Gemeinsamer Ausschuss Elektronik im Bauwesen im Kontext von Building Information Modeling

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1 Gemeinsamer Ausschuss Elektronik im Bauwesen im Kontext von Building Information Modeling Prof. Dr.-Ing. Markus König Ruhr-Universität Bochum Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen Bei der vorliegenden Präsentation handelt es sich um ein wissenschaftliches Werk. Bei den dargestellten Abbildungen Dritter handelt es sich um Großzitate nach 51 UrhG. Auf die Urheber wird in der Quellenangabe verwiesen. Computing

2 Motivation Digitalisierung ist in anderen Branchen ein fester Bestandteil Digitalisierung bietet ein umfassendes Potenzial zur Entwicklung innovativer Produkte sowie Dienstleistungen und Verbesserung der Kundeninteraktion Quelle: Top500 Digitaler Index Deutschland, Accenture, 2016 Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

3 Building Information Modeling Bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Daten konsistent erfasst, verwaltet und in einer transparenten Kommunikation zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung übergeben werden Building Information Model Building Information Modeling Building Information Management Building Information Method Better Information Management Quelle: Autodesk Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

4 Wie sieht BIM aus? Es gibt nicht nur ein BIM, sondern viele Ausprägungen BIM ist keine Software, sondern eine Methode (ein Konzept) BIM ist kein 3D Modell, sondern benutzt verschiedene Modelle BIM ist nicht neu, sondern nutzt neue Möglichkeiten und verbessert Prozesse Quelle: Arup Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

5 Anwendungsfälle Im Zentrum stehen die Prozesse (Planung, Ausführung, Betrieb, etc.), die digital unterstützt werden sollen An bestimmten Stellen müssen Daten geprüft und ausgetauscht werden (Datenübergabepunkte) Informationsflüsse und Verantwortlichkeiten müssen eindeutig geregelt werden Quelle: Stufenplan Digitales Planen und Bauen, BMVI Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

6 Anwendungsfälle In Abhängigkeit von den zu unterstützenden Aufgaben bzw. Zielen werden Anwendungsfälle definiert: Visualisierung der Entwurfsidee Dynamische Planableitungen Generierung von Materiallisten Modellbasierte Mengenermittlung Ausschreibung und Vergabe Verknüpfung des Tragwerksmodells mit dem Berechnungsmodell Bauablaufsimulation auf Basis der Terminplanung Automatische Kollisionsprüfung und Änderungsverfolgung Kostenermittlung und entsprechendes Controlling Mängelerfassung und Baufortschrittserfassung Erstellung eines Bestandsmodells Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

7 Digitale Modelle Für unterschiedliche Aufgaben werden verschiedene Fachmodelle verwendet Umgebungsmodell Raumanforderungsmodell Baukörpermodell Architekturmodell Tragwerksmodell TGA Modelle Baustellenmodell Erdbaumodell Montagemodell As-built Modell Quelle: Allpan Architecture Quelle: Hobmaier 3D ARCHITEKT Quelle: Building Information Modeling Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Borrmann et al., VDI Springer Vieweg, 2015 Quelle: Ingenieurbüros Rackow & Partner Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

8 Digitale Modelle Ein nd-modell bezeichnet ein Modell, das mehrere Fachmodelle semantisch verknüpft und neue Informationen bereitstellt In der Regel gibt es ein führendes Modell (häufig ein 3D-Geometriemodell), welches mit anderen Modellen kombiniert wird Objekte oder Eigenschaften von nd-modellen können geändert oder ergänzt werden Quelle: 4D-Modell ceapoint aec technologies GmbH Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

9 Digitale Modelle Quelle: nd-modell im Kontext von Building Information Modeling - Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

