RM Rudolf Müller

Planung
25. Juni 2020 | Artikel teilen Artikel teilen

BIM scheitert noch am Datenfluss

IFC-Plus – damit die Schnittstellenproblematik bei der Planung keine Einbahnstraße wird (Bild: Shutterstock)

Die Digitalisierung des Bauwesens steht faktisch noch am Anfang, denn die Schnittstellenproblematik bei der Planung ist immer noch sehr hoch. Damit aus BIM eine kollaborative Methode wird, die diese Beschreibung auch verdient, braucht es den Informationsaustausch mit Datenformaten wie IFC Plus.

Von Matthias Uhl. Unser Alltag ist digital und vernetzt, nicht nur privat, sondern auch geschäftlich: Das CRM-Tool teilt uns mit, dass eine Mail eingegangen ist, die in Zusammenhang mit einem Deal steht, der in der laufenden Woche einen Abschluss finden sollte. Die Marketing-Software scannt Informationen bei Linkedin, um Absatzaussichten zu prüfen. Und der Google-Kalender weiß aus einer E-Mail im Gmail-Account, dass ein Termin um 14:00 Uhr bevorsteht und erinnert daran, rechtzeitig aufzubrechen. Google Maps erfährt wiederum von der Google-Kontakte-App, wo der Termin stattfindet und zeigt, welches Verkehrsmittel aufgrund der Verkehrslage das richtige ist.

BIM Kollaboration scheitert immer noch

Während das digitale Management im Alltag und in der Geschäftswelt weitestgehend reibungslos funktioniert, scheitert die verheißungsvolle BIM-Kollaboration bereits am Datenaustausch zwischen Planungsprogrammen verschiedener Anbieter und erst recht am Datenfluss zwischen Planern und Gewerken. BIM (Building Information Modelling) ist zwar in der Planung angekommen, wird aber noch nicht ausreichend angewendet.

Dabei könnten besonders planungsintensive Gewerke wie die Technische Isolierung von dieser Entwicklung profitieren. Sind bereits Konfigurationen und ähnliche Planungstools im Einsatz, lassen sich diese nun unter dem Stichwort BIM nahtlos in die Gesamtplanung einfügen. Im Idealfall führt eine Änderung im Gebäudegrundriss durch den Architekten automatisch zur notwendigen Änderung im Leitungssystem – und zu einer sofortigen Anpassung der entsprechenden Isolierung. Die Kostenkalkulation weist unmittelbar die Kostenänderungen aus und ein Zusatzhinweis informiert den Planer, in welchen ­Abmessungen welche Produkte am besten zu bestellen wären, um Verschnittverluste und Arbeitsaufwand zu minimieren. Diese ­Szenarien lassen sich heute schon über das Zusammenwirken zweier Technologien (PIM und BIM) abbilden.

Dass dieses Vorgehen aber immer noch ­Zukunftsmusik ist, und das oberste BIM-Gebot: „Software muss miteinander kommunizieren“ noch nicht funktioniert, ist an vielen Planungsstellen zu beobachten. Wie das beispielhaft gehen kann, machen Google und Co. vor. Ein Ansatz ist, das Format IFC mit APIs (Application Programming Interface) und Datenbanken in IFC Plus zu erweitern.

Es ist heute zwar schon relativ einfach, von einem gängigen CAD-Programm zu einer zusammenarbeitenden Anbietergruppe zu wechseln. Um allerdings Daten zu einem gängigen BIM-Programm, wie beispielsweise Revit, zu transferieren, müssen immer noch Welten überbrückt werden. Noch größer sind die Hürden bei der Übertragung von Daten aus der CAD-Software in eine x-beliebige Statik- oder Haustechnik-Software. Weil dafür offene Dateiformate unerlässlich sind, die den Austausch zulassen und eine Zusammenarbeit ermöglichen, ist IFC aktuell das führende Datenaustauschformat beim digitalen Planen und Bauen.

Austauschformat IFC: Einbahnstraße statt Datenfluss

Ein Problem ist, dass das Datenaustauschformat IFC aktuell wie ein PDF verwendet wird, sprich in einer Art Einbahnstraßen-Kommunikation. BIM-Modelle verlassen als IFC-Dateien die CAD-Umgebung und werden an Statiker, sonstige Fachingenieure, Fachplaner und andere am Bau Beteiligte weitergegeben. Jede nachträgliche Änderung am BIM-Modell, sei es auf der Baustelle oder in der Ausschreibungssoftware, bedeutet eine neue Version des IFC-Files.

Im Idealfall kommen die verschiedenen IFC-File-Versionen eines einzigen Bauvorhabens wieder zurück zum zentralen BIM-Manager und dieser ist auch in der Lage, die einzelnen Versionen wieder richtig und vollständig zu einem einzigen nativen CAD-File zusammenzusetzen.

