Building Information Modeling (BIM) BIM. der virtuelle Baumeister

Transkript

1 Building Information Modeling (BIM) BIM. der virtuelle Baumeister 1. BIM Tag der Ingenieurkammer Niedersachsen: digitales Planen, Bauen und Betreiben Stand April 2018 Prof. Dipl. Ing. Hans Georg Oltmanns GmbH 2 Lützowstraße Berlin Fon DhochN.com info@dhochn.com Infanterieweg 9A Oldenburg Fon DhochN.com hgo@dhochn.com Schopperweg 6330 Kufstein (A) Fon DhochN.com aga@dhochn.com

2 Modellbasierte, digitale interdisziplinäre Planung und Beratungsleistungen im Bauwesen DAI Consult 4 Modellintegration Projektmanagement Generalplanung Lützowstraße 102, Berlin fon Mail info@dhochn.com Siegfried Wernik Berlin fon Mail swe@dhochn.com Prof. Hans Georg Oltmanns Oldenburg fon Mail hgo@dhochn.com Anton Gasteiger Kufstein fon Mail aga@dhochn.com Vorstand buildingsmart e.v. Vorstand buildingsmart e.v. Vorstand buildingsmart e.v.

3 DAI & DhochN 5 Anton Gasteiger EUR Ing. und Baumeister Seit 1988 AGA Bau Planungs GmbH, Kufstein Geschäftsführender Gesellschafter Seit 2010 b.i.m.m GmbH Geschäftsführender Gesellschafter Kunden STRABAG, PORR, Wolff & Müller, Bauwens, etc. Seit 2014 GmbH, Berlin Geschäftsführender Gesellschafter, Seit 2013 Seit 2013 Seit 2014 Seit 2014 Seit 2014 Seit 2016 buildingsmart e.v. Vorstand Austrian Standards Institute (ÖNORM) Mitarbeit BIM Normung IG Lebenszyklus Hochbau, Wien Mitglied Berater der VW Financial Services AG zur Realisierung des BIMID Projekts, Forschungsprojekt des BMWi Universität Innsbruck, Forschungsprojekt freebim Tirol Mitarbeit Wirtschaftskammer Österreich Entwicklung des Profils BIM Baumeister 6 Siegfried Wernik Stirling Wilford & Associates Architekten, Stuttgart, Berlin, London Associate Partner Seit 1991 selbständig in Berlin LÉON WOHLHAGE WERNIK, Gesellschaft von Architekten mbh, Berlin Geschäftsführender Gesellschafter Seit 2014 Geschäftsführender Gesellschafter, GmbH, Berlin Vorstandsvorsitzender, buildingsmart e. V., ab 2015 Vorstand Mitglied der Arbeitsgruppe. BIM in der Reformkommission Großprojekte im Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) Mitglied der wissenschaftlichen Begleitung der Reformkommission Großprojekte im Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) Gründungsinitiator der planen bauen 4.0 GmbH Seit 2015 Aufsichtsrat der planen bauen 4.0 GmbH Seit 2014 Mitglied im Koordinierungskreis BIM im Verband Deutscher Ingenieure (VDI) Seit 2014 Berater der VW Financial Services AG zur Realisierung des BIMID Projekts, Forschungsprojekt des BMWi

4 Vorstellung DhochN Oltmanns und Partner GmbH Prüfingenieur für Baustatik Ahrstraße Wilhelmshaven OKL Ingenieurgesellschaft Prüfingenieure für Baustatik Dipl. Ing. M.Sc. Karsten Kemper Prof. Dr. Ing. Jörg Laumann Mindener Straße Osnabrück Prof. Dipl. Ing. Hans Georg Oltmanns gmbh.de OP Engineers GmbH Infanterieweg 9 a Oldenburg 7 DhochN Nord Digital Engineering GmbH Infanterieweg 9a Oldenburg BIM Baumeister Akademie gug Ofener Straße Oldenburg GmbH Bulgenbachweg Berlin BO Engineering Prüfingenieur für Baustatik Prof. Dr. Ing. Martin Betzler Gosshören Buxtehude Produktdatentemplate & Produktmerkmal Datenbank 8 Prof. Dipl. Ing. Hans Georg Oltmanns Seit 1980 selbständig im Büro Oltmanns und Partner (GmbH seit 1990) Seit 1996 Vorstandsmitglied der Ingenieurkammer Niedersachsen Seit 1998 Prüfingenieur für Baustatik Seit 1998 Lehrtätigkeit an der Jadehochschule, Schwerpunkt: digitale Techniken Seit 2011 stellvertretender Vorstandsvorsitzender, buildingsmart e. V. Seit 2013 Leiter des BIM Arbeitskreises im Verband Beratender Ingenieure (VBI) Mitglied der Arbeitsgruppe. BIM in der Reformkommission Großprojekte im Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) Mitglied der wissenschaftlichen Begleitung der Reformkommission Großprojekte im Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) einer der Gründungsinitiatoren der planen bauen 4.0 GmbH Seit 2013 Leiter des BIM Arbeitskreises im Ausschuss der Verbände und Kammern der Ingenieure und Architekten für die Honorarordnung e.v. (AHO) Seit 2014 Mitglied im Koordinierungskreis BIM im Verband Deutscher Ingenieure (VDI) Seit 2014 Berater der VW Financial Services AG zur Realisierung des BIMID Projekts, Forschungsprojekt des BMWi Seit 2015 Geschäftsführender Gesellschafter, GmbH, Berlin Seit 2015 Leiter des Arbeitskreises Digitalisierung in der Bundesingenieurkammer 2015 Mitglied im Expertenteam der planen bauen 4.0 GmbH, Stufenplan zur Einf. von BIM bei Bauvorh. des BMVI

