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Oliver Langwich

„Müller, Sie können CAD! Machen Sie mal BIM!“

Standards und Richtlinien im Modellkontext

Die gewohnten Abläufe aus der CAD-Welt taugen nicht automatisch für die BIM-Methodik. Besonders notwendig ist eine Modellierungsrichtlinie – als verbindliche Vorgabe für alle am BIM-Projekt Beteiligten.

"Sie haben jetzt ein Revit-Training absolviert, Sie sind fit für das neue Projekt!" Oder: "Das Training für das BIM-Autorensystem fand zwar vor einem halben Jahr statt, aber Sie arbeiten sich schon wieder ein. Es kommen ja nur die dritte Dimension und ein paar Daten hinzu."

Vielen Fachplanern und Architekten werden diese Sätze bekannt vorkommen. Man fragt sich aber, wie das funktionieren soll. Schließlich ist beim Thema BIM die Einführung bzw. das Beherrschen einer neuen CAD-Software nur ein Teil des Ganzen.

Nach meiner Erfahrung ist die 3D-Planung längst noch nicht selbstverständlich. Deshalb gestaltet sie sich gerade zu Beginn des Umstiegs zu einer Herausforderung für die Büros. Das gilt im Hochbau ebenso wie im Brücken-, Tunnel- oder Sonderbauwerksbereich.

Aus dem Zeichner wird ein Konstrukteur, auch BIM-Modellierer genannt. Er arbeitet bei einer BIM-Plattform wie Autodesk Revit mit Bauteilen, nicht mehr mit Linien und Schraffuren. Er muss sich mit Attributen und unterschiedlichen Anforderungen an Geometrie und Informationen auseinandersetzen. Diese variieren im Planungsprozess und bekommen neue Begriffe wie Level of Detail/Development, Level of Information oder Set of Information. Dahinter verbergen sich die Ausarbeitungsgrade sowohl der Geometrie der Bauteile als auch deren Informationsgehalt.

Bei einer datenbankbasierenden Konstruktionssoftware wie Revit kommen weitere Punkte hinzu: die Parametrik, Begriffe wie Familien, Familien-Typen, Typ- und Exemplar-Parameter sowie ein ganz anderer Weg über die Software zu den Plänen.

Die Modelldaten stellen die Grundlage für die gesamte Planung und Ausführung dar. Diese beinhalten alle verwendeten Bauteile inklusive ihrer Eigenschaften. Sie dienen auch als Basis z. B. für Massenermittlung, Kosten-, Zeit- oder Montageplanung. Die Auswirkungen beim Erstellen und/oder Editieren können also sehr weitreichend sein. Beim Umstieg auf BIM geht es deshalb nicht nur um das Beherrschen der BIM-Plattform, sondern auch um die Adaption komplett anderer Workflows im Architektur-, TGA- und Ingenieurbüro oder im Bauunternehmen.

Wie können Prozesse und Anwender bei Einführung und Betrieb mit Standards und Richtlinien unterstützt werden?  Welche grundsätzliche Bedeutung haben einheitliche Standards für den Modellierungsprozess, das Dateninformationsmodell und die Koordination im gesamten BIM-Prozess – unabhängig  von Little oder Big BIM, Open oder Closed BIM?

Standards im Modellierungsprozess

Definition:
„Ein Standard ist eine vergleichsweise einheitliche oder vereinheitlichte, weithin anerkannte und meist angewandte (oder zumindest angestrebte) Art und Weise, etwas herzustellen oder durchzuführen …“ (Quelle: de.wikipedia.org/wiki/Standard)

Das große Ziel eines Big Open BIM-Prozesses kann also nur funktionieren, wenn es einen einheitlich akzeptierten Datenaustauschstandard gibt. Diesen hat die buildingSMART International (bSI) mit den Industry Foundation Classes (IFC) geschaffen.

