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IFC und Klassifikationssysteme im Bauwesen

SfB, UniClass, UniFormat, MasterFormat, OmniClass: Alles, was Sie über IFC und Klassifikationssystemen im Bauwesen wissen sollten

Der Begriff Klassifizierung bezieht sich auf alle Aktivitäten oder Prozesse, die für das Wissensmanagement notwendig sind. Prozesse und Aktivitäten haben die Aufgabe, die Daten jeglicher Art, in dedizierte Kataloge (nach Klassen, Abschnitte, Kategorien oder Typologien) zu sortieren, welche durch Beziehungen und Verknüpfungen miteinander verbunden sind.

Damit ein Klassifizierungssystem gültig ist, muss es die folgenden Anforderungen erfüllen:

  • Stabiliät: Es muss in jedem Kontext ohne wesentliche Änderungen anwendbar sein;
  • Flexibilität: Es muss durch Hinzufügen neuer Teile erweiterbar sein.

Aristoteles war der erste, der ein System zur Wissensorganisation einführte, als er sich mit der Klassifizierung von Lebewesen befasste und diese in zwei Hauptgruppen d.h. für Pflanzen und Tiere und dann in weiteren Untergruppen teilte. Er war der erste Taxonom (aus dem Griechischen Taxi, Ordnung und Nomos, Gesetz), der Informationen in einer hierarchischen Struktur organisierte.

Im Allgemeinen bezeichnet Taxonomie ein Verfahren, in dem Objekte oder Konzepte hierarchisch, wie in einer Baumstruktur, organisiert sind. Die allgemeinste Kategorie wird durch einen Stammknoten dargestellt. Vom Stammknoten, durch die übergeordneten Kategorien bis hin zu den Unterkategorien gelangt man zu den Blattknoten, welche die Objekte detailliert darstellen.

Im Allgemeinen können die Objekte nach 2 Organisationsmodellen gruppiert werden:

  • Hierarchisch-numerische Klassifizierung;
  • Analytisch-synthetische Klassifizierung (oder Facettenklassifikation).

Hierarchisch-numerische Klassifizierung

Das hierarchisch-numerische Klassifizierungssystem basiert traditionell auf der Taxonomie. Durch eine starre und eindimensionale, hierarchische Struktur mit starker vertikaler Entwicklung wird jedes Objekt, in eine einzige Kategorie eingeordnet. Alle Kategorien sind durch eine Untergruppenorganisation, wie in einem chinesischen Schachtelspiel, miteinander verbunden.

Jedes klassifizierte Objekt verfügt in dieser Hierarchie über eine eindeutige Position und kann über einen Stufenpfad gefunden werden, der von allgemeinen bis zu spezifischen Objekten ausgeht.

Beispiele, die zu dieser Klassifizierungstypologie gehören, könnten Stammbäume oder die Unterteilung von Büchern in Kapitel, Unterkapitel, Absätze, Sätze, Wörter, und Buchstaben sein. Dieses System impliziert jedoch eine gewisse Starre und Schwierigkeit bei Änderungen und Ergänzung neuer Objekte.

Farbbild, das ein erläuterndes Diagramm des hierarchischen enumerativen Baumklassifikationssystems anzeigt

IFC und Klassifizierungssysteme im Bauwesen | Hierarchisches Schema mit Baumstruktur

Analytisch-synthetische Klassifizierung (oder Facettenklassifikation)

Dieses Klassifizierungssystem ist anpassungsfähiger, da es das enumerative und hierarchische System zugunsten einer Methodik verlässt, die aus flexiblen und offenen Schemata mit horizontaler Entwicklung besteht. Diese Schemata passen sich leichter an im Falle von nachfolgenden Änderungen.

Das zu katalogisierende Objekt ist konsequent, nicht mehr durch ein einziges übergeordnetes Merkmal beschrieben wodurch es dargestellt wird und dessen Position in einem bestimmten Punkt der Datenhierarchie angeordnet ist. Das Objekt wird gleichzeitig durch mehrere nicht überlappenden Merkmalen d.h. durch „Facetten“ (vom englischen Begriff facets – Aussehen) bezeichnet.

All dies stellt ein offenes System dar, welche bei Bedarf durch neue beschreibende Objektmerkmale erweitert werden kann.