5 Vorstellung DhochN 9 WIR ARBEITEN AM LIEBSTEN DA, WO ANDERE URLAUB MACHEN Vorstellung DhochN 10 BIM Arbeitsplatz..

6 Was ist BIM? 11 Was ist Building Information Modeling (BIM) Was ist BIM? Was ist Building Information Modeling (BIM) 12 Building Information Modeling (BIM) bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Informationen und Daten konsistent erfasst, verwaltet und in einer transparenten Kommunikation zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung übergeben werden. Quelle: Stufenplan BMVI Als solches dient sie als Methode, Informationen und Daten für die Zusammenarbeit über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerkes zur Verfügung zu stellen und zu teilen.

7 Was ist BIM? 13 Was ändert sich bei der Planungsarbeit? Was ist BIM? 14 2 D Abstimmung = + planen 2 D Information Plan A Plan B 2 D Information kontrollieren = + Bauwerk 3 D Bauwerk bauen

8 Was ist BIM? 15 3 D Abstimmung planen 3 D Information Planausgabe kontrollieren Bauwerk Plan A 3 D Bauwerk Plan B 2 & 3 D Information bauen Was ist BIM? 16 3 D Abstimmung planen 3 D Information Planerzeugung aus Modell kontrollieren Bauwerk Plan A Plan B 3 D Bauwerk 2 & 3 D Information bauen

9 Was ist BIM? Eigentlich fangen wir mit dem Modellieren früh an. 17 Sie müssen aufhören zu zeichnen. Erinnern Sie sich zu modellieren und Formen zusammenzufügen. 18 Was ist BIM? Kooperation mit Anderen (noch Realität) Virtuelles Gebäudemodell 2D Linien / Schraffuren (DWG, DXF) Fachmodell / Bauwerk

10 Was ist BIM? Was ist Building Information Modeling (BIM) 19 Was ist BIM? Was ist Building Information Modeling (BIM) 20

11 Was ist BIM? Was ist Building Information Modeling (BIM) 21 Was ist BIM? Was ist Building Information Modeling (BIM) BIM 3 D Modell Modell + Bauteildaten 22 2 D Zeichnung Name Farbe Höhe Breite Länge Kosten Gewicht Material Herst. Lego Blau 9,10 mm 15.6 mm 15,6 mm 0,05 1,50 g Kunstst Siggi Wernik 2014

12 Was ist BIM? Daten, Informationen Was ist BIM? Digitale Informationen (Daten) verlustfrei teilen Daten Virtuelles Gebäudemodell Fachmodell / Bauwerk

13 Was ist BIM? 25 Praxis Lean Verschwendung vermeiden auf die Wertschöpfung reduzieren Alle überflüssige Tätigkeiten weglassen Input zur richtigen Zeit im richtigen Umfang einbringen Was ist BIM? 26 Was wird sich ändern?