10 Information Delivery Manual Vereinbarungen hinsichtlich der auszutauschenden Modellinhalte sind für die kooperative Zusammenarbeit wichtig Die Datenübergabepunkte sollten zwischen den Beteiligten formal definiert werden Hierbei sollten möglichst offene und standardisierte Datenformate (z.b. IFC, GAEB, COBie) verwendet werden Quelle: Building Information Modeling Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Borrmann et al., VDI Springer Vieweg, 2015 Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

11 Informationstiefe Informationstiefe wird auf Basis "Was wird für eine Aufgabe benötigt" definiert Level of Detail Beschreibt wie viele Details ein Modellelement besitzt (in der Regel Geometrie) Level of Informationen Beschreibt wie viele Informationen (alphanumerisch) ein Modellelement besitzt Quelle: Trimble Quelle: BIM Forum Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

12 Informationstiefe Quelle: Building Component Cataloque, MTHojgaard Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

13 Klassifikation Zu viele Informationen überfrachten die Modelle Eine Verknüpfung mit externen Informationen ist sinnvoll Kataloge und Klassifikationssysteme strukturieren und vereinheitlichen bestimmte Informationen Verknüpfung über definierte Typen bzw. Identifikatoren ist möglich Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

14 Klassifikation DIN SPEC Modelle können mit einheitlichen Daten angereichert werden Der Datenaustausch wird durch eindeutige Bauteileigenschaften unterstützt Durch Verknüpfung mit STLB-Bau können die Daten aus der Planungsphase für die Leistungsbeschreibung und Kostenermittlung genutzt werden Quelle: Schiller, Klaus; Faschingbauer, Gerald (2016): Die BIM- Anwendung der DIN SPEC 91400, Beuth; Auflage: 1 (1. Februar 2016) Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

15 Modellprüfung Die Einhaltung und Prüfung der Modellierungsregeln ist für die kooperative Bearbeitung essentiell Es können auch Baunormen und Konstruktionsregel semiautomatisch geprüft werden Barrierefreiheit Fluchtwege Brandabschnitte Arbeitsschutz Quelle: Building Information Modeling Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Borrmann et al., VDI Springer Vieweg, 2015 Quelle: BIM Vision Quelle: Solibri Model Checker Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

16 Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung Im Kontext von BIM ist die Unterstützung von Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung eine wesentliche Aufgabe Der GAEB-Datenaustausch war von Anfang an ein prozessorientiertes Verfahren Die GAEB Prozesse konnten sehr gut in die BIM Methodik eingebettet werden Quelle: GAEB Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

17 Mengen- und Kostenermittlung Die Modell-basierte Mengenermittlung ist ein wichtiger BIM Anwendungsfall Parameter zur Berechnung der Mengen werden direkt aus den BIM Modellen entnommen Neben der Geometrie der Bauteile werden weitere Informationen ausgewertet Durch Verwendung von Berechnungsformeln und Zuordnungsregeln können Mengen automatisch ermittelt werden Quelle: Building Information Modeling Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Borrmann et al., VDI Springer Vieweg, 2015 QTO-Formel und Bemusterung in RIB itwo 5D Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

18 Mengen- und Kostenermittlung Leistungen des Ausbaus können aus Bauteilen raumbezogen ermittelt werden Die Kontaktflächen zwischen einem Raum und einem Bauteil, bestimmen dann die Menge der zu erbringenden Leistung Aus diesen Abschnitten können Mengengerüste und Kosten aufgrund von Kenngrößen ermittelt werden Quelle: Building Information Modeling Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Borrmann et al., VDI Springer Vieweg, 2015 Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

19 Mengen- und Kostenermittlung Auf Basis eines Leistungsverzeichnis können Bauteilen einzelne Teilleistungen zugeordnet werden Hierzu können in der Regel entsprechende Filter verwendet werden Sind spezielle Teilleistungen definiert (z.b. Schalarbeiten für gekrümmte Bauteile), müssen die Bauteile entsprechend klassifiziert werden Bemusterung und LV-Zuordnung in RIB itwo 5D Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

