-Management Modellkoordinierung Änderungsmanagement Fachplaner Planung Fachplanung Architekturmodell Datenqualität BIM Raumbuch Tragwerk TGA Anlagenbauer nur Ausführung Planung und Ausführung (Bildquelle: van Treeck, Müller, Merz, HLH, 2015) (Bildquelle: van Treeck, Müller, Merz, HLH, 2015)

8 Honorarordnung und rechtliche Aspekte Anforderungen an das Bauvertragsrecht (Eschenbruch & Grüner) Honorarordnung und rechtliche Aspekte BIM ist nächste Entwicklungsstufe bei Planung und Ausführung Keine unüberwindbaren rechtlichen Hürden bei BIM Einführung Vergaberecht steht BIM grundsätzlich nicht entgegen Angebote auf digitalem Weg möglich Juristische Herausforderungen im Vertragsrecht Haftungsfragen bei Mehrparteienvertragssystem nicht eindeutig eher Einzelverträge mit Zusatzvereinbarungen Schnittstellen zwischen Planer und Ausführung neu zu definieren Phasen und Reifegrade festzulegen; Eigentum am Modell nicht geregelt Produktneutrale Ausschreibung im öffentlichen Sektor Pflicht spricht gegen die direkte Nutzung von Produktdaten in BIM Hol- und Bringschuld ist zu klären heute: Haftung durch denjenigen, der Daten zur Verfügung stellt Value Engineering: frühzeitige Einbindung des Anlagenbauers über Beratung (Quelle: Eschenbruch & Grüner, NZBau, Heft 7, 2014) Honorarordnung und rechtliche Aspekte Bezug zur HOAI (Eschenbruch & Grüner) HOAI regelt nicht Art der Leistung sondern ist reines Preisrecht nicht geregelt, welche Leistungen in welcher Reihenfolge zu welchem Zeitpunkt und mit welchen Tools wenn Leistung, dann nach Leistungskatalog BIM Manager ist kein Planer nach HOAI BIM ist besondere Leistung der HOAI in Lph2, nicht preisgebunden kein gesetzlicher Rahmen für BIM Leistungen Was ist BIM und welcher Mehrwert ergibt sich für die Technische Gebäudeausrüstung? (Quelle: Eschenbruch & Grüner, NZBau, Heft 7, 2014) Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Christoph van Treeck Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D RWTH Aachen University 31 ISH Frankfurt