Building Information Modeling Grundlagen, Standards und Anwendungen

Transkript

1 Building Information Modeling Grundlagen, Standards und Anwendungen Prof. Dr.-Ing. Markus König Ruhr-Universität Bochum Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen Computing

2 Motivation Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

3 Definition 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 Building Information Model Building Information Modeling Building Information Management Building Information Method Better Information Management Quelle: Stufenplan Digitales Planen und Bauen, BMVI Quelle: Autodesk Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

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 3D Modelle BIM ist nicht neu, sondern nutzt neue Technologien und verbessert Prozesse Quelle: Arup Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

5 Erst digital, dann real bauen Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

6 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 In Abhängigkeit von den zu unterstützenden Aufgaben bzw. Zielen werden Anwendungsfälle definiert Quelle: Stufenplan Digitales Planen und Bauen, BMVI Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

7 Anwendungsfälle In Abhängigkeit von den zu unterstützenden Aufgaben bzw. Zielen werden Anwendungsfälle definiert Visualisierung der Entwurfsidee Dynamische Planableitungen Generierung von Materiallisten Modellbasierte Mengenermittlung Verknüpfung des Tragwerksmodells mit dem Berechnungsmodell Bauablaufsimulation auf Basis der Terminplanung Automatische Kollisionsprüfung und Änderungsverfolgung Modellbasierte Kostenermittlung und entsprechendes Controlling Mängelerfassung und Baufortschrittserfassung Erstellung eines Bestandsmodells Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

8 Computing Digitale Modelle Wichtige Fachmodelle Umgebungsmodell Raumanforderungsmodell Baukörpermodell Architekturmodell Tragwerksmodell Quelle: BIM-Kompendium, Hausknecht & Liebich, Fraunhofer IRB Verlag, 2015 Quelle: Modell Genehmigungsplanung - Hobmaier 3D ARCHITEKT Quelle: Building Information Modeling Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Borrmann et al., VDI Springer Vieweg, 2015 Quelle: Ingenieurbüros Rackow & Partner TGA Modelle Baustellenmodell As-built-Modell... Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

9 Digitale Modelle Bauteilorientiertes Modellieren auf Basis von vordefinierten Objektkatalogen (Wände, Türen, Fenster, Stützen, etc.) Spezifikation von Beziehungen zwischen Bauteilen Ergänzung von zusätzlichen Eigenschaften (Material, Prozesse, Ressourcen, etc.) Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

10 Digitale Modelle Verknüpfung des objektbasierten Modellierens mit Parametrik für komplexe Bauwerke (z.b. Infrastrukturbau, Stadien, etc.) vordefinierte Zwangsbedingungen vordefinierte Referenzgeometrie interaktive Manipulation der Geometrien Quelle: Quelle: Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

11 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 Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

12 Digitale Modelle Quelle: nd-modell im Kontext von Building Information Modeling - Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

13 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) verwendet werden Quelle: Building Information Modeling Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Borrmann, König et al., VDI Springer Vieweg, 2015 Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

14 Informationstiefe Informationstiefe wird auf Basis "Was wird für eine Aufgabe benötigt" definiert Level of Detail Beschreibt wie viele Details ein Modellelement besitzt Level of Information Beschreibt wie viele Informationen (alphanumerisch) ein Modellelement besitzt Quelle: Trimble Quelle: BIM Forum (BIMforum.org/LOD) Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

15 Informationstiefe Bredehorn, J.; Dohmen, P.; Heinz, M.; Liebsch, P.; Sauter, H-P. (2016). LOD / LOI Informationen zur Detaillierungs- und Informationstiefe BIM. Ein Dokument des BIM Praxisleitfaden Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

16 Modellprüfung Die Einhaltung und Prüfung der Modellierungsregeln ist für die kooperative Bearbeitung essentiell Die Modellersteller sind für die Einhaltung der Modellierungsregeln verantwortlich Quelle: BIM-Leitfaden für Deutschland, Forschungsinitiative ZukunftBAU Quelle: BIM Vision Quelle: Solibri Model Checker Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

17 Gemeinsame Datenumgebung Die kooperative Zusammenarbeit sollte durch einen gemeinsame Datenumgebung unterstützt werden Ein zentrales Management, in der Regel einzelner Fachmodelle, führt zu einer besseren Datenqualität Quelle: Achieving Spatial Coordination Through BIM David E. Quigley Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

18 Digitale Modelle Quelle: BIM-Leitfaden für Deutschland, Forschungsinitiative ZukunftBAU Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