14 Was ist BIM? vorher 27 Was ist BIM? Austausch von standardisierten Informationen nachher 28

15 BIM Vorbilder 29 Welche Vorbilder hat BIM eigentlich? BIM Vorbilder Welche Vorbilder hat BIM eigentlich? Drei Kuppeln Baumeister Ingenieur Architekt Bauunternehmen Filippo Brunelleschi Dom, Florenz Baumeister 1690 Christopher Wren St Paul s Cathedral, London Baumeister(Architekt, Ingenieur) 1860 Thomas U. Walter Capitol, Washington Architekt seit ca Trennung von Architekt, Ingenieur und Bauunternehmen und seit dem? Wir zelebrieren die Trennung zwischen den Rollen! Quelle: The Future of the Building Industry Patrick MacLeamy

16 BIM Vorbilder Welche Vorbilder hat BIM eigentlich? 31 Steinmetze Zimmerer Baumeister Im Mittelalter 3 dimensionales Denken für Vorfertigung Bauteilcodierung mit Zeichensprache Von Jost Amman Eigenes Werk (scanned), Gemeinfrei, BIM Vorbilder 32 Von Mätes II. Eigenes Werk, CC BY SA 3.0, Von I, Metzner, CC BY SA 3.0,

17 BIM Vorbilder 33 3 D und Kodierung im digitalen Zeitalter? Sind Standards unflexibel? Standardisierung allgemein 34 Beispiel für Projekt Hierarchie und Datentypen Materialien und Objekte haben ihre eigene Information. Sie hilft Baugruppen zu definieren und sie wieder zuverwenden. Am Beispiel eines Käsebrotes zeigt sich wie viele Kombinationen es werden können. Riba Plan of Works 2013

18 Standardisierung allgemein Projekt Zwischenmahlzeit Bauteilgruppe Hülle Inhalt Trennschicht Materialien Brot Braun Weiß Vollkorn Baguette Fladen Knäcke 35 Käse Aufstrich Hart Cheddar Parmesan Weich Brie Camembert Butter Margarine Wieviel unterschiedliche Sandwiches ergeben sich aus der Materialbeschreibung? Riba Plan of Works 2013 Standardisierung allgemein 36 Im gezeigten Beispiel ergeben sich 48 Kombinationen. Wenn man beim Sandwich auch die Reihenfolge der Füllung ändert werden es 96 Kombinationen. Da ist ein wirksames System Varianten zu standardisieren nötig. Bei weit komplexeren Systemen aus Bauteilen z.b. in der Automobilproduktion, hat man die Notwendigkeit der Standardisierung längst erkannt. Ein 3`er BMW hat bis zu 3 Millionen Kombinationen. Riba Plan of Works 2013

19 Standardisierung allgemein 37 7,2 Milliarden Varianten Lassen sich durch einfache Algorithmen vergleichen Standardisierung allgemein 38 Was wird für die Digitalisierung gebraucht?

20 Standardisierung allgemein 39 Was ist für digitale Objekt Standards nötig B.I.M.M BAUTEILSTRUKTUR INFORMATION MODELLIERWERKZEUG Objektstrukturen nach der Bauweise organisieren bauen wie eine Baufirma als Attribut der Objekte, oder als reine Information organisiert nach Name, Kategorie, Unterkategorie, Attribut IFC fähige CAD Software mit integrierter Datenbank MANAGEMENT Software Standardisierung allgemein 40 Kennzeichnungs System (Datenbankstruktur) Erfordernis: Kennzeichnung der Objekte/Familien systematisch vornehmen Eindeutige Strukturen/Nomenklaturen festlegen Spezifika der Bauherren berücksichtigen Ergebnis: > Komfortable Auswertungs und Filtermöglichkeiten > Möglichkeit von standardisierten bzw. automatischen Prüfungen > Ein Modellsystem für viele Anwendungsfälle (1:n)

21 Standardisierung allgemein 41 Objekt Arten beliebiges Objekt Geometrie: Bauteil, Bauteilgruppe usw. Attribute: Daten, Link usw. & nur Attribute nur Geometrie Geometrie + Attribute Standardisierung allgemein 42 Objekt Beschreibung und Auswertung mit Filtereinstellungen Objekt Name Objekt Kategorien Objekt Attribute Objekt 1 Objekt 2 Objekt 3 Objekt 4 Kategorie A Unterk. a bis nn Kategorie B Unterk b bis nn Kategorie C Unterk c bis nn Kategorie nn Attribut I Attribut II Attribut III Attribut IV Attribut V Attribut n Objekt Filter Filtereinstellung: Objektname, Kategorien, Attribute IFC Austausch AVA Kostenermittlung Vorschrift XYZ Termine Controlling usw Objekt Filter Filtereinstellung: Objektname, Kategorien, Attribute Definierte Filtereinstellungen aus Name, Kategorie und Attributen erzeugen Übergabedaten für weitere Anwendungen und voreinstellbare Dokumente und Datensätze Dokument Berichte Bild Plan Daten

