Kennen Sie den Merkmalserver?

Heutigen Anwendern von Building Information Modeling (BIM) bleiben im derzeitigen Entwicklungsstadium der Technologie viele Herausforderungen überlassen, welche die erhofften Effizienzgewinne und verlässlicheren Workflows im Bauwesen eher zu einer langfristigen Vision als zur gelebten Praxis werden lassen.

Es kristallisiert sich dabei heraus, dass vor allem die mangelnde nationale Normierung und Standardisierung von BIM-Inhalten zu großen Herausforderungen in der täglichen Praxis führt: Wer in einem Projekt welche digitalen Informationen in welchem Format und in welcher Qualität bereitzustellen hat, ist in keiner bisherigen Norm im deutschsprachigen Raum erschöpfend geregelt. So quälend langsam, wie die Digitalisierung der Baubranche in unseren Gefilden vorangeht, so schwerfällig gestaltet sich auch die alles entscheidende Standardisierung dessen, was wir unter digitalen Gebäudemodellen verstehen.

International existieren zwar seit Jahren Dutzende von BIM-Normen und -Standards, nach denen große internationale Projekte abgewickelt werden – dennoch scheint kein Normungsansatz so recht die realen Bedürfnisse deutscher Planungs- und Bauprozesse abzudecken.

Die in internationalen BIM-Normen üblicherweise formulierten Vorgaben zu geometrischem Detaillierungsgrad (engl. Level of Geometry, kurz LOG) und Informationsgehalt (engl. Level of Information, kurz LOI) reichen bei weitem nicht aus, um die komplexen Inhalte und zugehörigen Abstimmungsprozesse deutschsprachiger Baukultur ausreichend scharf zu definieren. Aus genau diesem Grund beginnen große Bauherren national wie international eifrig mit der Definition eigener, sogenannter Auftraggeber-Informationsanforderungen, und bringen ihre Auftragnehmer damit stellenweise gehörig in Bedrängnis.

Fest steht, dass ein deutscher Normungsansatz detaillierter regeln muss, welche Inhalte und Qualitäten digitale Gebäudemodelle in welcher Leistungsphase aufweisen müssen, als es bisherige Normen mit Definitionen à la LOD 300 vollbracht haben – die Frage ist eben nur, wie das funktioniert.

Der Merkmalserver – Die Regelung des „i“ in BIM

In Österreich wurde mit dem Erscheinen der BIM-Norm ÖN-6241 im Juli 2015 weltweit erstmalig ein Normungsansatz formuliert, der das Potential haben könnte, internationale BIM-Normung auf ein neues Niveau zu heben. Dabei hat man sich eines verblüffend einfachen Systems bedient, das hier seitdem als das Phasenmodell bezeichnet wird.

Digitale virtuelle Objekte wie Wände, Decken oder Stützen bilden den Grundtyp eines jeden BIM-Modells. Sie alle besitzen spezifische Merkmale wie z. B. Höhe und Breite, bauphysikalische Eigenschaften, Tragverhalten und beliebig viele sonstige Informationen wie Materialität, Kosten, Errichtungsdatum, Wartungsintervalle usw.

Diese objektbezogenen Informationen werden in unterschiedlichen Leistungsphasen definiert und abgefragt, und jede Information wird von einem bestimmten Projektteilnehmer geliefert. Und genau auf diese Erkenntnis stützt sich das Prinzip des österreichischen Normungsansatzes:
Jedes Merkmal eines digitalen Objekts wird in einer bestimmten Phase definiert – z. B. muss der Brandschutzwert­ in Österreich schon in der Vorentwurfsphase definiert werden.

Entsprechend einfach lautet eine Regel der Ö-Norm: Im Objekttyp Wand muss das Merkmal Brandschutzklasse in der Leistungsphase Vorentwurf definiert werden, um in einer BIM-Planung den sonstigen Bestimmungen österreichischer Normen gerecht zu werden. Die Phasendefinition zu geometrischen Parametern (z. B. Höhe und Länge einer Wand) gibt Auskunft darüber, ob ein Objekt in dieser Phase schon im Modell enthalten­ sein muss. So lässt sich auch der geometrische Detaillierungsgrad indirekt über diese Logik steuern – ab wann kommen z. B. Objekte wie Geländer, Brandschutzklappen oder Fassadenelemente in einem Modell vor?   

Um in der Definition von Objekten und deren Merkmalen nicht bei Null anfangen zu müssen, wurde in Österreich beschlossen, den ISO-Standard Industry Foundation Classes (IFC) für die Objektkategorisierung heranzuziehen und das zugehörige buildingSMART Data Dictionary (bSDD) als Grundlage für die Parameter- und Attributbezeichnungen gewählt.

Um die Normungsvorgaben nun digital bereitzustellen, wurde der sogenannte Merkmalserver entwickelt. Hier werden die mit dem IFC- und bSDD-Standard verknüpften Objektklassen und ihre zugehörigen Merkmale in einer Datenbank erfasst und zusätzlich mit einer Leistungsphase versehen, in dem eine bestimmte Eigenschaft definiert werden muss (und neuerdings auch, welcher Autor diese zu liefern hat). Ein Web-Frontend ermöglicht Anwendern, diese Informationen pro Objekt abzurufen. Mittlerweile haben auch die führenden BIM-Softwarehersteller damit begonnen­, Merkmalserver-gerechte Datenabfragen in ihren Programmen zu ermöglichen. So lässt sich bereits in vielen Systemen ein Datenexport gemäß Ö-Norm ermöglichen.

Die Abbildung illustriert, welches Potential dieser Normungsansatz und die Funktionalität des Merkmalservers besitzen: Die international in IFC und bSDD definierten Merkmale eines Objekts werden pro Land lediglich mit einer Leistungsphase versehen, in der diese definiert werden müssen. So könnten z. B. in Deutschland Brandschutzwerte in einer anderen Leistungsphase definiert werden als in Österreich, oder auch andere, zusätz­liche Merkmale – Logik und Datenstruktur bleiben jedoch immer gleich.     

Status und Ausblick

Obwohl das offensichtliche Potential dieses Normungsansatzes bereits auf CEN-Ebene erkannt wurde, steht die Weiterentwicklung des Merkmalservers trotz aller Initiativen und kleineren­ technischen Weiterentwicklungen seit einigen Jahren praktisch still. Viele Definitionen fehlen noch – z. B. im Bereich der TGA-Attribute und der für das Facility Management relevanten Informationen.
Jüngste Initiativen lassen allerdings hoffen, dass der notwendige inhaltliche und technische Ausbau endlich fortgesetzt werden kann und so die vielen laufenden Initiativen aus allen Branchensparten zur digitalen Standardisierung des Bauwesens in diesem wunderbar einfachen Ansatz zusammenfinden werden.