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Datenmanagement und -schnittstellen beim Building-Information-Modeling

Erstellt am: 08.08.2019 | Stand des Wissens: 04.01.2020
Ansprechpartner
Bauhaus-Universität Weimar, Professur Verkehrssystemplanung, Prof. Dr.-Ing. Plank-Wiedenbeck

Der Begriff Building-Information-Modeling (BIM) steht nicht nur für eine Arbeitsmethode basierend auf der aktiven Zusammenarbeit der Beteiligten, er definiert ebenfalls den gesamten Vorgang zur Erschaffung und Verwendung eines digitalen Bauwerkmodells über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks [Auto18]. Angefangen bei der Entwurfsplanung über die Ausführung und das Betreiben eines Bauwerks bis hin zur Neunutzung oder zum Abriss/Rückbau sollten Mitwirkende aus unterschiedlichen Fachbereichen verlustfrei Daten austauschen können. Eine der größten Herausforderungen des BIM ist es, die große Menge an Daten über unterschiedliche Schnittstellen zu koordinieren und die richtigen Informationen in ein zentrales Gebäudemodell einzupflegen.
Um die projektrelevanten Informationen durch eine zentrale Stelle zu verwalten, wird in der Praxis zwischen zwei Konzepten unterschieden: open BIM und closed BIM [NuPI18, ScWi16]. Open BIM stellt eine softwareübergreifende Lösung dar, die den durchgängigen Datenaustausch über offene Schnittstellen und Formate gewährleistet. Bei dem Format closed BIM kommt die Software eines einzelnen Herstellers zum Einsatz, sodass dessen bevorzugte proprietäre Datenformate zum Informationsaustausch verwendet werden [NuPI18]. Beide Konzepte können mit den Begriffen little und big erweitert und differenziert werden. Wird BIM innerhalb einer Fachdisziplin verwendet, spricht man von little oder lonely BIM, wohingegen big bzw. social BIM die interdisziplinäre und bereichsübergreifende Zusammenarbeit der am Projekt Beteiligten über alle Lebenszyklusphasen hinweg umfasst [NuPI18, BoKö15].
Das Industry-Foundation-Classes- oder IFC-Datenformat dient als neutraler, offener Standard für die digitale Beschreibung von Gebäudemodellen. IFC ist objektorientiert im Gegensatz zu bisher verwendeten geometriebasierten und oft proprietären Datenformaten wie DWG (kurz für drawing, deutsch: zeichnen). Durch objektorientierte Modellierung wird im Datenmodell nicht nur die dreidimensionale Geometrie eines Bauwerks, sondern auch die Semantik weitergegeben, die beim geometriebasierten Datenaustausch verloren geht. Zur Semantik gehören ergänzende Informationen von Bauteilen wie technische Eigenschaften, Kosten, Bautypen und Geodaten. Weltweit gilt IFC für viele öffentliche Bauvorhaben als verbindliches Format zum Austausch von Bauwerksmodellen zwischen unterschiedlichen Programmen. IFC wurde als Austauschformat entwickelt und gilt als einziges standardisiertes, softwareunabhängiges Bauwerksinformationsmodell. Viele BIM-Benutzer wünschen sich, dass IFC jedoch als ein einheitliches, gemeinsames Datenformat Verwendung findet. Die Präsentation von geometrischen Abhängigkeiten und Referenzachsen wird von jedem Computer-aided-design-Programm (CAD-Programm) unterschiedlich interpretiert. Beim Importieren oder Exportieren von Bauwerksinformationen werden aus diesem Grund nicht alle Funktionalitäten unterstützt. Hinzu kommen viele Probleme bezüglich der Qualität der Implementierung in den einzelnen Softwareapplikationen, die vor allem auf die Hersteller zurückzuführen sind [BoKö15].
