Wie man BIM-Koordinationsmodelle erstellt

In den letzten Jahren hat das Building Information Modeling (BIM) die Bauindustrie revolutioniert, indem es einen kollaborativen und digitalen Ansatz für das Management von Bauprojekten eingeführt hat. Mit BIM können Fachleute komplexe digitale Modelle erstellen, die nicht nur ein Gebäude grafisch darstellen, sondern auch Daten zu Planung, Kosten, Materialien und dem Management nach der Fertigstellung integrieren. Ein entscheidender Aspekt von BIM sind BIM-Koordinationsmodelle, die die Koordination zwischen verschiedenen Disziplinen – wie Architektur, Struktur und Anlagen – ermöglichen und so einen effizienteren Arbeitsablauf gewährleisten sowie Fehler und Konflikte zwischen den Teams reduzieren.

Ziel dieses Artikels ist es, im Detail zu erkunden, was BIM-Koordinationsmodelle sind, wie sie funktionieren und wie sie zur Optimierung des Managements von Bauprojekten eingesetzt werden können. Wir werden Ihnen auch einige praktische Beispiele zeigen, wie Sie ein BIM-Koordinationsmodelle mit BIM federated Model Software verwalten können, um zu verstehen, wie Sie diese Technologie anwenden können, um die Koordination zwischen den Teams zu verbessern und Zeit sowie Ressourcen zu sparen.

BIM-Koordinationsmodelle, Definition

Unter BIM-Koordinationsmodell versteht man eine Reihe von 3D-Modellen, die sich auf bestimmte Disziplinen (Architektur, Tragwerk, Anlagenbau usw.) beziehen und in einer einzigen Ansicht integriert sind, um ein einziges vollständiges digitales Gebäudemodell zu erstellen, das multidisziplinär und umfassend ist.

In einem Koordinationsmodell laufen alle Informationen des Gebäudes zusammen, die sich auf die Geometrie, die Struktur, Elektronstallation, Sanitäranlagen, Heizung, erneuerbare Energien usw. beziehen.

Das Koordinationsmodell besteht aus miteinander verbundenen sowohl unterschiedlicher Komponenten, die ihre Identität oder Integrität nicht verlieren. Dies bedeutet, dass jede Änderung an einer einzelnen Komponente des föderierten Modells keine Änderung an anderen Komponenten desselben föderierten Modells impliziert.

Die Komponenten des Koordinationsmodells können von demselben Fachmann oder von verschiedenen Team-Mitgliedern, die separat arbeiten, erstellt werden, jeder für seinen eigenen Fachbereich.

In der Regel beginnt dieser Prozess mit der Architekturmodellierung des Bauwerkes, auf deren Basis die anderen Planer wie Tragwerksplaner, Anlagenbauer usw. durch den Import des Architekturmodells im IFC-Format, die Teile ihrer jeweiligen Kompetenz entwickeln. Die einzelnen Teile fließen dann in das Koordinationsmodell, welches nach Fertigstellung die vollständige digitale Repräsentation des Werkes darstellt.

Die Zusammenführung zwischen Modellen, kann durch Einsatz von BIM-Tools verwaltet werden, die in der Lage sind, die verschiedenen beteiligten Disziplinen zu koordinieren und eine gemeinsame Informationsbasis für die verschiedenen Team-Mitglieder zu erstellen. Ziel ist es, Probleme, Konflikte und Inkonsistenzen, die sich aus dem Vergleich und der Überschneidung verschiedener Modelle ergeben, zu überprüfen und bewältigen.

Die Koordination dieser Prozesse beinhaltet daher auch, die Kontrolle, das Management und die Überwachung möglicher Konflikte zwischen den einzelnen Teilen des Koordinationsmodells, welche die Einbindung bestimmter Berufsfiguren erforderlich machen. Die Norm UNI 11337 identifiziert insbesondere zwei Managementfiguren, den BIM-Manager und den BIM-Coordinator, und mit einer operativeren Ausbildung, den BIM-Specialist.

Darstellung von BIM-Koordinationsmodellen

Vorteile des Koordinationsmodells

Die Verfügbarkeit eines Koordinationsmodells, das alle Daten zu den verschiedenen Disziplinen integrieren kann, hat einen wichtigen Einfluss auf viele Verwaltungsaspekte eines BIM-Projekts.