Ein Beispiel: Ein Planer entscheidet sich im Planungsprozess etwa für ein bestimmtes Lüftungssystem. Sämtliche Simulationen und Berechnungen sind mit diesem System durchgeführt worden. Im Idealfall geht das BIM-Modell als IFC-File nun in eine entsprechende Ausschreibungssoftware. Je nach Ausschreibe- und Vergabeprozess wird tatsächlich aber eine Lösung eines anderen Herstellers bestellt. Wie kommt aber diese Information jetzt in das BIM-Modell?

Vielleicht gibt es hunderte derartiger Änderungen. Je nach AVA-Software gibt es eventuell digitale Wege zurück, die mal besser und mal schlechter funktionieren. Nur am Weg zurück ins CAD-System führt kein Weg vorbei. Dort muss eine aufwändige und komplizierte Konsolidierung stattfinden.

Diese Praxis hat aktuell noch wenig mit einem immer aktuellen Digital Twin zu tun, an dem sich alle am Bau Beteiligten orientieren und arbeiten können – und damit auch reichlich wenig mit BIM.

BIM-Vision: Information statt Format

BIM verlangt eine Welt, wie sie Google mit seinen Apps vorlebt: In dieser Welt sind alle aufkommenden Softwarelösungen miteinander verbunden und kommunizieren miteinander. Da stellt sich nicht mehr die Frage nach Datenformaten, Anforderungsplänen und Bearbeitungsständen, weil unterschiedlichste Programme ständig Daten miteinander austauschen. Das ist über den gesamten Gebäudelebenszyklus möglich – und zwar viel offener und freier als aktuell über die CAD-Systeme, die nur von Fachleuten bedient werden können. Technisch gesehen bietet das offene Datenaustauschformat IFC heute schon zahlreiche Möglichkeiten, einen Teil dieser Vision umzusetzen, in der Praxis bleiben sie aber bisher noch ungenutzt.

Eine breitere Nutzung von IFC wäre eine Lösung

Da IFC ein geskriptetes Format ist, ist es möglich, ein Modell komplett aus dem Programmiercode zu erzeugen, sprich etwa ein ganzes Haus aus einem IFC-Code zu schreiben. Viel spannender ist aber, dass sämtliche Attribute aus verschiedensten Quellen befüllt werden können. Weil es eine Skript-Sprache ist, kann theoretisch jeder direkt in die Datei schreiben, um etwa Parameter und Attribute zu aktualisieren, zu ergänzen oder auszutauschen, ohne dass ein Umweg über ein CAD-Programm notwendig ist. Das schafft noch keinen Datenfluss à la Google, aber zumindest Augenhöhe zwischen allen am Bau Beteiligten anstelle einer Hegemonie der CAD-Planer, wie sie heute besteht.

IFC Plus: Mit APIs zum freien Datenverkehr à la Google

Damit eine flüssige Datenautobahn im Hintergrund auf Hochtouren laufen kann, braucht es sogenannte APIs (Application Programming Interfaces). Diese Werkzeugboxen sorgen dafür, dass Programmierer mit ihren Lösungen an Systeme andocken und Information auf allen Kanälen ausgetauscht werden können.

Ob in CAD, in einer Ausschreibungs-Software oder auf der Baustelle über einen Viewer mit einem iPad: Mit APIs ist es theoretisch an jeder Stelle des Prozesses möglich, etwa Hersteller-Daten einzubringen oder wieder zu entfernen. Weil IFC hervorragend an diese APIs angebunden werden kann und Daten direkt in IFC-Dateien integriert werden können, trägt diese Vision den Namen IFC Plus und verschafft jedem am Bau Beteiligten mehr Autonomie.

Mit Datenbanken zu neuer Informationsdichte

Diese neu gedachte IFC-Datei lässt sich dank der APIs mit allen denkbaren Datenquellen verbinden und sowohl einfach als auch benutzerfreundlich um optimierte Informationen, wiederum strukturiert in verschiedene Level of Detail (LOD), Level of Information (LOI) oder Level of Information needed ­(LoIn), erweitern. In Verbindung mit einer eigens dem Bauprojekt gewidmeten führenden Datenbank stünde damit erstmals eine BIM-IT-Infrastruktur zur Verfügung, die diesen Namen auch verdient. Denn jetzt könnten zum ersten Mal wirklich Informationen und nicht nur Daten fließen. Die eigene CAD-Planung wird an Produktdatenbanken von TGA-Herstellern sowie von Baustoff- und Bauproduktherstellern angebunden, je nach Stand im Vergabeverfahren wird das digitale Bauvorhaben auf Knopfdruck aktualisiert und die Änderungen direkt im Digital Twin im CAD-System angezeigt.

Auf der Baustelle werden kurzfristige Produktänderungen ergänzt und über einfache Zusatzfunktionen im Viewer allen angeschlossenen Datenabnehmern übermittelt.  Dann wird BIM real.