Das ausführlich beschriebene Objekt, kann auf diese Weise durch mehrere Suchzugriffe, die durch ein einziges Merkmal oder durch die Aggregation mehrerer Merkmale identifiziert werden.

Bild das ein Beispiel für die Facettenklassifizierung anzeigt

Erklärendes Beispiel für die Facetten-Klassifizierung

IFC und Klassifikationssysteme im Bauwesen

In vordigitalen Zeiten, gab es verschiedene Versuche, um Informations- und Datenklassifizierungs-Systeme innerhalb der Bauindustrie zu kodieren. In einigen Fällen hängen diese mehr an das hierarchisch-numerische Modell, als an das „Facetten“-Modell ab; oder es sind beide inbegriffen.

In diesem Fokus analysieren wir einige der bekanntesten Klassifikationssysteme, wie z.B:

  • SfB (Samarbetskommitten for Byggnadsfragor)
  • UniFormat;
  • MasterFormat.

Folgen Sie uns auch in unserem nächsten Fokus, um mehr über die Klassifizierung nach UniClass- und OmniClass-System zu erfahren.

SfB-Klassifikationsplan

Die erste Ausarbeitung des Klassifikationssystems der SfB (Samarbetskommitte for Byggnadsfragor) entstand in den 1940er-Jahren in Schweden. Dieses Klassifikationssystem, welches aktualisiert und weiterentwickelt wurde, stellt bis heute für versschieden Länder, eine wichtige Grundlage für den Klassifikations- und Kodierungsplan des Bauwesens dar.

Die Funktionsweise des SfB-Plans kann durch „Facetten“ definiert werden: In der Tat kann jeder einzelne Teil oder Komponente des Projekts in 4 Leseebenen unterteilt werden, die durch „Tafeln“ identifiziert werden.

TAFELN   KLASSIFIKATION             CODE
Tafel 0 (Natürliche und gebaute Umwelt)

Gebietsplanung und Gebäudetypologien

Zahlenpaar
Tafel 1 (Bauelemente)GebäudeteileIn Funktion und Reihenfolge Ihrer RealisierungZahlenpaar in runden Klammern
Tafel 2 (Bautätigkeiten)Typ der VerarbeitungIn Bezug auf das physische Erscheinungsbild der Materialien die zu Ihrer Herstellung benötigt werdenGroßbuchstabe
Tafel 3 (Bauwesen- Ressourcen) MaterialtypIn Bezug auf Ihre ArtKleinbuchstabe + Nummer von 1 bis 9
Tafel 4 (Aktivitäten und Anforderungen)Bautätigkeit und RessourcennutzungGroßbuchstabe in runden Klammern

Jedes Merkmal, das zu einer der 4 Tafeln gehört, ist mit einem Code gekennzeichnet.

Die Code-Zuordnung, zu jedem Merkmal ermöglicht eine eindeutigere Identifizierung von Subjekten und Aktionen. Die Möglichkeit die Tafeln untereinander zu verknüpfen, lässt neue Kombinationen von Daten-Klassifizierungen erzielen, die obwohl noch nicht vorhanden, dennoch möglich sind.

Praktisches Beispiel der SfB-Klassifizierung

Angenommen, dass wir einen SfB-Code des folgenden Typs haben

52 (35) Rr1 (P)

Diesem Code entsprechen folgende Informationen:

  • 52 entspricht den Gebäuden und Ausrüstungen für Aufführungen, aus der Tafel o;
  • (35) bezieht sich auf Zwischendecken aus Tafel 1;
  • R bezieht sich auf die Flachplatten und Paneele aus Tafel 2;
  • r1 entspricht Ton, Gips, Magnesium und den plastischen Bindemitteln aus Tafel 3;
  • (P) bezieht sich auf Geräusch und Ruhe aus Tabelle 4.

Der Code ist aus Zahlen und Buchstaben zusammengesetzt, die jeweils eine Verarbeitung, eine Ausrüstung, ein Material, einen Raum usw. anzeigen.

Diejenigen, die sich mit Verarbeitungen befassen (in diesem Fall die Realisierung einer Zwischendecke), werden nach Projektdokumenten suchen, die in Kombination mit der Tafel 1 den Code (35) beinhalten; der für die Akustik zuständige Techniker wird stattdessen auf den Dokumenten der Tafel 4 zugreifen, die den Code P enthält usw.

