BM-Serie BIM, Teil 2: Basics

Marian Behaneck

Building Information Modeling hat vieles zu bieten: BIM-Modelle können vom Architekten übernommen werden, aus denen sich präzise Flächen, Mengen, Stücklisten, Termine, Kosten oder 3D-Visualisierungen ableiten lassen. Baufortschritts-, Kollisions-, Plausibilitäts- und Qualitätskontrollen helfen, Fehler zu vermeiden, Planungs- und Ausführungsqualitäten zu verbessern. Doch wer an BIM-Projekten mitarbeiten will, sollte einige Basics kennen.

Wie „tickt“ BIM?

Wörtlich übersetzt bedeutet Building Information Modeling „Bauwerksdatenmodellierung“. Es ist also eine im Gegensatz zur bisherigen zeichnungsorientierten Planung eine 3D-modellorientierte Methode, Bauwerksinformationen zu verarbeiten. Das bedeutet, alle planungs- und ausführungsrelevanten Informationen wie Massen, Mengen, Stücklisten, Kosten, Baueingabe-, Werk-, Detail-, Montage- oder Verlegepläne, Bauelement- oder Bestelldaten lassen sich aus dem BIM-Modell ableiten. Deshalb enthält es nicht nur die Geometrie des Bauwerksmodells, sondern auch alphanumerische Daten oder Informationen zu Wechselbeziehungen zwischen den Bauelementen. BIM ist aber nicht nur das 3D-Modell. BIM ist in erster Linie ein Informations-, Koordinations- und Managementprozess, weshalb die drei Buchstaben häufig auch für „Building Information Management“, also für das Management von Informationen stehen. BIM funktioniert – insbesondere im Sinne einer fachübergreifenden Zusammenarbeit (Big BIM, siehe Glossar) – nur über eine intensive, regelbasierte Kommunikation, Abstimmung, Koordination und Information aller Beteiligten. Deshalb werden zwischen den Projektbeteiligten in den sogenannten Auftraggeber-Informations-Anforderungen (AIA) und dem daraus abgeleiteten BIM-Abwicklungsplan (BAP) verbindliche Absprachen getroffen. Darin enthalten sind präzise Angaben zu Prozessen, wie Koordinations- und Änderungsabläufen oder Anforderungen an die Struktur, den Inhalt und die Qualität der Planungsinformationen.
Dazu gehören der Fertigstellungs- und Detaillierungsgrad der BIM-Gebäudemodelle (Level of Development, LOD), eine koordinierte Strukturierung der Modelle nach Räumen oder Komponenten sowie Softwarewerkzeuge zur Vollständigkeits-, Konsistenz- oder Kollisionsüberprüfung, sogenannte „Modell-Checker“. Die Palette der weiteren Absprachen reicht von der Zuweisung von Verantwortlichkeiten im Projekt, über die Kooperationsstrategie, die Auswahl und Verwendung der am Projekt beteiligten BIM-fähigen Programme, Datenaustauschformate oder Projektplattformen für die Zusammenarbeit im Team – bis hin zu technischen Details wie der Ablagestruktur, Dateiversionierung oder Namenskonventionen bei der Bezeichnung von Dateien, Bauteilen, Ebenen etc. Im BAP ist auch geregelt, wann, welche Daten in welchen Qualitäten und Formaten beispielsweise Innenausbauer, Fenster- oder Fassadenbauer erhalten, respektive zur Verfügung stellen müssen. Wer sich an BIM-Projekten beteiligt, sollte diese Vorgaben kennen.

Wie spricht man sich ab?

