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Ines Mansfeld

Closed BIM vs Open BIM

Digitale Planung und Bauausführung

Die Diskussion um Closed BIM oder Open BIM trägt zuweilen religiöse Züge. Ines Mansfeld entkrampft die Angelegenheit und analysiert beide Arbeitsweisen – mit einer Tendenz für die Zukunft.

Die Komplexität und die Anforderungen an Planung und Bauausführung steigen kontinuierlich. Neue Normen und Standards sowie anspruchsvolle Bauherren stellen Architekten und Fachplaner vor die Herausforderung, ihre Planungsleistungen und Aufwände transparent zu halten. Das erfordert vom Planenden, den Überblick zu behalten – egal, in welcher Projektphase.

Gelingen kann dies, wenn Architekt, Fachplaner und Bauunternehmer einen engmaschigen Projektplan erarbeiten und ihre Kommunikation im Projekt möglichst reibungslos verläuft. Open BIM steht für einen offenen modellbasierten Datenaustausch und bildet die Basis für die reibungslose Interaktion zwischen allenProjektbeteiligten.

Ob Open BIM oder Closed BIM – an erster Stelle steht das grundsätzliche Verständnis für die BIM-Planungsmethode und digitale Bauwerksmodelle. Es ist essenziell, die Methode

• projektbezogen im Architektur- oder Planungsbüro einzusetzen
• in die Büro- und Arbeitsprozesse mit allen Planungsbeteiligten und den Bauherrn zu integrieren.

Die Entscheidung, welches BIM-fähige CADSystem ein Büro nutzt, bestimmt jedoch nicht den Planungsverlauf selbst, sondern die spezifischen Abläufe bei der Datenerstellung, -Verwaltung und beim Datenaustausch, die das Programm fordert. Denn alle am Markt befindlichen professionellen CAD-Programme sind inzwischen BIM-tauglich und damit für die heutigen Anforderungen an die digitale Planung geeignet. Die Unterschiede liegen vielmehr in der Tiefe und Logik bei der Implementierung von Modelldaten und -Informationen in der jeweiligen Software.

Am Anfang steht das geschlossene System

Warum überhaupt Open BIM oder Closed BIM? Der Planungsprozess lässt sich ja scheinbar mit allen gängigen BIM-Lösungen steuern und begleiten. Closed BIM ist eine bis heute genutzte Option des Datenaustauschs – innerhalb einer Softwarefamilie, meist nur eines Herstellers. Es resultiert aus jener Zeit, in der offener Austausch von digitalen Bauwerksmodellen über CAD-Plattformen hinweg nicht erwünscht war oder nicht im Fokus stand.

Open BIM ermöglicht den herstellerunabhängigen Datenaustausch zwischen den Disziplinen auf Basis des IFC-Formats (Bild: Allplan GmbH)

Closed BIM hat durchaus weiterhin seine Berechtigung bei Entwurf, Planung, Bauausführung und Bauwerksbetrieb. So kann es für bestimmte Prozesse, zum Beispiel bei einem Systemhaus- oder Fertigteilhersteller, große Vorteile bieten: Von der Planungssoftware über die Statik bis zu den Fertigungsprogrammen, z. B. im Holzabbund oder Stahlbau, lässt sich alles in einer Softwarefamilie abbilden. Der Nachteil dieser Arbeitsweise ist jedoch die fehlende Interoperabilität mit Softwareprodukten außerhalb der eigenen Familie, also die plattformübergreifende Zusammenarbeit mit minimalem Informationsverlust und möglichst ohne die Schaffung von Datensilos.

Offener Informationsaustausch nur mit Open BIM

Betrachtet man die BIM-Historie, ist Open BIM die logische Weiterentwicklung des digitalen Planungsansatzes. Es ermöglicht den offenen, plattformübergreifenden und herstellerunabhängigen Datenaustausch und die Datenarchivierung auf Basis des IFC-Formats. Open BIM begleitet den Planungsprozess über die Bauphase bis zum Betrieb. Es bietet in jenen Bereichen große Vorteile, die bis dato noch unterbewertet werden. Denn aus einem As-built-Bauwerksmodell lässt sich ein funktionales FM-Modell für den nachfolgenden Bauwerksbetrieb erstellen.

Hier hat sich das COBie-Dateiformat (Construction Operations Building Information Exchange) als Standard etabliert, das nichtgeometrische Attribute für die Anforderungen im Facility Management definiert und damit den Bauwerksbetrieb bis zum Recycling beschreibenhilft. Damit unterstützt Open BIM den Bauwerkslebenszyklus (Building Lifecycle) und das gesamte Bauwerksmanagement, innerhalb und nach der Bauwerksstandzeit (Building LifeCycle Management oder BLM).

