BIM-Objekte für die TGA

BIM-Objekte für die TGA

Die Bau- und Immobilienbranche erfährt durch den Einsatz von neuen Technologien und digitalen Werkzeugen derzeit einen starken Wandel. Mithilfe von Building Information Modeling (BIM) werden digitale Gebäudemodelle erschaffen, die einen durchgängigen Datenfluss über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes ermöglichen. Auch Smart Building Lösungen rücken immer stärker in den Fokus der Branche. Hierbei spielt auch die Digitalisierung der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) eine entscheidende Rolle – vor diesem Hintergrund ist es notwendig, dass sich die digitalen Angebote von TGA-Herstellern verändern.

 (Bild: Goldbeck GmbH)

Abbildung 1 (Bild: Goldbeck GmbH)

Die Nutzung von Daten über den gesamten Lebenszyklus hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Qualität und die Kosten von Gebäuden.1 Insbesondere im Facility Management (FM) werden Kosten und Qualität der Bewirtschaftung von technischen Anlagen durch die vorliegende Datengrundlage beeinflusst.2 Doch auch in der Planung und Ausführung spielen Daten eine wesentliche Rolle: Neben vielen anderen Vorteilen führen im Vorfeld durchgeführte Analysen und Simulationen zu einer Steigerung der Effizienz von gebäudetechnischen Anlagen und damit zur Optimierung der Nachhaltigkeit von Gebäuden. Hierbei steht vor allem der Einsatz von BIM-Methoden im Vordergrund. BIM beschreibt eine Methode zur lebenszyklusübergreifenden Zusammenarbeit von fachlich Beteiligten mit dem Ziel, einen digitalen Gebäudezwilling zu erstellen, in dem alle erforderlichen Daten über den gesamten Lebenszyklus enthalten werden (siehe Abbildung 1). Hierbei wird zwischen den Bestandsdaten und den Prozessdaten unterschieden. Bestandsdaten beschreiben statische Daten, die in der Regel im Rahmen der Planung und Ausführung in das digitale Gebäudemodell integriert werden. Prozessdaten beschreiben dynamische Daten, die in der Regel im Rahmen des Facility Managements anfallen.3

Nutzung der Systemdatenbank (Bild: Goldbeck GmbH)

Abbildung 2: Nutzung der Systemdatenbank (Bild: Goldbeck GmbH)

BIM-Objekte

Durch die Integration aller Bestandsdaten in das digitale Gebäudemodell entsteht aus dem sogenannten As-Planned-Modell ein As-Built-Modell. Ein As-Built-Modell beschreibt hierbei den Ist-Zustand des Gebäudes.4 Es besteht aus einer Vielzahl von Objekten, den sogenannten BIM-Objekten. BIM-Objekte sind das digitale Abbild realer Produkte (z.B. einer Pumpe). Wesentlicher Bestandteil dieser Objekte sind nicht die Geometrien des Produktes, sondern vielmehr seine nutzungsspezifischen Eigenschaften, wie z.B. Leistung oder zulässiger Temperaturbereich. Diese Eigenschaften werden mal in Form strukturierter, viel häufiger aber in formunstrukturierten Daten von den Herstellern zur Verfügung gestellt. Als unstrukturierte Daten werden Daten aus Produktprospekten, Datenblättern oder von Webseiten der Hersteller bezeichnet. Als strukturierte Daten werden solche bezeichnet, die bestimmten Vorgaben unterliegen.5 Werden die BIM-Objekte z.B. auf einer externen, öffentlichen Website für BIM-Objekte zur Verfügung gestellt, erfolgt die Dateneingabe über vordefinierte Templates. Diese strukturierte Abfrage führt in der Regel zu einer höheren Qualität und Vollständigkeit der Datenpakete. Abbildung 2 zeigt den Prozess zur Integration eines Bauteils aus der System-Datenbank bei Goldbeck. In der System-Datenbank werden Bauteile, die intern produziert werden, als BIM-Objekte vorgehalten. Um eine möglichst effiziente Planung und Ausführung zu ermöglichen, ist es jedoch notwendig, dass auch externe Hersteller BIM-Objekte ihrer Produkte mit allen relevanten Daten zur Verfügung stellen.

Aktuelle Situation

Die Praxis zeigt, dass aktuell nur eine geringe Anzahl von BIM-basierten Herstellerdaten vorhanden ist. Die Herstellerdaten stellen jedoch einen wesentlichen Erfolgsfaktor für den Einsatz der BIM-Methode dar. Für die Veröffentlichung von BIM-Objekten existieren derzeit zwei verschiedene Möglichkeiten:

  1. Die BIM-Objekte werden auf den Webseiten der Hersteller zum Download bereitgestellt.
  2. Die Daten zu den Produkten werden auf herstellerübergreifenden Plattformen gesammelt und zum Download bereitgestellt.

