Building Information Modelling

Unser BIM-Experte Dipl.-Ing. Architekt Thomas Steffani (zertifiziert nach einer Prüfung der DIN Akademie für BIM ) berät Sie zu den Möglichkeiten und Herausforderungen von BIM anhand eines Beispiels in der Praxis:

BIM in der TGA

Präsentation mit BIM Control Center (BIM Viewer) und C.A.T.S. Software

Allgemeine Grundlagen

1. BIM (Building Information Modelling) = Methode
   innerhalb eines BIM Prozesses werden 3 D Daten mit Meta- und Bezugsinformationen ausgetauscht. Zusätzlich sind weitere Vereinbarungen zu treffen, die z.B. in den Auftragsinformationsanforderungen (AIA) festgehalten werden.
   
   1. Man unterscheidet BIM open und BIM closed
      1. BIM open
         innerhalb eines BIM open Prozesses tauschen die an der Planung Beteiligten 3D Daten aus Ihren verschiedenen CAD Systemen über IFC Die Fachingenieure erhalten vom Projektkoordinator = PK (z.B. Architekt) ein 3D Modell des Gebäudes. Sie importieren dieses Modell über eine IFC Schnittstelle in Ihr CAD System und planen Ihre Fachgewerke . Der PK erhält von den Fachingenieuren (TGA, Elektro, Statiker etc.) deren Fachmodelle im IFC Format zurück. In einer getrennten Software prüft er in einem sogenannten Koordinationsmodell das Zusammenspiel des Gebäudemodells mit den Fachmodellen auf Fachangaben für Räume, Kollisionen, Aussparungen etc. und gleicht die Ergebnisse mit den Fachplanern ab. Anschliessend werden entspr. der Ergebnisse Änderungen vorgenommen und wieder abgeglichen.
      2. BIM closed
         innerhalb eines BIM closed Prozesses tauschen die an der Planung beteiligten 3D Daten aus einem festgelegten CAD System in dessen originären Dateiformat Die Fachingenieure erhalten vom Projektkoordinator = PK (z.B. Architekt) ein 3D Modell des Gebäudes. Dieses öffnen Sie im gleichen CAD System und planen Ihre Fachgewerke. Anschliessend erhält der PK deren Fachmodelle und öffnet Sie in seinem CAD System und prüft auf Fachangaben für Räume, Kollisionen, Aussparungen und gleicht die Ergebnisse mit den Fachplanern ab. Anschliessend werden entspr. der Ergebnisse Änderungen vorgenommen und wieder abgeglichen.
         
   2. Auftragsinformationsanforderungen (AIA)
      in den AIA werden Dokumentationsumfang, Datenaustauschzyklen, BIM open oder BIM closed, IFC Format, Einheiten, Projektbezugspunkt, LOD (level of Detail) Forderungen bei Definitionsvorgaben (z.B. Bauteile (Wände (U-Werte, tragend, Aussenwand), Decken etc.) festgelegt.
      
2. Workflow mit C.A.T.S. Software
   nachdem C.A.T.S. Software als AutoCAD bzw. BricsCAD Applikation mit integrierten Berechnungen in der DWG Welt zu Hause ist und keine vernünftige AutoCAD Architektur Applikation vorhanden ist, wird, wie in den meisten Projektkonstellationen (Mehrere Fachdisziplinen arbeiten mit unterschiedl. Softwarelösungen) in unserem Fall ein BIM open Prozess ablaufen.
   
   A. Erhalt und Import IFC Model
   Im ersten Schritt erhalten wir vom Architekten ein 3 D Gebäudemodell im IFC Dieses prüfen wir in unserem eigenen BIM Control Center auf Inhalte (Wand = U-Werte, Tragend, Aussenwand, Brandschutzklasse etc., Raumparameter = Raumnummer. Raumbezeichnung, Temp. Winter, Temp. Sommer, Natürl. oder mechanische Belüftung, IP Schutzklasse, ) und importieren dann das Modell (wahlweise Geschosse nebeneinander oder übereinander).
   Wichtig: 1. IFC Files haben sehr unterschiedl. Qualitäten, da in den exportierenden Softwarelösungen viele Schalter gesetzt werden können. Empfehlung: mit kleinem Modell verschiedene Varianten ausprobieren.
   2. IFC Files sind sehr groß (ASCII) und können neben Wänden, Decken, Stützen, Unterzüge, Fenster, Türen auch z.B. 3 D Sanitär Objekte und fremde 3 D Objekte enthalten, die das DWG Modell unnötig vergrößern.
   Empfehlung: gut überlegen, welche Objekt sinnvoll zum Import sind.

B. Berechnungen
Bevor mit der 3 D Planung der Gewerke begonnen werden kann, sind umfangreiche Berechnungen (Heizlast, Kühllast, Heizkörperauslegung, Fußbodenheizung, Luftmengenberechnung) zu machen. Hierzu gibt es durch den Import des IFC Modells auch große Erleichterungen, da C.A.T.S. Software hier automatisch Raumstempel generiert und die Wandlinien automatisch setzt. Es entfällt das Nachzeichnen des Grundrisses. Damit kann man sofort in die entsprechenden Berechnungen gehen.

C. IFC Update
Ergebnisse dieser Berechnungen lassen sich über eine besondere Funktion (ctsifcupdate) in das erhaltene IFC Modell zurückschreiben ohne, daß man eine 3 D Planung der Gewerke schon durchgeführt hat.

D. 3 D Planung der Gewerke
Nun beginnt die 3 D Planung der einzelnen Gewerke inkl. der erforderlichen Rohrnetzberechnungen (Bei Heizung, Sanitär, Sprinkler, teilweise Lüftung), die anschl. über unseren 1D – 3D Befehl im RLB zu 3 D Rohren umgewandelt werden. Nur dies lassen sich im IFC Export übertragen. Lüftung und Elektro wird in der Regel gleich in 3 D geplant. In Lüftung wird die Druckverlustberechnung direkt im 3 D gemacht. Alle geplanten 3 D Objekte können nun über den IFC Export in einen IFC File geschrieben werden. Hierbei können Sie auch auswählen ob Sie importierte fremde 3 D Objekt auch wieder mit ausgeben wollen. Die einzelnen Geschosse, die Sie in C.A.T.S. Software eventuell nebeneinander platziert haben, werden automatisch wieder übereinander im IFC File zusammengefügt. Sollten Sie in mehreren DWG s gearbeitet haben (Geschossweise und/oder Gewerksweise) können Sie mit unserem BIM Control Center mehrere Geschoss- bzw. Gewerks IFC Export Dateien zu einer zusammenfügen.

E. Kollisionsprüfung im BIM Control Center
In unserem BIM Viewer können Sie Kollsionsprüfungen mit dem aktuellen IFC Modell des Architekten durchführen. Diese können Sie in einen BCF File schreiben, den Sie dem Architekten mit an die Hand geben können um in seinem Modell die entsprechenden Punkte zu finden (eine Kollision besteht aus einem Photo, einem Punkt und einem Vektor, der in Richtung der Kollision zeigt)  

F. Kollisionen sichtbar in AutoCAD über bcf Manager
in AutoCAD lassen sich die Kollisionen mittels bcf Manager (freies Plugin) sichtbar und ortbar machen.

F. Erhalt eines Index IFC Modell des Architekten
In unserem BIM Control Center können Sie das ursprüngliche und das neu erhaltene IFC Modell miteinander vergleichen und die Änderungen in Ihrer DWG Zeichnung nachführen. Anschl. gehen Sie zurück zu 1.3.2. oder 1.3.3.