Dabei werden alle relevanten Informationen hinsichtlich der Geometrie sowie der Metadaten und Informationen des Modells, also der Objekte darin, über die Schnittstelle exportiert oder importiert. Dies ist das große, angestrebte Ziel in der BIM-Welt. Fast jedes Büro muss warscheinlich klein anfangen. Der Fachmann spricht dann von Closed Little BIM (Insel-BIM).

Aus meiner Sicht ergeben sich grundsätzliche Vorteile eines Gebäudedateninformationsmodells für die Arbeitsweise in einem Büro:

•    Objektorientiertes, parametrisches arbeiten
•    Jedes Bauteil ist wie in der Realität nur einmal im Projekt vorhanden – Änderungen wirken sich sofort und auf allen Ansichten und Pläne aus. Steigerung der Effizienz sowie mehr Sicherheit im Änderungsmanagement.
•    Vermeidung von redundanten Eingaben
•    Mengen/Massen können aus dem Modell gezogen werden

Der eigene Workflow kann jederzeit erweitert und das Modell z. B. für Kollisionskontrollen oder Bauablauf-Simulationen sowie weitere BIM-Anwendungsfälle genutzt werden.

Standards ermöglichen auch, Prüfszenarien zu definieren. Wurden beispielsweise alle relevanten Informationen in den Bauteilen in der aktuellen Leistungsphase bzw. zum vereinbarten Datenaustauschpunkt (Data Drop) korrekt eingetragen? Entspricht die Geometrie den Anforderungen der Vorplanung oder Ausführungsplanung? Standards erleichtern außerdem die Zusammenarbeit und Übergabe innerhalb eines Teams sowie mit externen Fachplanern.

CAD-Pflichtenhefte vs. Modellierungsrichtlinien – Unterschiede und Gemeinsamkeiten

Die Bedeutung von Standards ist also nichts Neues in Bezug auf BIM. Nach wie vor gibt es CAD-Pflichtenhefte, die auch bei BIM keine andere Funktion haben. Linien, Schraffuren, Texte usw. wurden dabei in der zeichenbasierten 2D-Welt einem eindeutigen Layer zugewiesen. Diese Zuordnung konnte das Büro für sich getroffen haben, um beispielsweise die Zeichnungen, deren Informationsgehalt über die Stile und Layer transportiert wurde, einheitlich und verständlich zu machen.

Beim bauteilorientierten Konstruieren mit Revit gibt es keine Layer mehr, nur noch eindeutige Kategorien. Die Beziehung von Bauteilen zueinander (z. B. Träger, Stütze) wird ebenso über die Kategorie geregelt wie die Darstellung der Sichtbarkeiten, die Auswertung in Bauteillisten und die intelligenten Beschriftungen – letztere lesen Informationen aus dem Bauteil aus. Das Änderungsmanagement ist unmittelbar davon betroffen, denn wird z. B. Stahlträger HEB 200 im Modell gegen Stahlträger HEB 300 ausgetauscht, ändern sich automatisch die Beschriftungen in allen Ansichten und Plänen.

Dieses Verhalten funktioniert aber nur dann, wenn eine Tragwerksstütze auch in der entsprechenden Kategorie erstellt worden ist. Außerdem sollte sie alle Parameter besitzen, die am Ende notwendig für die Modellierung sind und/oder die Übergabe an eine Fachplanungssoftware zur statischen Bemessung (z. B. Sofistik, Dlubal) ermöglichen oder der vereinfachten Planerzeugung dienen. Ist ein Parameter nicht enthalten oder wird vom Anwender im Modell nicht eingetragen, kann die Beschriftung keine Information auf dem Plan darstellen. Außerdem bliebe der entsprechende Eintrag in der Bauteilliste leer. Im ungünstigsten Fall käme es zu einem Fehler bei der Bauablauf-Simulation oder der LV-Erstellung, wenn man den BIM-Prozess konsequent weiterverfolgt.