20 Terminplanung Aus den Bauleistungen kann auch deren zeitlicher Aufwand auf Basis von Aufwandswerten ermittelt werden Quelle: Schiller, Klaus; Faschingbauer, Gerald (2016): Die BIM-Anwendung der DIN SPEC 91400, Beuth; Auflage: 1 (1. Februar 2016) Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

21 Modellverknüpfung Fachmodelle bzw. Informationen müssen konsistent zusammengeführt und ausgetauscht werden Individuelle Verknüpfungen sind zu speichern (z.b. Multimodell- Container) Mit Hilfe von Multimodell- Containern können für verschiedene Phasen und Aufgaben alle relevanten Informationen zusammengestellt werden Multimodell-Container Bauwerksmodell Leistungsverzeichnis Ressourcen und Bauverfahren Management Führung Information Simulation im Bauwesen Anwender und Softwarehersteller z.b. Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

22 Linkmodell 1 Linkmodell 2 Computing Modellverknüpfung Fachmodelle bzw. Informationen müssen konsistent zusammengeführt und ausgetauscht werden Individuelle Verknüpfungen sind zu speichern (z.b. Multimodell- Container) Mit Hilfe von Multimodell- Containern können für verschiedene Phasen und Aufgaben alle relevanten Informationen zusammengestellt werden Multimodell-Container Bauwerksmodell Domäne d, Gegenstand m, Format f, Detaillierung l, Phase p, Status s Leistungsverzeichnis Domäne d, Gegenstand m, Format f, Detaillierung l, Phase p, Status s Ressourcen und Bauverfahren Domäne d, Gegenstand m, Format f, Detaillierung l, Phase p, Status s Domäne d, Format f, Phase p, Status s Management Führung Information Simulation im Bauwesen Anwender und Softwarehersteller z.b. Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

23 Modellverknüpfung Fachmodelle bzw. Informationen müssen konsistent zusammengeführt und ausgetauscht werden Individuelle Verknüpfungen sind zu speichern (z.b. Multimodell- Container) Mit Hilfe von Multimodell- Containern können für verschiedene Phasen und Aufgaben alle relevanten Informationen zusammengestellt Multi-Modelle Gebäudemodell Leistungsmodell Mengenmodell Terminmodell Dr. Schiller & Partner GmbH Organisationsmodell IFC2x3 GAEB X81 GAEB X31 Mefisto XML Mefisto XML Baustellen / Gerätemodell Mefisto XML werden weitere Modelle... DIN SPEC 91350: Dr. Schiller & Partner GmbH Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

24 Zusammenfassung Das Möglichkeiten von Building Information Modeling werden aktuell noch nicht voll ausgenutzt Eine Vielzahl von weiteren Anwendungsfällen ist möglich Fokus sollte auf der Verknüpfung und Integration von vorhandenen Informationen und Datenformaten liegen Die Automatisierung kann nur auf Basis einer verlässlichen Datenbasis vorangetrieben werden Standards und Normen sind wichtig für die weitere Verbreitung Phasen des GAEB- Datenaustausches und STLB-Bau sind eine wegweisende digitale Basis für die Umsetzung von BIM Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

25 Stufenplan Digitales Planen und Bauen Weiterführung der vorbereitenden Maßnahmen Ausweitung Pilotprojekte BIM Erfahrung sammeln/ einarbeiten Pilotprojekte Standardisierung Aus- und Weiterbildung 2. Stufe Entwicklung von BIM Leitfäden rechtliche Klärungen 1. Stufe breite Implementierung BIM als Standard 3. Stufe heute Quelle: Stufenplan Digitales Planen und Bauen, BMVI Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

26 Ruhr-Universität Bochum Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwissenschaften Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen Prof. Dr.-Ing. Markus König Gebäude IC E6-59, Universitätsstraße 150, D Bochum Festveranstaltung 50 Jahre GAEB Berlin 21. September

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