Analog zum IFC-Datenformat im Hochbau wurde im Jahr 2000 der Objektkatalog für das Straßen- und Verkehrswesen (OKSTRA) vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur eingeführt. Dabei handelt es sich um eine Sammlung von Objekten aus dem Fachbereich des Straßen- und Verkehrswesens mit dem Ziel, diese Objekte eindeutig und einheitlich für alle betroffenen Fachbereiche zu definieren. Der Katalog soll als standardisiertes, softwareunabhängiges Austauschformat im Bereich des Straßen- und Verkehrswesens in der Bundesrepublik Deutschland gelten. Der Datenaustausch mit OKSTRA funktioniert auf XML-Basis (eXtensible Markup Language, deutsch: erweiterbare Auszeichnungssprache) [BASt17b]. OKSTRA und IFC-Datenformate können durch eine Konvertierungssoftware der TU München in das jeweils andere Format übersetzt werden und sind miteinander kompatibel [AmBo15].
Mit dem Begriff Level of Detail beziehungsweise Level of Development (LOD) wird der geforderte Detaillierungsgrad des digitalen Modells zu einem bestimmten Zeitpunkt bezeichnet. Im Allgemeinen können die international üblichen LOD-Bezeichnungen einer entsprechenden HOAI-Leistungsphase zugeordnet werden [Auto18]:
- LOD 100 Vorentwurfsplanung
- LOD 200 Entwurfsplanung
- LOD 300 Genehmigungs- und Ausführungsplanung
- LOD 400 Ausführungsplanung
- LOD 500 Bestandsdokumentation
Fachplaner und Gewerke können unterschiedliche Grade der Fertigstellung des Modells zu verschiedenen Bauphasen benötigen.
Zurzeit befindet sich die Richtlinienreihe VDI 2552 Building Information Modeling (BIM) im Entwurf. Das Blatt 5 soll insbesondere klein- und mittelständischen Unternehmen Hilfestellungen zur Organisation einer gemeinsamen Datenumgebung, für die technische Umsetzung sowie zur Strukturierung von BIM-Daten und Vorgehensweisen zur Gewährleistung kooperativer Bearbeitung geben [VDI18].
Ansprechpartner
Bauhaus-Universität Weimar, Professur Verkehrssystemplanung, Prof. Dr.-Ing. Plank-Wiedenbeck
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Effizientere Fahrwege mittels Bauwerksdatenmodellierung und Anwendung der Methode des Building-Information-Modeling (Stand des Wissens: 12.08.2019)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?502813
Literatur
[AmBo15] Amann, Julian, Borrmann, André Open BIM for Infrastructure - mit OKSTRA und IFC Alignment zur internationalen Standardisierung des Datenaustauschs, 2015
[Auto18] Autodesk GmbH (Hrsg.) Revit IFC Handbuch - Ausführliche Anleitung für den Umgang mit IFC-Dateien, 2018
[BASt17b] Bundesanstalt für Straßenwesen (Hrsg.) OKSTRA® - Einführung, 2017
[BoKö15] Borrmann, A., König, M., Koch, C., Beetz, J. Building Information Modeling - Technologische Grundlagen und industrielle Praxis, Springer Vieweg/Wiesbaden, 2015
[NuPI18] N+P Informationssysteme GmbH (Hrsg.) Vergleich von open BIM, closed BIM, little BIM, big BIM und connected BIM, 2018
[ScWi16] Schrammel, Florian, Wilhelm, Ernst Rechtliche Aspekte im Building Information Modeling (BIM) - Schnelleinstieg für Architekten und Bauingenieure, Springer Vieweg/Wiesbaden , 2016
Weiterführende Literatur
[Modl10] Modlar (Hrsg.) IFC & BIM Explained, 2010
[VDI18] VDI-Richtlinie: VDI 2552 Blatt 5 Building Information Modeling - Datenmanagement
Glossar
Extensible Markup Language Die Extensible Markup Language (engl. für 'erweiterbare Auszeichnungssprache'), abgekürzt XML, ist eine Auszeichnungssprache zur Darstellung hierarchisch strukturierter Datensätze in Form von Textdaten. XML wird u. a. für den plattform- und implementationsunabhängigen Austausch von Datensätzen zwischen Computersystemen eingesetzt, insbesondere über das Internet.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?502447

Gedruckt am Freitag, 18. September 2020 16:42:16