Das bedeutet, dass neben der geometrischen Definition von Bauteilen je Leistungsphase (Level of Development) insbesondere die Attributierung, die Nomenklatur sowie die Pflege der Daten von entscheidender Bedeutung ist. Damit nicht jeder Konstrukteur bei null anfangen muss, er aber andererseits die richtigen Attribute füllt, bedarf es einer büro- oder auftraggeberspezifischen Vorlagendatei sowie entsprechender Richtlinien. Die Deutsche Bahn hat beispielsweise eine solche Vorlagendatei sowie Richtlinie mit Unterstützung der Firma Contelos erstellen lassen.

Die Bedeutung von einheitlichen Standards, Strukturen und Richtlinien im Konstruktionsprozess

Eine bürokonforme Vorlagendatei für digitale Bauwerksmodelle ermöglicht u. a.:

•    Das gezielte Führen und Managen von Bauteilen und deren Attribute
•    Den Aufbau einer einheitlichen Arbeitsweise, Nomenklatur sowie Ablagestruktur
•    Konsistente Planungsdaten und somit Planableitungen und eine Unterstützung beim Änderungsmanagement
•    Die Durchführung dazu passender Qualitätsprüfungen (manuell oder automatisiert)
•    Eine bessere Ausnutzung des Funktionsumfangs der verwendeten Software und einer daraus resultierenden Effektivitätssteigerung
•    Die einfachere Übergabe von Projekten zwischen internen Mitarbeitern sowie zu externen Mitarbeitern

Attributprüfung innerhalb von Revit mit dem Tool BIM Tree Manager (AGACAD); Bild: Oliver Langwich

Die Vorlagendatei und die dazu passende Modellierungsrichtlinie stellen demnach die Basis für eine erfolgreiche und effiziente Nutzung einer BIM-Plattform dar. Diese umfasst auch den Umgang mit Bauteilen von Herstellern sowie das Change Management für Vorlagen und Parameter. Die eigene, dem Aufgabenbereich angepasste Vorlagendatei ist somit ein wesentlicher Pfeiler bei der erfolgreichen Implementierung oder Weiterentwicklung für eine einheitliche Arbeitsweise.

Die Bedeutung von einheitlichen Standards und Strukturen für ein Dateninformationsmodell

Sind die fürs Büro oder die Fachabteilung passende einheitliche Arbeitsweise und Vorlage definiert, bedeutet dies nach meiner Erfahrung eine wesentliche Erleichterung bei den Themen Modellprüfung, Datenaustauch und Zusammenarbeit. Ein gewollter Nebeneffekt besteht darin, dass die Nutzung von intelligenten Beschriftungsfamilien sowie Ansichtsvorlagen zu einer besseren Qualität im Modell und letzen Endes auch auf den Plänen führt.

Die Qualität eines Modells in Bezug auf das Level of Detail (LOD) und Level of Information (LOI) kann bei dieser Arbeitsweise in Revit sowohl mit Bordmitteln als auch mit dem visuellen Scripting-Tool Dynamo direkt geprüft werden – ohne Export in ein Fremdformat.

Für umfangreichere Prüfungen und insbesondere für Prüfungen mit Planungs- und Modelldaten von Büros, die nicht die selbe Software nutzen, müssen andere Lösungen genutzt werden. Als Beispiele seien hier NavisWorks (Autodesk), Solibri Model Checker (Nemetschek) oder Desite (Ceapoint) genannt. Dabei werden zum Teil native Formate verwendet oder Austauschformate wie IFC oder cpixml.

Ist die Qualität des eigenen Modells durch Standards geprüft und gesichert, gestaltet sich die Übergabe zur Verwendung in Koordinationsmodellen sowie deren Prüfungen mit anderen Modellen weitaus schneller. Das ist mit erheblich weniger Nachbearbeitung verbunden.