19 Koordination Erstellung Fachmodell 1 SHARED WORK IN PROGRESS Model v1 - Architektur Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

20 Koordination Erstellung Fachmodell 1 Modellprüfung und Übernahme SHARED WORK IN PROGRESS Model v1 - Architektur Model v1 - Architektur Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

21 Koordination Erstellung Fachmodell 1 Modellprüfung und Übernahme Referenzierung SHARED WORK IN PROGRESS Model v1 - Architektur Model v1 - Architektur Model v1 - TGA Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

22 Koordination Erstellung Fachmodell 1 Modellprüfung und Übernahme Referenzierung Erstellung Fachmodell 2 SHARED Model v1 - Architektur WORK IN PROGRESS Model v1 - Architektur Model v1 - TGA Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

23 Koordination Erstellung Fachmodell 1 Modellprüfung und Übernahme Referenzierung Erstellung Fachmodell 2 Modellprüfung und Übernahme SHARED Model v1 - Architektur WORK IN PROGRESS Model v1 - Architektur Model v1 - TGA Model v1 - TGA Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

24 Koordination Erstellung Fachmodell 1 Modellprüfung und Übernahme Referenzierung Erstellung Fachmodell 2 Modellprüfung und Übernahme SHARED Model v1 - Architektur WORK IN PROGRESS Model v1 - Architektur Model v1 - TGA Model v2 - TGA Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

25 Koordination Erstellung Fachmodell 1 Modellprüfung und Übernahme Referenzierung Erstellung Fachmodell 2 Modellprüfung und Übernahme Koordination der Modelle SHARED Model v1 - Architektur WORK IN PROGRESS Model v1 - Architektur Model v2 - TGA Model v2 - TGA Koordinationsmodell Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

26 Koordination Erstellung Fachmodell 1 Modellprüfung und Übernahme Referenzierung Erstellung Fachmodell 2 Modellprüfung und Übernahme Koordination der Modelle Dokumentation und Meldung von Fehlern SHARED Model v1 - Architektur WORK IN PROGRESS Model v1 - Architektur Model v2 - TGA Model v3 - TGA Koordinationsmodell Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

27 Koordination Erstellung Fachmodell 1 Modellprüfung und Übernahme Referenzierung Erstellung Fachmodell 2 Modellprüfung und Übernahme Koordination der Modelle Dokumentation und Meldung von Fehlern Freigabe der Modelle SHARED Model v1 - Architektur Model v3 - TGA WORK IN PROGRESS Model v1 - Architektur Model v3 - TGA Freigabe r1 Koordinationsmodell Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

28 BIM Abwicklungsplan Beschreibt die Ziele, organisatorischen Strukturen und Verantwortlichkeiten Ziele Anwendungsfelder Qualitätssicherung Schnittstellen Technologie Informationstiefen... Muss häufig vom Bieter im Rahmen des Angebots erstellt werden Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

29 BIM Richtlinien / Normen Aktuell werden für Deutschland verschiedene Normen, Richtlinien und Handlungsempfehlungen entwickelt buildingsmart VDI DIN / CEN / ISO Deutsche Bahn... Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

30 BIM Richtlinien / Normen Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

31 Open BIM Herstellerneutraler Austausch zwischen verschiedenen Softwaresysteme Es kann die "beste" Software für die eigene Aufgabe verwendet werden Nachhaltige Archivierung und Weiternutzung der Daten Wichtig im Rahmen von öffentlichen Ausschreibungen Quelle: Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

32 Stufenplan Digitales Planen und Bauen breite Implementierung Weiterführung der BIM als Standard vorbereitenden Maßnahmen Ausweitung Pilotprojekte BIM Erfahrung sammeln/ einarbeiten 3. Stufe Pilotprojekte Standardisierung Aus- und Weiterbildung Entwicklung von BIM Leitfäden rechtliche Klärungen 2. Stufe 1. Stufe heute Quelle: Stufenplan Digitales Planen und Bauen, BMVI Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

33 Zusammenfassung Building Information Modeling wird aktuell noch nicht voll ausgenutzt Eine Vielzahl von weiteren Anwendungsfällen ist möglich Fokus sollte auf der Verknüpfung und die Integration von vorhandenen Informationen liegen Standards und Normen sind wichtig für die weitere Verbreitung BIM erfordert teilweise eine Neuausrichtung der Prozesse Aus- und Weiterbildung ist wesentlich, um BIM effektiv und effizient einsetzen zu können Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November

34 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 Workshop 3D -Stadtmodelle Universitätsclub Bonn November