Das BIM-Gebäudemodell setzt eine intensive Koordination voraus, denn jeder Fachplaner generiert in der Regel sein eigenes „Fachmodell“, für das er auch verantwortlich ist: der Architekt, sein Architekturmodell, der Statiker sein Tragwerksmodell, der Gebäudetechniker sein TGA-Modell und so weiter. Diese BIM-Fachmodelle werden anlassbezogen oder in vereinbarten Abständen zusammengeführt, um sie zu vergleichen und auf mögliche Fehler, Inkonsistenzen oder Kollisionen zu prüfen, Planungsstände abzugleichen etc. Für Holz-, Treppen- oder Fensterbauer relevant ist das Architekturmodell, das in der Regel zuerst generiert wird und alle Angaben zu Räumen, Massen und Mengen, Flächen, Materialien, Oberflächen, teilweise auch schon zu konkreten Bauprodukten bestimmter Hersteller enthält, sodass beispielsweise individuelle Angebote oder attraktive Visualisierungen für den Kunden erstellt werden können. Damit sich BIM-Fachmodelle besser koordinieren lassen, wurden das offene, herstellerneutrale openBIM-Datenstandard BCF geschaffen. BCF ermöglicht den Austausch von Kommentaren, Anfragen, Kollisionsberichten oder allgemeinen Informationen zu BIM-Modellen und ist damit eine Art „gelber Zettel“ für BIM-Modelle. In einer BCF-Datei sind alle Nachrichten gespeichert, die Anwender einer BIM-Software über Problembereiche informieren, die in einer anderen BIM-Software gefunden wurden. Dadurch lassen sich bei der Zusammenführung von BIM-Fachmodellen erkannte Probleme und Kollisionen schneller und effizienter gemeinsam lösen sowie Korrektur- und Koordinationsabläufe vereinfachen. Das BCF-Datenformat ist ein wichtiger BIM-Baustein, der Koordinationsabläufe gegenüber der bisherigen Arbeitsweise erheblich rationalisiert und Fehler minimiert.

Wie gut muss das BIM-Modell sein?

Damit der Austausch der Fachmodelle und deren Zusammenstellung in einem Koordinierungsmodell mit allen Projektbeteiligten möglichst reibungslos funktioniert, müssen bei der 3D-Konstruktion bestimmte Standards eingehalten werden. Diese werden zu Projektbeginn definiert und ebenfalls im BAP festgehalten. Beispiele für fachmodellübergreifende Modellierungsstandards sind eine einheitliche Gliederung in Bauabschnitte, Gebäudeteile, Geschosse, Räume, Bauteile etc., einheitliche Namenskonventionen oder der Detaillierungsgrad der Gebäudebauteile. Insbesondere bei komplexeren Bauteilen wie mehrschichtigen Wänden, Wanddurchbrüchen, Treppen oder Rampen muss sauber und konsistent modelliert werden. Sind Raumgeometrien oder Raumflächen und ihre Eigenschaften nicht korrekt definiert, werden sie nicht korrekt dargestellt, ausgewertet oder exportiert. Deshalb haben einige Hersteller BIM-fähiger CAD-Software Modellierungsregeln entwickelt, die sich an aktuellen Richtlinien orientieren. Diese erläutern, mit welchen Werkzeugen und Klassifizierungen Bauteile zu modellieren sind, damit man ein BIM-Modell erhält, das in anderen Programmen für bestimmte Zwecke (Koordination, Planung etc.) weiterverwendet werden kann. Dennoch kommt es in der Praxis immer wieder zu Problemen in der BIM-Projektabwicklung, etwa weil die Modellierungsregeln nicht beachtet oder BIM-Fachmodelle nicht in der vereinbarten Qualität geliefert werden.

Wie werden BIM-Daten ausgetauscht?

Auch der Austausch von BIM-Daten ist in der Praxis häufig eine Herausforderung, denn mit der BIM-Planungsmethode stehen nicht mehr einfache 2D-Pläne im Zentrum des Informationsaustausches, sondern komplexe 3D-Gebäudedatenmodelle. Ausgetauscht werden sie über das IFC-Datenformat, das neben der Grafik auch Bauteil- oder Objektdaten überträgt. Das IFC-Datenformat (Industry Foundation Classes) ist ein offener, Iso-zertifizierter Standard von BuildingSmart International für den software-übergreifenden Austausch von Bauwerksdatenmodellen. Vom IFC-Datenformat abgebildet werden Gebäudestrukturen und logische Wechselbeziehungen, zugehörige Eigenschaften (Attribute) sowie Geometrien. Seit Einführung des IFC-Standards wurden sukzessive neue Versionen entwickelt. Am häufigsten verbreitet ist die Version IFC 2×3, aktuell ist allerdings der bereits 2014 eingeführte Nachfolger IFC4. Wie gut, vollständig und fehlerfrei BIM-Daten übertragen werden, hängt von verschiedenen Faktoren ab: von der Modellqualität, von der Qualität und Version der IFC-Schnittstelle, von den programmspezifischen Export-Einstellungen und so weiter. Da das IFC-Format quasi die „Eintrittskarte“ in die BIM-Welt ist, geht der Teil 6 dieser Serie näher auf dieses wichtige BIM-Austauschformat ein.