Eigene, einheitliche Standards und Richtlinien ermöglichen es den Unternehmen, sich einfacher und schneller an Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) und neue Normen anzupassen. Dem Zwang ständiger Optimierung, den die Unternehmen im Wettbewerb am Markt unterliegen, kann mit diesen Vorgaben Rechnung getragen werden.

Die Bedeutung von einheitlichen Standards, Strukturen und Richtlinien für den BIM-Koordinator

Positiv wirkt sich eine einheitliche Arbeitsweise auch für den immer wichtiger werdenden BIM-Koordinator aus. Denn sie vereinfacht das Modell-Management beim Administrieren, Prüfen und Koordinieren erheblich.

Wurde beispielsweise der Parameter Brandschutzanforderung in den Modellen nicht einheitlich definiert, weil er mehrere Schreibweisen aufweist (Brandschutzanforderung, Brandschutz-Anforderung), könnte eine saubere Auswertung nicht möglich sein. Prüfregeln wären nicht einheitlich anwendbar, genauso wenig wie gleiche Beschriftungen. Auch Listen und Schnittstellen wären mit Mehraufwand anzupassen.

Änderungen und Nachbearbeitungen, die der Koordinator veranlasst, sollten ebenfalls Eingang in die unternehmenseigenen Richtlinien und Prozessdefinitionen finden. Denn das vom eigenen Koordinator (Fach-Koordinator) freigegebene Modell wird anschließend vom BIM-Gesamtkoordinator im Kontext der weiteren am Projekt beteiligten Unternehmen geprüft. Sich daraus ergebende Änderungen können beispielsweise mit dem BIM Collaboration Format (BCF) kommuniziert werden. Auch das sollte Eingang in die eigenen Richtlinien finden.


Praxisbeispiel: Modellierungsrichtlinie für Inros Lackner SE

Anfang 2017 wurde Contelos von Inros Lackner SE (Standort Bremen) mit einer auf die Fachabteilung Konstruktiver Wasserbau zugeschnittenen internen Richtlinie zur Gewährleistung einer einheitlichen Arbeitsweise mit Revit beauftragt.

Nach Analyse der bereits erstellten Modelle erarbeitete Contelos in einem mehrtägigen Workshop eine entsprechende Richtlinie.

Neubau der Hadelner Kanalschleuse Otterndorf (Bild: Oliver Langwich)

Detailausschnitt (links) der Schleusenkammer im Bereich der Überfahrt (Bild: Oliver Langwich)

Detailausschnitt (rechts) der Ausrüstung im Bereich der Schleusenkammer (Bild: Oliver Langwich)

Darin enthalten waren auch Anpassungen in der Konstruktionsweise von Hafenanlagen, Schleusen sowie von Bauteilen wie Kaimauern oder Spundwandverankerungen.

Ziele der gemeinsam entwickelten Richtlinie:

•    Bessere Ausnutzung des Funktionsumfangs der Software, insbesondere beim Thema Dokumentation und Planableitung
•    Einheitlicher Aufbau der Bauteile inklusive Nomenklatur für Objekte, Parameter und Materialien
•    Schaffung einer einheitlichen Basis für die nachgelagerten Prozesse

  •     4D
  •     5D

Ergänzend zur Richtlinie und einheitlichen Arbeitsweise wurden außerdem die Projektvorlagendatei, die Parameterliste sowie eine entsprechende Materialbibliothek erstellt.

Beispiele Inhalte IL Modellierungsrichtlinie (Bild: Oliver Langwich)

Projektablauf (Bild: Oliver Langwich)

 

 

© Oliver Langwich
Detailausschnitt (links) der Schleusenkammer im Bereich der Überfahrt
Autor

Oliver Langwich ist Bereichsleiter und Dozent für BIM im Hoch- und Ingenieurbau bei der Contelos GmbH aus Hannover. Er beschäftigt sich seit zehn Jahren mit dem Thema BIM, insbesondere im Infrastrukturbereich. Außerdem ist er Blogger und Gründer der Revit-User-Group D-A-CH. contelos.de

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