BIM-Abwicklungsplan als Projektgrundlage

Um den Weg des Projekts weit über die Planungs- und Bauphase hinaus vorzuzeichnen, muss der Architekt mit seinem Bauherrn die Standards und Nutzungsanforderungen

• möglichst umfassend und
• ziel- und nutzungsgerecht definieren.

In der konventionellen Planung geschieht das über das Lastenheft, das der Architekt erarbeitet, gegebenenfalls mit beteiligten Planern. Hiervon ist man in der BIM-Planung nicht entbunden. Jedoch steht weit vor Projektbeginn die sogenannte Auftraggeber-Informationsanforderung (AIA). Sie enthält klar strukturiert alle BIM-relevanten Anforderungen, umreißt die notwendigen Prozesse im BIM-Planungsablauf und rückt darüber hinaus die spezifischen Vorstellungen des Auftraggebers in den Fokus.

Auf Grundlage der AIA und vor Beginn der eigentlichen Planung wird der BIM-Abwicklungsplan (BAP) erstellt. Der BAP ist vergleichbar mit der Planung eines dynamischen Dokuments, das über den Planungsverlauf mitgeführt und ergänzt wird. Er ist ein Richtlinien-Dokument, das die Grundlagen der Zusammenarbeit aller Planungs- und Baubeteiligten darstellt und die Prozesse und Anforderungen zur Kollaboration der Projektpartner hinsichtlich der AIA definiert.

Die Übernahme von IFC ins europäische Normenwesen zeigt die Bedeutung von Open BIM (Bild: Allplan GmbH)

Im BAP sind die Informationstiefe (LOD, Level of Development) und der präferierte Informationsaustausch (virtuelle Projekträume,
interne oder externe Austauschserver und Cloud-Lösungen usw.) definiert. Der BAP regelt darüber hinaus die Qualitäten der abzugebenden Planungsmodelle und das Haftungsrisiko für diese Leistungen. Er ist damit ein essenzielles Projekt-Dokument und sollte im Projektvertrag von Bauherren und Projektpartner verankert sein.

Planungs- und Vertragssicherheit durch den BAP

Open BIM muss nicht zwangsweise im BAP vereinbart werden. Es kann auch Bestandteil der AIA sein, genauso wie die Verwendung einer bestimmten Software oder beides. Dabei geht es nicht um den Datenaustausch an sich, sondern um die technischen und prozessualen Anforderungen (u. a. auch an den Datenaustausch).

Im BAP schafft Open BIM jedoch aus mehreren Gründen Sicherheit:

• Der BIM-Manager gibt an den BIM-Koordinator des Fachplaners nur die für ihn relevanten Informationen oder Modellteile heraus (Teilmodelle des Bauwerksmodells, die als Fachmodell an den BIM-Manager zurückgespielt werden).
• Der Fachplaner spielt an den BIM-Manager sein erarbeitetes Fachmodell mit seiner Planung zurück – und ist auch nur für dieses Teilmodell verantwortlich. Er haftet also nicht für Planungsfehler Dritter oder Folgefehler nach Übergabe seiner Planung an den BIM-Manager.
• Der BIM-Manager behält jederzeit den Überblick über das Bauwerksmodell. Nur er hat den Einblick in die Gesamtplanung, und nur er verantwortet das Gesamtmodell, checkt die Teilplanungen und führt das Modell bis zum As-built-Stand fort. Er stärkt damit nachhaltig seine wichtige Rolle in einem gesamtheitlichen Planungsprozess.

Open BIM und IFC etablieren sich weiter

buildingSMART ist ein internationaler Treiber der Open-BIM-Idee. Hinter der herstellerunabhängigen Initiative stehen Bausoftwarehersteller sowie viele namhafte Planungs- und Architekturbüros, Institutionen und Bauproduktehersteller.

Sein Ziel ist die Etablierung von Open BIM und die Weiterentwicklung von IFC. IFC steht für Industry Foundation Classes und ist ein offener Standard zur digitalen Beschreibung von Bauwerksmodellen (BIM-Modellen) und der Schlüssel zur verlustarmen Weitergabe von Geometrieinformationen, Bauwerksstrukturen und den dazugehörenden Eigenschaften (Attributen) eines dreidimensionalen Bauteils.

