„Open BIM“ oder „Closed BIM“?

BIM als sozialtechnisches System

Grundvoraussetzung ist die Verwendung geeigneter Software und dazugehöriger Hardware. Ohne die sorgfältige Auswahl der technischen Hilfsmittel ist eine BIM-Planung unmöglich. Allerdings gehört zu BIM viel mehr als nur die Technik. Eine intra- und interdisziplinäre Abstimmung lebt von der Kommunikation untereinander. Wichtig ist, dass die gleiche Sprache gesprochen wird.

Goldbeck ist ein Bauunternehmen mit hohem Eigenfertigungsanteil und eigenen, in elementierter Systembauweise hergestellten Bauprodukten. Das ist eine gute Grundlage für eine einfache, einheitliche Kommunikation. Jeder Mitarbeiter nutzt Leitfäden. Zudem finden interne Schulungen von Mitarbeitern für Mitarbeiter verschiedener Fachbereiche statt. Der TGA-Planer erarbeitet in frühen Projektphasen ein Konzept, das bereits Unterzüge, Träger und statisch relevante Punkte berücksichtigt. Spätere Reibungspunkte mit dem Bauwerk sind damit bereits reduziert.

Darüber hinaus wird in der täglichen Planung auf vielen unterschiedlichen Wegen kommuniziert – meist per E-Mail, Messenger und Telefon. Eine Ordnerstruktur macht Projektinformationen nachhaltig und für jeden jederzeit erreichbar. Über viele Kanäle sind somit Kommunikation und Effizienz im Planungsprozess gesichert.

Durch jahrelange Erfahrung in der Planung von Projekten verschiedener Größe und Komplexität hat sich eine integrale, also fachbereichsübergreifende Planung im Unternehmen etabliert und wird täglich gelebt.

Technische Entwicklungen steigern die Produktivität

Dank der technischen Entwicklungen in den letzten Jahren, vor allem vorangetrieben durch das Thema BIM, entstanden immer mehr und ausgereiftere Softwarelösungen. Die Evolution der Softwarelandschaft schuf immer neue Möglichkeiten für einen Eintritt in die BIM-Welt.

Erfahrungen mit „Closed BIM“

Die unterschiedlichen Fachbereiche pflegen bei Goldbeck ihre Leistungen in Autodesk-„Revit“ ein. Zunächst versuchte man, auch das TGA-Fachmodell direkt im CAD zu erstellen. Doch die Komplexität des Werkzeugs machte die Bedienung schwierig und die Einarbeitung extrem aufwendig. Zudem existierten nur unausgereifte, nicht immer normkonforme integrierte Berechnungsmöglichkeiten.

Auf dem Markt gibt es darüber hinaus tabellarische Berechnungsprogramme. Diese Berechnungsprogramme übernehmen Daten aus „Revit“ via Schnittstelle. Das Programm verwendet die Kubatur und die undimensionierten Leitungen und Kanäle als Grundlage. Anschließend ordnet es den jeweiligen Bauteilen bei Bedarf U-Werte zu und berechnet das Leitungs- und Kanalnetz. Das berechnete Netz wird im Anschluss in das CAD-Programm zurückgespielt. Hierbei sind derzeit einige Dinge zu beachten, die einen hohen Nachbearbeitungsaufwand im CAD-Programm mit sich bringen: Beim erneuten Einlesen wird ein Versuch der Redimensionierung der Leitungen und Kanäle im CAD-Programm gestartet. Selten geschieht dies ohne Fehlermeldung, meistens müssen Abhängigkeiten (Gewindeanschluss wird zu Flansch, Parametrik eines Formstückes passt nicht mehr usw.) händisch nachgeführt werden. Zudem kann nicht voreingestellt werden, wie sich Aufweitung bzw. Reduzierung der Dimension im Raum verhält. Es kommt vor, dass ein Objekt die Oberkante als Fixpunkt hat und sich nach unten aufweitet – genauso kann es aber auch vorkommen, dass die Unterkante den Bezugspunkt darstellt. Dies ist nicht eindeutig definierbar.

Demnach müssen alle Leitungen und Kanäle nach der Berechnung erneut überprüft und gegebenenfalls manuell angepasst und verschoben werden. Strenggenommen macht das eine erneute Berechnung notwendig.

Weiterer Nachteil: Der TGA-Planer kann keine nachträgliche Änderung in der Leitungs-/ Kanalnetzberechnung vornehmen, wenn er kein CAD-Programm besitzt oder dieses Aufgrund der Komplexität nicht bedienen kann.

Durch die meist tabellarische Auflistung der Berechnungsprogramme fehlt zudem jeglicher Bezug, an welcher Stelle des Gebäudes man sich befindet. Somit wird für eine schnelle und genaue Identifizierung des Ortes zusätzlich ein CAD-Konstrukteur benötigt – und dies bindet unnötig Kapazitäten.

