Die Dimensionen des BIM: 3D, 4D, 5D, 6D, 7D

Eine intuitive Möglichkeit, die Dimensionen von BIM- und Informationsdaten in einem „BIM-based“ Entwurf zu entdecken

Ein absolut intuitiver und vielleicht sogar suggestiver Weg, um die Themen zu definieren, die bei Digitalisierung des Bauens eine Rolle spielen, ist die Bezugnahme auf die „Dimensionen“.

Für die geometrische Beschreibung sind 3 Dimensionen ausreichend, um weitere Informationen einzuführen, können wir neue beschreibende Modalitäten verwenden und auf andere Dimensionen verweisen, wie z.B. Zeiten, Kosten usw.

Ein illustratives Bild der technischen Aspekte der Themen, die in einem „BIM-based“ Entwurf betrachtet werden, ist folgendes:

Dimensionen der BIM-Methodik

Wie viele und was sind die Dimensionen von BIM?

BIM beinhaltet nicht nur die Erstellung eines 3D-Gebäude-Modells, sondern ermöglicht, dem Modell eine Reihe von Attributen hinzuzufügen, die sowohl für die Planung als auch den Bau oder Wartung gültig sind.

Die BIM-Dimensionen, denen die Art von Informationen entspricht und vom Planer verwaltet werden können, sind:

  • 3D: Dreidimensionale Modellierung;
  • 4D: Zeitplanung | Erstellung von Gantt-Diagramms und Zeitplänen zur Kontrolle und Verwaltung der Bauphasen;
  • 5D: Kostenplanung | Kostenkontrolle, Aufmaß usw.;
  • 6D: Nachhaltigkeit und Effizienz | ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeit;
  • 7D: Lebenszyklus-Informationen und Wartung | Facility Management: Planung und Verwaltung von Wartungsmaßnahmen.

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3D-BIM: nur ein Problem der geometrischen Modellierung?

Der Einsatz modernster Werkzeuge zur Realisierung eines digitalen Baumodells ermöglicht eine immer bessere grafische Detaillierung des Entwurfs un garantiert sowohl eine realistische Wiedergabe des ästhetischen Erscheinungsbildes als auch eine ausgezeichnete geometrische Anpassung der modellierten Elemente.

Die Probleme, die während der Entwurfsphase gelöst werden können, beschränken sich nicht nur auf die Modellwiedegabe, welche von den anderen beteiligten technischen Disziplinen losgelöst betrachtet wird, sondern betreffen auch die Interaktion der verschiedenen Beteiligten/Disziplinen als Teil dieser Methodik.

Es entsteht somit die Notwendigkeit einer Verwaltung, die als “model checking” bekannt ist, welche aus zwei verschiedenen Vorgängen besteht:

  • code checking, das heißt die Überprüfung der Konformität des Modells gemäß der Projekt- und Gesetzesanforderungen.
  • clash  detection, das heißt die präventive Analyse der geometrischen und nicht- geometrischen Konflikte, die im Modell vorhanden sind.

All dies schließt die Notwendigkeit einer formalen Überprüfung dessen, was in jeder Disziplin modelliert wurde, nicht aus.

4D-BIM: die Dimension des BIMs, die den Bauzeitenplan identifiziert

Die 4D-Dimension von BIM, fügt den 3 geometrischen Dimensionen, „zeitliche“ Komponente hinzu, so dass die verschiedenen Akteure in einem Projekt die Dauer einer Aktivität oder die Arbeit selbst über die Zeit und damit den Verlauf einer Bauphase visualisieren können.

4D-BIM vereinfacht die Planung, die Ausführung und die spätere Wartung des Bauprojekts.

Die traditionellen Methoden, welche die Gebäudeplanung (Gantt– und Pert-Diagramm usw.) zur Verwaltung der Baustellendauer oder allgemeiner des Auftrags haben Grenzen und  Kritikalitäten:

  • Informationenverlust bei der Datenübertragung vom Entwerfer zur Baufirma.
  • Mangelnde Kommunikation zwischen Bauleitung und Lieferant.
  • Anwesenheit und präzise Platzierung der Materialien auf der Baustelle.
  • Status der Arbeitsausführung.