Seit der Positionierung von IFC mit der Version IFC2x im Jahr 2000, das erstmals den Hersteller- und softwareübergreifenden Datenaustausch ermöglichte, hat sich viel getan. Aktuell steht IFC4 als Version IFC4 Add 2 zur Verfügung. Während die Formate IFC2x und IFC2x2 praktisch nur bei Pilotprojekten Verwendung fanden, wird das Nachfolgeformat IFC2x3 bis heute als Standard genutzt und sukzessive im Markt von IFC4 abgelöst. Als Dateitypen sind neben den am meisten verbreiteten IFC-Dateien (*.ifc) auch XML-Dateien (*.ifcXML) und gepackte Dateien (*.ifZIP) verfügbar. Die Dateien unterscheiden sich nur im verwendeten Format, nicht aber im Inhalt.

BCF für Datenaustausch und vereinfachte Dokumentation

Das BIM Collaboration Format (BCF) entstand aus der Erkenntnis, dass die Übergabe kompletter Modelle für den Austausch von kleineren Änderungen ungeeignet ist. Es wurde daraufhin ein neues Format speziell zu dem Zweck entwickelt, Änderungen innerhalb eines BIM-Modells zu markieren und ergänzende Informationen weitergeben zu können. Somit muss nicht immer das gesamte Modell zwischen den Planungsbeteiligten ausgetauscht werden, was den Planungsfortschritt massiv verlangsamen würde, sondern lediglich diese ergänzenden Informationen.

Das BIM Collaboration Format (BCF) erleichtert den Informationsaustausch, indem nicht das ganze Modell, sondern nur ergänzende Informationen als codierte Nachricht ausgetauscht werden (Bild: Allplan GmbH)

In der Folge werden nur die getaggten Elemente verändert und angepasst. Im Gegensatz zu IFC-Objekten handelt es sich hier lediglich um eine kodierte Nachricht – einen virtuellen Notizzettel – zu Problempunkten oder Unklarheiten im Modell, der zwischen den verschiedenen Anwendungen verschickt wird. Ein BCF-basierter Informationsaustausch eignet sich zum Beispiel, um identifizierte Überschneidungen (Kollisionen oder Modellierungsfehler), die durch die Kombination mehrerer Fachmodelle aus verschiedenen Disziplinen entstehen, zu beheben. BCF unterstützt damit die Interdisziplinarität in der digitalen Planung und die Kollaboration aller Planungsbeteiligten.

Seit Oktober 2014 ist BCF in der Version 2.0 von buildingSMART als Standard verfügbar.

Nutzen ab der ersten Skizze

Die oft geäußerte Annahme, BIM sei erst sinnvoll nach der Vorentwurfsplanung, ist nicht korrekt. Wenn man davon ausgeht, dass Bauwerksentwurf und BAP erst dann soweit fortgeschrieben sind, dass der Architekt mit der Modellierung durchstartet, mag es stimmen. Doch BIM kann bereits in der Wettbewerbsplanung zielführend sein – sei es als simplifiziertes Bauwerksmodell, das ein Massenmodell im Wettbewerb ersetzt, oder zur Prüfung der geometrischen Vorgaben aus den Wettbewerbsbedingungen. BIM oder zumindest die vorangestellte 3D-Planung kann hier schnell und unkompliziert die nötigen Ergebnisse liefern – weil hinter dem BIM-Bauwerksmodell stets ein strukturiertes Datenmodell steht, das unter anderem alle Geometriewerte umfasst. Ein Wettbewerbsmodell wird konsequenterweise über die Wettbewerbsphase hinaus in die folgenden Planungsphasen geführt und ständig mit Informationen angereichert. Die nach Abschluss der Planung und mit der Bauübergabe zur Verfügung stehenden kompletten Bauwerksdaten lassen sich in ein angepasstes FM-Modell überführen. Open BIM unterstützt diese umfassenden Prozesse u. a. durch die Einbindung von IFC, das von allen gängigen Planungsprogrammen für den Informationstransfer genutzt werden kann.

LOD als Maßstab für die Planungstiefe

Unbestritten ist, dass die Planung am Rechner und die Nutzung der digitalen Planungsmethode eine Grunddisziplin von Planer und Bearbeiter verlangt. Denn wer bereits im Vorentwurf plant, als wäre er in der Detailplanung unterwegs, verzettelt sich buchstäblich. Der Detaillierungsgrad des BIM-Modells ist damit auch entscheidend für den wirtschaftlichen Erfolg des Planers. Architekten und andere Fachplaner sowie Bauunternehmer, die seit Jahren digital planen, geben den LOD als Maßstab für die Planungstiefe und die damit anfallenden Arbeitsaufwände an.