Mit Datenbanken in alle Detailtiefen

Eine Schlüsselfunktion in diesen Überlegungen haben Hersteller von TGA, Baustoffen und Bauprodukten allgemein: Sie übersetzen alle ihre Produkte und Systemvarianten, die sie üblicherweise in PIM-Systemen organisieren, mithilfe einer BIM-Infrastruktur wie „BIM and More“ in BIM-Objekte, sodass sie Fachplanern und Architekten in CAD-Programmen zur Verfügung stehen. Ohne diese Vorleistung werden sich keine nennenswerten Informationsumfänge in die klassischen BIM-Prozesse einbringen lassen. Erst dann können etwa TGA-Planer wirklich informationsdichte BIM-Modelle erstellen und gemäß unserer hier beschriebenen Vision einmalig als IFC Plus-Datei mit einer führenden Bauprojekt-Datenbank im Hintergrund ausgeben.

Generalunternehmer (GU), Fachgewerke, Statiker und alle anderen am Bau Beteiligten arbeiten nun damit, jeweils über ihre eigene IFC Plus-fähige Software direkt an die führende Datenbank angebunden. Falls für die Erfüllung ihrer jeweiligen Teilaufgabe weitere Datenbanken nötig sind, werden diese angebunden. Ein abschließendes Speichern in die führende Datenbank macht sämtliche Arbeitsergebnisse sofort für alle anderen Projektbeteiligten sicht- und nutzbar.

Fazit

Trotz vieler Errungenschaften steht die digitale Entwicklung des Bauwesens immer noch am Anfang der BIM-Revolution. Denn derzeit werden lediglich 5 % der digitalen Möglichkeiten tatsächlich von der Bauwirtschaft genutzt. Um die Planungs- und Bauwelt aber tatsächlich effizient digital zu vernetzen und damit ideale Arbeitsgrundlagen zu schaffen, wäre IFC Plus ein wertvolles Tool.

Denn dass BIM keine Software, sondern eine kollaborative Methode ist, bleibt ohne Überlegungen wie IFC Plus nur ein weit verbreitetes Lippenbekenntnis. Es wird sicher noch an die zehn Jahre dauern, bis die Kommunikation zwischen Software-Programmen problemlos abläuft und der technische Isolierer oder der TGA-Planer einen zeitlichen und planerischen Nutzen hat. Aber BIM ist gewollt und gewünscht, sowohl in der Politik als auch bei den Wirtschaftsentscheidern. Also: Ziehen wir doch mit Google gleich und beginnen heute.


Autor

Matthias Uhl: Gründer/Geschäftsführer Die Werkbank IT GmbH
m.uhl@diewerkbank.eu


Begriffserklärung:

  • LOD/LOI/LOG
    Die aus dem anglo-amerikanischen Raum stammende Einteilung in Level (Stufen) beschreibt in BIM-Daten die darin enthaltene Informationsdichte.
  • LOD
    Der Level of Detail (LOD) beschreibt den Detailierungsgrad eines 3D- oder BIM-Modells. Dieser kann von grob LOD100 bis realitätsgleich LOD500 als Maßstab 1:1 reichen. Heute häufig als Level of Development oder Deployment zur Beschreibung des Fertigstellungsgrades eines BIM-Modells oder einer BIM-Planung bezeichnet.
  • LOI
    Der Level of Information (LOI) beschreibt die vorhandene alphanumerische Informationsdichte eines BIM-Modells. Auch der LOI wird von 100 bis 500 eingeteilt.
  • LOG
    Der Level of Geometry (LOG) wird heute häufig verwendet um den Detaillierungsgrad eines 3D- oder BIM-Modells zu beschreiben. Vgl.: LOD.
  • LoIn
    Der Level of Information Need (Loin) ist die Weiterentwicklung des Level of Deployment und beschreibt die Anforderungen an den LOI und den LOG in der BIM-Planung.
  • IFC
    Über das Datenaustauschformat Industry Foundation Classes (IFC) lassen sich geometrische und alphanumerische Daten gemeinsam in einem Dateiformat austauschen. Es wird häufig in Verbindung mit BIM eingesetzt und federführend von buildingSMART International weiter entwickelt.
  • API
    Ein Application-Programming-Interface (API) bietet zahlreiche Möglichkeiten den Funktionsumfang eines Programmes zu erweitern. Zu den wichtigsten zählen das Hinzufügen neuer Funktionumfänge über sog. Plug-Ins, sowie das Aus- bzw. Einleiten von Daten.
  • PIM
    Über ein Produktinformationssystem (PIM) erfasst und pflegt die Industrie sämtliche Daten ihrer Produkte über deren gesamten Produktlifecycle sowie darüber hinaus. Aus dieser Datenquelle werden zentral alle Ausleitungskanäle zu Websites und Portalen, E-Commerce Anwendungen, Druckereien oder auch unter dem Akronyme BIM in CAD-Systeme, gesteuert.
Der Beitrag ist auch in Ausgabe 2.2020 der Fachzeitschrift TI – Technische Isolierung (Mai 2020) erschienen.

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