Erfahrungen mit
„Open BIM“

Daher ist Goldbeck dazu übergegangen, spezialisierte Software zur Modellerstellung in der TGA zu verwenden. Diese spezialisierten Systeme kommen vor dem eigentlichen CAD-System zum Einsatz. Deshalb werden sie auch als PreCAD-Systeme bezeichnet. Die gesamte Konstruktion, Berechnung, Dimensionierung und Koordination findet dort statt. Es entstehen keine einzelnen Pläne in Stockwerkszeichnungen, sondern ein Gesamtmodell über alle Stockwerke hinweg, in dem alle relevanten Daten enthalten sind. Die koordinierten und berechneten Modelle werden anschließend in Autodesk-„Revit“ übernommen.

Die Funktionsvielfalt innerhalb der Konstruktion ist damit auf den notwendigen Bereich beschränkt. Die Einarbeitung und Bedienung geht leichter von der Hand. Somit vereinfacht ein PreCAD-System Prozesse nicht nur für gelernte technische Zeichner mit CAD Erfahrung und Ausbildung. Auch andere Sachbearbeiter – wie Techniker und Ingenieure ohne einschlägige CAD-Kenntnisse – finden sich nach kurzer Einarbeitungszeit zurecht.

Planungsablauf in der Praxis

Der aktuelle Planungsablauf lässt sich momentan in drei Schritte aufteilen:

Schritt 1:

Grobe Konzepte werden von Hand angefertigt und mit der Architektur abgestimmt, um grundlegende Dinge wie Schächte, Technikräume und Aufstellflächen zu definieren. Hierbei werden für überschlägige Heiz- und Kühllast-Berechnungen Benchmarks angesetzt.

Schritt 2:

Im weiteren Projektverlauf wird für eine detailliertere Planung und Berechnung ein PreCAD-System (aktuell „mh-software 4“, zukünftig „mh-BIM“) herangezogen. Der TGA-Planer baut dabei ein 3D-Modell des Gebäudes auf. Als Grundlage dienten bisher die Architekturpläne, die von den technischen Systemplanern TGA (vereinfachend Konstrukteure) aus dem CAD-Programm als 2D-Datei exportiert werden. Aus „Revit“ heraus können die Architekturmodelle intelligent via gbXML (siehe Bild 1) exportiert und in mh-software eingelesen werden. Das 3D-Modell kann nun direkt für die Heiz- und Kühllastermittlung verwendet werden und muss nicht separat im PreCAD-System eingegeben werden. Mithilfe des 3D-Gebäude-Modells werden Heiz- und Kühllasten berechnet und Luftmengen ermittelt.

Anschließend erzeugen die Planer im PreCAD-System für die Berechnung und Dimensionierung einfache Einstrich-3D-Modelle der Heizungs-, Kälte-, Luftkanal- und Sanitär-Trassenkonzepte. Aus diesen Einstrichkonzepten werden automatisch Volumenkörper mit korrekten Abmessungen ermittelt. Mithilfe der grafischen Analysefunktion können berechnete Modelle nach beliebigen Werten eingefärbt und analysiert werden (z. B. Luftgeschwindigkeit, R-Wert, Rohrmaterial, Dämmung usw.). Anschließend lassen sich individuelle Optimierungen an dem berechneten und dimensionierten Netz vornehmen. Die Ein- und Ausgabedaten werden dann im PreCAD beschriftet.

Das Architektur- oder Tragwerksmodell kann zukünftig via IFC-Import übernommen werden. In diesem Modell finden Kollisionsprüfungen und Koordination statt.

Schritt 3:

Die Ergebnisse aus Schritt 2 (Leitungs- und Kanalnetz) werden an die technischen Systemplaner TGA übergeben und dann in das CAD-Programm („Revit“) übernommen. Dort findet die Koordination mit den anderen Gewerken statt.

Diese Planungsweise hat sich bei Goldbeck bewährt und wird seit Jahren angewandt. Mit der Zeit werden mehr Schnittstellen verfügbar, so dass die manuelle Datenübertragung von einem System in das andere bald der Vergangenheit angehören wird.

Ein wichtiger Pluspunkt des von Goldbeck eingesetzten PreCAD-Systems „mh-software 4“: Die Berechnungen können direkt in diesem Modell stattfinden. Jegliche Einflüsse oder Änderungen der Gewerke wirken sich sofort auf Berechnungsergebnisse und Dimensionierungen aus.

Bei Goldbeck ist man so dem Ziel, redundante Datenhaltung in der Planung zu vermeiden, bereits sehr nahe gekommen.

Fazit

Die „Closed BIM“-Planung hat sich für Goldbeck nicht bewährt. In der Praxis zeigten sich viele Schwächen, die Berechnungsanbindung ist mangelhaft und die Bedienung schwer zu erlernen. Der zeitliche und personelle Aufwand übersteigt den der „Open BIM“-Variante. Deshalb hat sich Goldbeck für eine „Open BIM“-Planung im Bereich der TGA entschieden. Die TGA ist damit die einzige Fachrichtung, die außerhalb des eingesetzten CAD-Systems Modelle erstellt.

„Open BIM“ zusammen mit dem Einsatz von PreCAD-Systemen in der TGA erweist sich momentan als der zeitsparendste und sicherste Weg, aus der „grünen Wiese“ ein intelligentes, berechnetes und dimensioniertes 3D-Modell zu erzeugen.