22 Standardisierung allgemein Objekt Name Der Objektname setzt sich aus einer Kette von Informationsgliedern zusammen. Nicht sofort benötigte Glieder können durch neutrale Zeichen aufgefüllt werden (XX_XX) 43 IFC Bezug Objektfamilie Abmessung Material Funktion z.b.: Kategorien und Attribute IfcWall_T_A_0250_001_BETON_C2530_XC3_REI90_S1 1_PZ 1_S1 3_PG 3_NW Kategorien, Unterkategorien von Objekten werden aus den Bauherrenanforderungen entwickelt damit systematisiert. Die Zahl der Attribute ist relativ unbegrenzt. Durch die Ergebnisfilter 1 und 2 werden sie nur im erforderlichen Umfang an weitere Nutzungen weitergeben. Filter und Voreinstellungen Die Filter lassen sich entsprechend der weiteren Nutzung und der Dokumentenerzeugung vor einstellen. Damit können Bauherrenspezifische Wünsche oder Projekterfordernisse erfüllt werden. Standardisierung allgemein 44 Objekt Kennzeichnung (Beispiel) ObjektCode: 146_ST_A_400_400_C2530_XC3_REI90_S1_Pa_Ma_xxx_xxx_abc xyz_ru_xx Stütze Objekt Geometrie Eigenschaften 3D Objekt Attribut Name Wert Einheit Kategorie 146 Klasse aus führendem Klassifikationssystem (z.b. Revit, IFC, ecl@ss, OmniClass, etc.) tragend ST z.b. tragend, gehört zum Tragwerk außen A z.b. aussen, ist Aussenhüllebauteil Länge 400 mm z.b. Länge Breite 400 mm z.b. Breite Attribut 5 C2530 z.b. Material Attribut 6 XC3 z.b. Expositionsklasse Attribut 7 REI90 z.b. Feuerwiderstand Attribut 8 S1 z.b. Schalung außen Attribut 9 Pa z.b. Putz aussen Attribut 10 Ma z.b. Maler aussen Attribut 11 xxx z.b. Klasse aus weiterem Klassifikationssystem (z.b. Kostengruppe) Attribut 12 xxx z.b. Klasse aus weiterem Klassifikationssystem (z.b. ecl@ss) Attribut 13 abc xyz z.b. Kommentar Attribut 14 RU z.b. vertikal / geneigt Attribut n

23 Standardisierungsbeispiele 45 Methoden zur Standardisierung von Bauteildaten Standardisierungsbeispiele Methoden zur Standardisierung von Bauteildaten 46 + Struktur und Geometrie aus IFC Informationen nach Phasen aus bsdd GUID IFC Industry Foundation Classes bsdd buildingsmart Data Dictionary GUID Globally Unique Identifier

24 Standardisierungsbeispiele Methoden zur Standardisierung von Bauteildaten 47 IfcProduct IfcRoot IfcElement IfcBuildingelement Tragwerksfunktion tragend STBW 25 cm FaBW C25/30 Rezeptur IfcWall MWKZ XC3 HOLZ REI90 Schalung außen/innen Beliebige weitere Informatioen Putz außen/innen Standardisierungsbeispiele Methoden zur Standardisierung von Bauteildaten 48 Einheit Schalung Putz Dicke Bewehrungsgrad Aufbau WAND (Bauteilspezifischer Container) Bauphysik

25 Standardisierungsbeispiele Methoden zur Standardisierung von Bauteildaten 49 Beispiel Code Wand IfcWall_T_A_0250_001_BETON_C2530_XC3 _REI90_S1 1_PZ 1_S1 3_PG 3_NW Allgemeiner Container Bauteilspezifischer Container Standardisierungsbeispiele 50 Nutzung der Standardisierung von Bauteildaten

26 Standardisierungsbeispiele Nutzung der Standardisierung von Bauteildaten 51 BIM Information Bauteilkennung mit RFID Chips bzw. Barcodes BAM BOOM Assembly Organisation Optimization Standardisierungsbeispiele 52 Detaillierungsgrad

27 Standardisierungsbeispiele 53 Detaillierungsgrad Standardisierungsbeispiele 54 Detaillierungsgrad 3D Darstellung Malerflächen Modellierung des Sockels

28 Standardisierungsbeispiele BIM auf der Baustelle 55 Standardisierungsbeispiele 56 Modellbasierte Zusammenarbeit im Projekt