Die Bereitstellung von Daten über herstellerübergreifende Plattformen sollte hierbei von den Herstellern vorgezogen werden, da die Daten in strukturierter und vordefinierter Form zur Verfügung gestellt werden können. Dies bedeutet zwar Mehraufwand für den Hersteller, birgt jedoch großes Potenzial nicht nur für die Nutzer, sondern auch für die Hersteller selbst, da die Plattformen für BIM-Objekte als Marketing-Instrument für Hersteller genutzt werden können.

Unterschiede bei den Plattformen für BIM-Objekte (Bild: Goldbeck GmbH)

Abbildung 3: Unterschiede bei den Plattformen für BIM-Objekte (Bild: Goldbeck GmbH)

Plattformen nutzen

Derzeit existieren verschiedene Plattformlösungen zur Bereitstellung von BIM-Objekten. Die Unterschiede bei den Ausprägungen der Plattformen sind in Abbildung 3 dargestellt. Die spezifischen Plattformen legen den Fokus auf bestimmte Produktdaten, z.B. die TGA-Planung nach der VDI 3805. Diese Plattformen verfügen über eine hohe Abdeckungsrate dieser Teilaspekte. Damit sind sie derzeit für den Einsatz in Teilbereichen praktikabel. Dies liegt insbesondere darin begründet, dass für bestimmte Teilbereiche bereits Definitionen und Anforderungen an BIM-Objekte sowie die in den BIM-Objekten vorhandenen Daten vorliegen. Die Nutzung dieser Plattformen bietet sich insbesondere für Fachplaner an. Gewerkeübergreifende Plattformen stellen eine Lösung dar, die BIM-Objekte über alle Gewerke abbilden sollen, darunter Sanitär, Heizung oder Klima. Diese Plattformen besitzen aktuell noch unterschiedliche Reifegrade. Der Vorteil liegt darin, dass auf Grundlage eines Datenstandards gewerkeübergreifend gearbeitet werden kann. Die Nutzung dieser Plattformen bietet sich insbesondere für Generalübernehmer, vorzugsweise mit einer internen, integralen Planung an. Integrierte Plattformen stellen nicht nur Daten von Produkten bereit, sondern verknüpfen diese Daten mit den zugrundeliegenden Regelwerken und weitergehenden Daten, wie Richtlinien oder Normen. Hierdurch wird eine lebenszyklusübergreifende und gewerkeübergreifende Betrachtung möglich. Die Nutzung einer solchen Plattform bietet sich für alle fachlich Beteiligten an.

Potenziale durch den Einsatz von BIM-Objekten

Die Notwendigkeit der Bereitstellung von BIM-Objekten zeigt sich insbesondere bei einem Blick in die Zukunft: Hierbei stehen neben dem Einsatz der BIM-Methodik insbesondere die Begriffe Smart Building und Generative Design im Fokus. Für beide Themenfelder bilden Daten die entscheidende Grundlage. Erst dadurch, dass die Daten zentral zur Verfügung gestellt werden, können Smart Buildings optimiert errichtet und Generative Design automatisiert durchgeführt werden. Insbesondere bei den beiden vorgenannten Themenfeldern ergeben sich auch für die Hersteller Vorteile, wenn die Daten als BIM-Objekte digital bereitgestellt werden. Zum einen ermöglicht dies ein Feedback der fachlich Beteiligten, da Optimierungspotenziale in den Simulationen und Analysen auffallen. So kann im Rahmen eines Smart Building beispielsweise Feedback zu Verschleißteilen auf Grundlage der Daten aus den BIM-Objekten gegeben werden. Darüber hinaus werden Objekte, die bereits erfolgreich eingesetzt wurden und deren Daten bekannt sind, eher in die Planung aufgenommen als Objekte mit unbekannten oder unstrukturierten Daten. Die Zusammenarbeit zwischen den fachlich Beteiligten wird hierdurch nachhaltig gestärkt. Vor diesem Hintergrund ist es notwendig, dass auch die Hersteller aktiv Daten bereitstellen. Nur auf dieser Grundlage kann ein lebenszyklusübergreifender Datenaustausch erfolgreich durchgeführt werden. Alle fachlich Beteiligten, darunter Planer oder Ausführende, können die Daten optimiert in ihre Simulationen einfließen lassen oder sie zur Erstellung des As-Built-Gebäudemodells nutzen.


Literatur

1. S. Azhar, „Building Information Modeling (BIM): Trends, Benefits, Risks, and Challlenges for the AEC Industry,“ Leadership and Management in Engineering, pp. 241-252, 2011.

2. J. Otto und N. Bartels, „Integration von FM-Prozessdaten in ein digitales Gebäudemodell,“ Bautechnik, pp. 1-9, 12 2018.

3. N. Bartels und J. Otto, „Property Sets für den immobilienbezogenen FM-Datenaustausch,“ Facility Management, pp. 50-54, 05 2019.

4. A. Pilling, BIM – Das digitale Miteinander, Berlin: Beuth Verlag GmbH, 2016.

5. J. Reischböck, „Welche Musik spielen die Hersteller von Bau- und Einrichtungsprodukten im BIM-Konzert,“ BIM – Building Information Modeling 2015, pp. 98-100, 2015.

www.goldbeck.de

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