UniFormat

UniFormat wurde im Jahr 1973 in Amerika, als Klassifizierungs-Werkzeug von Bauelementen und deren Verarbeitung geboren. Dieses Klassifizierungssystem basiert auf 2 Elementen:

  • Die Klassifizierungsstruktur ist hierarchisch-enumerativ;
  • Die klassifizierten Objekte wurden nach Kostenverhältnis und Nutzungshäufigkeit ausgewählt.

Die UniFormat-Klassifizierung basiert auf drei Hauptebenen von Objekten:

  • Ebene 1: beinhaltet die Hauptgruppen von Objekten (Fundamente, Gebäudehüllen und Trennwände);
  • Ebene 2: stellt eine Aufteilung der ersten Ebene in Untergruppen dar;
  • Ebene 3: spezifiziert die in der zweiten Ebene enthaltenen Objekte.

Folgend finde Sie eine Tabelle mit einigen Kategorien des UniFormat-Klassifizierungssystems.

Level 1 

Major Group Elements

Level 2

Group Elements

Level 3

Individual Elements

A – SubstructureA10 – FoundationsA1010 – Standard Foundations
A1020 – Special Foundations
A1030 – Stab on Grade
A20 – Basement constructionA2010 – Basement Excavation
A2020 – Basement Walls
B – Shell (involucro)






B10 – Super StructureB1010 – Floor Construction
B1020 – Roof Construction
B20 – Exterior Enclosure

 

B2010 – Exterior Walls
B2020 – Exterior Windows
B2030 – Exterior Doors
B30 – RoofingB3010 – Roof Coverings
B3020 – Roof Openings
C – InteriorsC10 – Interior ConstructionC1010 – Partitions
Ecc. ecc.  

In der Tabelle ist die Unterteilung der Objekte von der größten Kategorie, bis zum Objekt im Detail mit verschiedenen Farben hervorgehoben, z.B.: Die Kategorie Substructure  (Unterbau) ist mit einem Großbuchstaben A gekennzeichnet und wird in  zwei Unterkategorien Foundations  (Fundamente) und Basement construction (Untergeschoss) angegeben. Die Unterkategorie der Fundamente, ist mit dem Code A10 gekennzeichnet. Diese Kategorie umfasst das individuell Standard Foundations-Objekt (Standard-Fundamente), das mit dem Code A1010 gekennzeichnet ist.

Wie bei anderen Klassifizierungssystemen, wird jedem Objekt, ein alphanumerischer Code, entsprechend der spezifischen Informationsebene zugeordnet.

Es ist Zweifellos, dass dieses Klassifizierungssystem, die analytische Effizienz des wirtschaftlichen Aspekts des Produktionsprozesses begünstigt hat.

Die folgende Abbildung zeigt, wie ein beliebiges Objekt (z.B. ein Dach) eines IFC-Modells klassifiziert werden kann.

Mit dem kostenlosen usBIM.viewer+ können Sie selbst die Objekte eines beliebigen 3D-Modells (IFC, DWG, SKP usw.) klassifizieren. Öffnen Sie einfach eine beliebige Datei, (hier können Sie eine Beispieldatei herunterladen) und wählen Sie die Schaltfläche „Edit“ im Abschnitt „ Classification“ der Multifunktionsleiste.

Farbbild, das IFC und Klassifikationssysteme im Bauwesen anzeigt und ein Beispiel für die UniFormat-Klassifikation mit usBIM.view+

IFC und Klassifikationssysteme im Bauwesen | Beispiel der UniFormat-Klassifikation mit usBIM.viewr+

MasterFormat

MasterFormat wurde im Jahr 1963 veröffentlicht und 1974 von den nordamerikanischen Forschungsinstituten CSI (Construction Specification Institute) und CSC (Construction Specification Canada) aktualisiert.

MasterFormat ist derzeit das am meisten verwendete Klassifizierungssystem in der Bauindustrie in den Vereinigten Staaten von Amerika und Kanada. Dieses Klassifizierungssystem verfügt über eine hierarchische Struktur und unterscheidet sich dadurch, dass obwohl diese in Gruppen und Untergruppen unterteilt ist, sie nicht nummeriert sind.