Grundsätzlich werden folgende LOD unterschieden:

• LOD 100 ist die simple Darstellung von Volumen und Flächen
• LOD 200 ist eine basishafte Darstellung von Bauteilen wie den Wänden, Decken, Treppenhäusern und Erschließungselementen wie Treppen
• LOD 300 stellt bereits die exakten Abmessungen, die Materialien und deren Lage im Bauteil dar
• LOD 350 ist eine Zwischenstufe, die für die Darstellung von Schnittstellen zwischen den Planungsdisziplinen eingeführt wurde
• LOD 400 bietet eine Darstellung, in der die verwendeten Produkte und deren spezifischen Produktwerte (Dämmwerte und weitere wichtige bauphysikalische Größen, Rohdichten usw.) ablesbar werden
• LOD 500 beschreibt das sogenannte As-built- Modell, in das alle Daten aus der vorangegangenen Planung eingeflossen sind und das als Gesamtbauwerks-Dokumentation und für das Facility Management im nachgeführten FM-Modell genutzt werden kann

Diese Übersicht macht deutlich: Nicht für jedes Projekt muss bis in LOD 500 geplant werden. Das ist weder nötig noch sinnvoll. BIM-Anwender bearbeiten ihre Projekte aktuell meist mit einem LOD 300 bis 400. Konsequenterweise ließe es sich für jede Planung bis zum LOD 500 fortspielen.

BIM beginnt klein – und wird schnell größer

BIM – und in der Weiterführung Open BIM – ist grundsätzlich für jeden Architekten und Ingenieur möglich wie sinnvoll. In den kommenden Jahren kann sich keiner mehr um die digitale Planung herummogeln, der langfristig erfolgreich sein will. Ungewohnt für den Planer ist hierbei, dass er mit BIM unter anderem zum Informationsmanager wird. Er muss die Basis für diese neue Aufgabe sowohl mithilfe seiner Software als auch angepasster Arbeitsprozesse schaffen. Wer Prozesse und Büroabläufe überdenkt, ist jedoch nicht sofort auf aufwendige IT-, Server- oder Cloudlösungen angewiesen.

In der ersten Stufe können die Potenziale der heutigen BIM-Programme mit ihrem erweiterten Funktionsumfang genutzt werden. Wichtig sind hier die umfassende Schulung und die Neuausrichtung der Teams, die im BIM-Workflow anders als bisher zusammenarbeiten.

 Level of Development beschreibt den gesamten Detaillierungsgrad, hier LOD 100 bis LOD 400 (Bild: Allplan GmbH)

BIM beginnt klein. Das verändert sich jedoch schnell mit steigendem Komplexitätsgrad der Aufgaben und Projekte. Dann wird es zwingend notwendig, die technische Infrastruktur im Büro zu optimieren und professionell zu erweitern. Virtuelle Server, sichere Backup-Lösungen, Cloud-Systeme auf lizensierten Servern mit datengeschützten Serverstandorten – das sind nur einige der wesentlichen Überlegungen, die mit fortschreitender Implementierung anfallen.

Allplan unterstützt Architekten, Ingenieure und Konstrukteure bei der Entwicklung von der CAD-basierten Planung und dem Austausch von Dateien hin zur Verknüpfung von Informationen an jedem einzelnen Objekt über die Cloud. Das ermöglicht eine Zusammenarbeit in Echtzeit – sowohl mit nativen (Closed BIM) als auch mit offenen Dateiformaten (Open-BIM-Ansatz).

Reine CAD-Systeme – also Systeme, die keine BIM-Funktionalität bieten – werden ersetzt durch Werkzeuge mit rollen- und aufgabenspezifischen leistungsfähigen Funktionsgruppen. Mit einer direkten Anbindung an die cloudbasierte BIM-Plattform Allplan Bimplus steht ein durchgängiges Lösungsportfolio zur Verfügung und ermöglicht die reibungslose BIM-basierte Zusammenarbeit – auf dem Weg zu BIM und Open BIM.

© adiruch na chiangmai/stock.adobe.com
Autor

Ines Mansfeld ist Product Marketing Managerin bei Allplan. Sie arbeitete mehrere Jahre als Architektin, bis sie sich 2011 auf die Architekturvermittlung und -Kommunikation spezialisierte. Sie verfügt über vertiefte Fachkenntnisse im Building Information Modeling und ist Mitglied in der Bayerischen Architektenkammer. allplan.com

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