29 57 BCF BIM Collaboration Format z. B. mit der richtigen Anwendung von IFC Kommentare Weitergabe und Verteilung IFC BCF Weitergabe und Verteilung Quelle: AEC3 Deutschland GmbH 58 BCF BIM Collaboration Format BIM Collaboration Format (BCF) Das Open BIM Kollaboration Format ist eine Datenschnittstelle zum vereinfachten Austausch von Informationen während der Arbeitsprozesse zwischen verschiedenen Softwareprodukten basierend auf dem IFC Format. Es ermöglicht eine modellbasierte Kommunikation zwischen verschiedenen Anwendern und informiert über: Objekt (Bauteil oder Information) Blickrichtung im Modell Autorenname Bemerkung/Kommentare Zeitpunkt der Information Status Ort im IFC Datenmodell

30 59 BCF BIM Collaboration Format Arbeiten mit dem Open BIM Collaboration Format (BCF) Koordinationssitzung mit mehreren Planungsbeteiligten unterschiedlicher Disziplinen, z. B. Architekten, Fachplaner, Ingenieur, etc. Es werden Änderungen / Anpassungen anhand des 3D Modells besprochen. Das Modell ist während der Sitzung als IFC Modell in einer Koordinationsversion geöffnet. 60 BCF BIM Collaboration Format Arbeitsanweisungen für die einzelnen Projektbeteiligten werden direkt im Koordinationsmodell in kleinen Arbeitsanweisungen festgehalten z. B. Stütze verschieben, Schacht vergrößern, etc. anschließend im BCF Dateiformat exportiert. Es handelt sich dabei um kleine Datenmengen, die auch problemlos per Mail Anhang versendet werden können. So kann im Anschluss an die Sitzung jeder in seinem Modell die relevanten Anpassungen vornehmen.

31 61 BCF BIM Collaboration Format Denn aus rechtlichen Gründen kann/darf z. B. der Ingenieur nicht direkt im Architekturmodell bzw. Fachmodell Änderungen vornehmen oder umgekehrt. So bleibt jeder für sein eigenes Modell verantwortlich! 62 BCF BIM Collaboration Format

32 63 BCF BIM Collaboration Format ein entschlossener Mensch wird mit einem Schraubenschlüssel mehr Erfolg haben, als unentschlossene mit einem ganzen Werkzeugladen BCF BIM Collaboration Format 64 Modell Architektur mit Revit erstellt, als Referenz IFC Datei geteilt

33 BCF BIM Collaboration Format 65 Fachmodell Fertigteil mit Tekla Structures aus IFC Datei entwickelt BCF BIM Collaboration Format 66 Elektroplanung als Steckdosenpunktwolke in IFC Referenz importiert Übertragung mit IFC nach Tekla Umwandlung von IFC in Tekla Bauteile

34 BCF BIM Collaboration Format Planungsänderung in Küche: Lageänderung Steckdosen 67 BCF BIM Collaboration Format Anordnung von Steckdosen neu 68

35 BCF BIM Collaboration Format Einlesen des Kommentars 69 BCF Info zur Änderung Klick BCF Info einfügen Automatischer Zoom und Hervorhebung BCF BIM Collaboration Format Abgleich geometrischer Randbedingungen wie Kollisionen Auslesen und Übernahme der neuen Parameter 70

36 BCF BIM Collaboration Format Anpassung im Modell 71 BCF BIM Collaboration Format Änderung ins Fachmodell übernommen 72 BCF Info zurück an Elektroplanung/Architekt

37 BCF BIM Collaboration Format Änderung wird automatisch auch in die Pläne übernommen 73 BCF BIM Collaboration Format Änderung wird automatisch auch in die Pläne übernommen 74 Alter Stand Neuer Stand

38 BCF BIM Collaboration Format Dokumentation in Modelldatenbank: Liste der Kommentare 75 Forschungsauftrag für VW Financial Services AG: Prozessentwicklung zur Erhebung von Datensätzen für die Bestandsplanung und fortschreibung

39 Sichtung und Beurteilung der Bestandsunterlagen Bestandsmodell auf der Basis der vorhandenen Pläne

40 Aufmaß mit 3D Laserscanning

41 Folgende Arbeitspakete Qualitätsbeurteilung des bestehenden Modells Stimmen die Bestandsunterlagen? Modellierung des Gebäudes entsprechend der VWFS Modellierungsrichtlinien Ziel: Nutzung für das FM System von VWFS Exemplarischer Einsatz weiterer Messverfahren (u.a.): Drohnenbefliegung Georadar Erarbeitung eines Leitfadens für die zukünftige Bestandserfassung und fortschreibung