Die Notwendigkeit, die Arbeitszeiten auf dynamische sowie für analytische Auswertungen offene Weise zu reduzieren, verwalten und reorganisieren, kann durch Einsatz neuer Werkzeuge und neuer Methoden angegangen werden.

Der Aufbau der WBS – Work Breakdown Structure ermöglicht die analytische Gliederung eines Projektes in einzelne Bestandteile. Diese sind besonders darauf ausgerichtet, mit dem Modell verknüpft zu werden, um den Fortschritt der Arbeit zu extrapolieren, organisieren und leicht sichtbar zu machen, was eine Erneuerung des Managements dieser Dimension ermöglicht.

5D-BIM: Mengen und Kosten. Neue mögliche Wege, oder ist alles schon festgelegt?

Die fünfte Dimension des BIMs ist “Quantity Take Off“: die Extraktion der  Maße aus dem Projekt, um die Materialmengen zu definieren, welche zur Realisierung eines oder mehrerer Elemente notwendig sind.
Sobald dieser Vorgang abgeschlossen ist, müssen die Preislistenposten, die den Verarbeitungen zugeordnet werden sollen, inklusive dem relativen Stückpreis ausgewählt werden, wodurch der Betrag bestimmt wird

Im Allgemeinen wird die Berechnung entsprechend den Änderungen (Evolution) des Projekts aktualisiert; in diesem Fall besteht das Risiko, dass einige Daten nicht aktualisiert werden.

Durch einen Vergleich zwischen Aufmaß und 4D- BIM,  ist es möglich, zu bewerten, ob das Ergebnis ein statisches oder dynamisches Produkt sein soll. Das Ergebnis kann beispielsweise mit Aspekten wie z.B. Wartung verknüpft werden, die miteinander verbunden sind, jedoch getrennt behandelt werden.

Es wird so klar, wie das Umdenken der Prozesse, Interaktionen und Werkzeuge das Informationsmanagement rationalisieren und optimieren kann, indem diese Dimension mit anderen Aspekten des “ “life cycle building” verknüpft wird.

6D-BIM: Nachhaltigkeit und Effizienz

Die sechste Dimension umfasst das Management von allem, was mit der nachhaltigen Entwicklung eines Gebäudes zu tun hat, beispielsweise die Energieanalyse. 6D BIM dient dazu Arbeit oder ihre Elemente entsprechend der Nachhaltigkeit (ökonomisch, ökologisch, energetisch usw.) des Eingriffs zu simulieren.

Die Analyse der Energieeffizienz bereits in den Projektphasen ermöglicht die Einführung der geeignetesten technischen Lösungen, um einen geringeren Energieverbrauch zu und die Nachhaltigkeit des Projekts zu gewährleisten.

7D-BIM: Wo endet das Projekt und wo beginnt die Verwaltung?

Eines der Ziele der BIM-Methodik, besteht darin, ein virtuelles (dreidimensionales und informatives) Modell zu erstellen, das so realitätsnah wie möglich ist. Ein als „As-built“ definiertes Modell, welches nicht nur den Entwurf beinhaltet, sondern die tatsächliche Umsetzung  während der Bauphase.

Alles, was während des Projekts konzipiert wird, wird normalerweise auf der Baustelle überprüft und modifiziert, um mögliche Varianten während des Bauprozesses anzugehen oder geometrische oder betrieblichen Konflikten zu bewältigen, welche während der Planungsphase nicht berücksichtigt wurden.

Dieses Modell ist nicht als Modell gedacht, das mit einer einzigen „BIM-Authoring“ -Software erstellt wird, sondern als Produkt einer Reihe von Modellen, die mit Softwares erstellt werden, welche das Bauwerk in einer dem Grad der digitalen Entwicklung angemessenen Weise beschrieben (LOD als “Level of Development”).

Das „Modell“ muss die Übertragung der Informationsdatenbank umfassen, welche rund um die virtuelle Darstellung des „Objekts Gebäude“ aufgebaut ist, um das komplette Produkt zu bewahren und übertragen.

Kann dieser Prozess als abgeschlossen betrachtet werden? Und kann man außerdem die Lieferung des bisher erstellten Produkts als fertiges Produkt definieren?

Wenn man über “ life cycle building“ spricht, dürfen Aspekte der Instandhaltung und des Betriebsendes sowie Sanierung des Bauwerks nicht ignoriert werden.

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