Stattdessen, sind die mit den Untergruppen verbundenen „Abteilungen“ nummeriert.

Jede Abteilung ist wiederum in „Abschnitte“ unterteilt, die durch eine sechsstellige Nummer gekennzeichnet sind und jederzeit erweitert werden können, ohne die allgemeine Reihenfolge des gesamten Systems zu ändern.

Specifications Group
General Requirements Subgroup
Division 01 – General Requirements
Facility Construction Subgroup
Division 02 – Existing Conditions
Division 03 – Concrete
Division 04 – Masonry
Division 05 – Metals
Division 06 – Wood, Plastics and Composites
Ecc. ecc.
Process Equipment Subgroup
Division 40 – Process Integration
Division 41 – Material Processing and Handling          Equipment
Division 42 – Process Heating, Cooling, and Drying Equipment
Ecc. ecc.
Farbbild das IFC und Klassifikationssystemen im Bauwesen anzeigt und einem Beispiel für die MasterFormat-Klassifikation mit usBIM.view+

IFC und Klassifikationssysteme im Bauwesen | Beispiel für MasterFormat-Klassifikation mit usBIM.viewr+

Die Norm ISO 12006-2

Schließlich verweisen wir auf ISO 12006, die man die Mutter aller Klassifikationssysteme im Bauwesen definieren könnte. Die erste Version der ISO12006 wurde von der International Organization for Standardization entworfen und veröffentlicht, als noch keine internationalen Systeme zur Standardisierung von Klassifikationssystemen vorhanden waren. Folgend wurde die ISO 12006-2 im Einklang mit dem technologischen Fortschritt und der Entwicklung verschiedener Klassifikationssysteme überarbeitet, mit dem Ziel Strukturen bzw. Tabellen zu erstellen, anhand derer Typen, Elemente und Beziehungen nach einer bestimmten Spezialisierung klassifiziert werden können.

Diese Tabellen beschreiben den gesamten Bauprozess, von der Vorentwurfsphase bis hin zum Bau und zur Instandhaltung. Nachfolgend finden Sie einige Beispiele von diesen Tabellen.

A.1 Construction entities (by form)

  • Buildings
  • Pavements/landscaping
  • Tunnels (and other underground constructions)
  • Embankments, retaining walls, dams
  • Tanks, silos, ecc.
  • Bridges, viaducts, ecc.
  • Towers, masts, superstructures
  • Pipes, ducts, cables

A.2 Construction entities (by function or user activity)

  • Hospital buildings
  • Health centre buildings
  • Footbridges
  • Airport terminal buildings
  • School buildings
  • Und weitere

A.3 Construction complexs (by function or user activity)

Bis zu den Detailelementen

A.7 Elements (by characteristic predominating function of the construction entity)

  • Floors
  • Roofs
  • Columns
  • Und weitere

A.8 Designed elements (element bytype of work)

Zu den Beziehungen und Akteure, die die Bauprozesse verbinden.

A.10 Management processes (by type of process)

  • Administrative management
  • Financial management
  • Marketing/sales management
  • Und weitere

A.15 Construction agents (by discipline)

  • Clients
  • Architects
  • Civil engineers
  • Und weitere

Die ISO12006-2-Klassifizierungsmethode, ist die, einer hierarchischen Struktur, welche von allgemeineren Informationen bis hin zu detaillierteren reicht. Diese beschränkt sich jedoch auf die Bereitstellung von Grundprinzipien eines unvollständigen und nicht betriebsbereiten Klassifizierungssystems. ISO12006-2 wird derzeit in BIM-Standards nur als Grundlage verwendet.

 IfcClassificationReference: IFCs und Klassifikationssysteme im Bauwesen

Auch der IFC-Standard verwendet Tools für die Datenklassifizierung, um Informationen zu übermitteln, die im Bauprozess nützlich sind und nicht in der Standardsprache ausgedrückt werden.

Es ist offensichtlich, dass es in vielen Fällen erforderlich ist, dem Modell Informationen hinzuzufügen und die bereits vorhandenen Daten, die durch die Standards ausgedrückt werden, zu implementieren.

Dieser Vorgang beinhaltet die Verwendung einer Sprache, die nicht durch den IFC-Standard kodiert ist. In diesen Fällen muss daher das zu übernehmende Vokabular vereinbart und allen interessierten Beteiligten (während der Planung, Ausführung, Wartung und Betriebsende) bekannt gemacht werden.

Die IfcClassificationReference-Klasse ist eine Form der „leichten“ Klassifizierung, dank der es möglich ist, das Gebäude in Teile zu zerlegen (die nach der Typologie der gewählten Klassifizierung definiert werden.

Der Zweck der Klassifizierung kann verschiedener Typologie sein, z.B. kann es nützlich sein, die Lesbarkeit des Modells zu verbessern, indem man den Objekten Details hinzufügt, mit der Möglichkeit diese differenziert auszuwählen; indem man beispielsweise Einflügeligen- und Zweiflügeligen Fenstern eine differente Klassifizierung zuweist, um diese getrennt auszuwählen und ein detailliertere Darstellung, der mit „Fenster“-Objekten verbundenen Informationen zu erhalten.

IFC und Klassifizierungssysteme im Bauwesen: Wie man operativ vorgeht

Wie erstellt man neue Klassifizierungen in einem IFC-Modell? Besteht die Möglichkeit, es auf einfache Weise auszuführen?
Folgend finden Sie ein praktisches Beispiel, um zu sehen wie man vorgeht. Folgen Sie diese Schritte:

  • Downloaden und installieren Sie kostenlos usBIM.viewer+;
  • Klicken Sie auf Datei>Öffnen und wählen Sie die hochzuladende IFC-Datei;
  • Um das Modell zu ändern, klicken Sie auf IFC>Bearbeiten;
  • Wählen Sie (manuell oder durch Auswahlgruppen) die Objekte aus, denen eine Klassifizierung hinzugefügt werden soll;
  • Klicken Sie aus der Symbolleiste, im Abschnitt „Klassifikationen“, auf Bearbeiten;
  • Wählen Sie, im geöffneten Dialog den Klassifizierungstyp (Masterformat, Omniclass, Uniclass usw.) und die zugehörigen Unterkategorien;
  • Klicken Sie nach Abschluss des Vorgangs, auf Bestätigen.
IFCs und Klassifikationssysteme im Bauwesen - animiertes GIFs zum Festlegen der IfcClassificationReference in usBIM.viewer+

Animiertes GIF | Einstellen der IfcClassificationReference in usBIM.viewer+

Nachdem Sie das gewünschte Objekt ausgewählt haben, können Sie die gerade zugewiesenen Informationen in der Eigenschaften-Toolbox (rechts) lesen:

  • IfcClassificationReference verdeutlicht den Code, dem eine Informations-Typologie entspricht, die von uns hinzugefügt wurde;
  • IfcClassification verdeutlicht den angewendeten Klassifizierungs-Typ.

Da es sich nicht um eine Norm handelt, sollte stets beachtet werden, sich im Voraus zwischen den verschiedenen Interessengruppen, über den zu übernehmenden Klassifizierungs-Typ zu einigen, um den Informationsaustausch eindeutig zu gestalten.

Überprüfung einer IFC-Datei, die mit anderen Softwares klassifiziert wurde

Wenn Sie eine (von einer beliebigen Software generierte) IFC-Datei mit der Objekte-Klassifizierung erhalten, können Sie die Informationen wie folgt überprüfen:

  • Öffnen Sie die Datei mit usBIM.viewer+;
  • Wählen Sie ein Objekt;
  • Lesen Sie in der Eigenschaften-Toolbox die folgenden Werte:
    • IfcClassificationReference, die den Code enthält;
    • IfcClassification die das Klassifizierungssystem enthält.
Bild, das die Überprüfung der Objekt-Klassifizierung mit der Software usBIM.viewer+ anzeigt

Überprüfung der Objekt-Klassifizierung mit usBIM.viewer+

In der Abbildung oben sehen Sie, wie das ausgewählte Fenster mit dem Code Ss_25_30_95_26 klassifiziert wurde, der sich auf das UniClass 2015-System bezieht.

Download der Beispieldatei und der Software

Beispieldatei IFC+

usBIM.viewer+

usbim-viewer
usbim-viewer