Unter anderem:

• Koordination
  • verbessert das Verständnis des Projekts in all seinen Teilen;
  • garantiert jedem Zugang zu Informationen;
  • erleichtert informierte Entscheidungsfindung, Koordination der Planung;
  • erleichtert die Interferenzerkennung;
  • verbessert Projektgenehmigungsprozesse;
  • stellt einen Informationscontainer dar, der im Laufe der Zeit von jedem eingesehen und umgesetzt werden kann.
• Störungserkennung
  • ermöglicht es, interdisziplinäre Konflikte zu erkennen; wie z.B. während der Ausarbeitung des Struktur- und Anlagenmodells könnte sich eine Clash zwischen einem Klimakanal und einem austretenden Träger verifizieren. Dieser interdisziplinäre Konflikt hätte nicht hervorgehoben werden können, wenn die Modelle nicht zusammengeführt worden wären. Auf diese Weise wird es einfach einzugreifen, um Planungsfehler zu korrigieren und mit dem Entwurfs- und Konstruktionsprozess der Arbeit fortzufahren;
  • ermöglicht Zeit und Ressourcen zu sparen, die sonst für die Überarbeitung neuer Konstruktionslösungen, Revisionen und Varianten, erforderlich wären.
• Genaue und realistische Schätzungen
  • liefert konsolidierte und präzise Daten;
  • beinhaltet alle grafischen, metrischen, geometrischen Daten und Informationen zu einzelnen Komponenten;
  • ermöglicht genaue Schätzungen über Menge, Kosten und Ausführungszeiten der Arbeiten auf Grundlage der in den IFC-Dateien enthaltenen Daten.

Komponenten eines BIM-Koordinationsmodellls

Im Bereich BIM ist ein Koordinationsmodell die Zusammenstellung mehrerer disziplinärer Modelle und der entsprechenden Komponenten, die separat verwaltet, aber gleichzeitig gemeinsam visualisiert und koordiniert werden können, auf einer einzigen Plattform zu folgenden Zwecken:

• BIM-Koordination, also der Prozess der Koordination zwischen den verschiedenen Akteuren, die an einem BIM-Prozess beteiligt sind, um das Management eines Bau- oder Infrastrukturprojekts (von der Planungsphase bis zur Stilllegung) zu optimieren;
• Clash Detection und Clash Management, also die Erkennung von Konflikten zwischen kollidierenden Elementen und deren Verwaltung und eventueller Lösung;
• Projektmanagement, um stets aktuelle Informationen über das Objekt bereitzustellen und somit die Leistung des Gebäudes zu verbessern, die Eingriffe und die Gesamtkosten für die Wartung zu reduzieren;
• Model Checking, also die Überprüfung und Kontrolle zur Validierung der in der Authoring-Phase produzierten BIM-Modelle.

Die Komponenten der verschiedenen disziplinären Modelle, die gemeinsam durch das Koordinationsmodell dargestellt werden, sind:

• architektonisches Modell;
• strukturelles Modell;
• technisches Modell (TGA);
• energetisches Modell;
• Baustellenmodell (BIM 4D);
• Kostenmodell (BIM 5D)

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Wie man ein Koordinationsmodell erstellt und verwaltet

Wie wir im vorherigen Abschnitt gesehen haben, vereint ein Koordinationsmodell die verschiedenen disziplinären Modelle (architektonisch, strukturell, technisch usw.) in einer einzigen Umgebung und sammelt somit eine beträchtliche Menge an Informationen, die gleichzeitig für Analysen, Überprüfungen und die Zusammenarbeit der verschiedenen beteiligten Stakeholder genutzt werden können. Aber wie erstellt und verwaltet man ein so reichhaltiges Modell? Lassen Sie es uns Schritt für Schritt gemeinsam ansehen:

1. Planung und Projektaufsetzung
   1. Erstellung des BIM Execution Plan (BEP)
      • Regeln zu: Detailierungsgraden (LOD), Namenskonventionen, Dateistruktur, IFC-Standards, Codes und Eigenschaften.
      • Definition von Rollen und Verantwortlichkeiten: BIM-Manager, BIM-Koordinator, disziplinäre Teams.
   2. Erstellung der Struktur des Common Data Environment (CDE): Unterteilung in Ordner (Work In Progress, Shared, Published, Archived), um Bau- und Infrastrukturprojekte online zu visualisieren, zu teilen und zu verwalten.
2. Erstellung der disziplinären Modelle: Jede Disziplin arbeitet an ihrem eigenen Modell in nativen Softwareanwendungen, folgt jedoch Richtlinien für eine einfache Zusammenführung. Die Richtlinien umfassen die Verwendung von gemeinsamen Koordinaten (Georeferenzierung), gut strukturierten Modellen und den Export in openBIM-Formate.
3. Koordinationsmodelle
   1. Importieren der Modelle in die Federation-Software, Überlagerung der Modelle, aber Beibehaltung ihrer logischen Trennung;
   2. Überprüfung der Positionierung und Konsistenz, d.h. Überprüfung der korrekten Ausrichtung aller Modelle (gleiche Herkunft, Maßstab, Ausrichtung).
4. Koordination und Clash Detection, d.h. Identifizierung möglicher Konflikte zwischen den Elementen des Koordinationsmodells und Verwaltung sowie Lösung der BIM-Probleme, indem die festgestellten Probleme dokumentiert und nachverfolgt werden.
5. Aktualisierungen und Versionierung, die disziplinären Teams aktualisieren die Modelle gemäß den vereinbarten Revisionen. Die aktualisierten Modelle werden im CDE neu geladen und erneut zusammengeführt.
6. Teilen und Validierung, diese Phase besteht darin, das Modell im openBIM-Format (IFC) zu exportieren und es mit den verschiedenen Stakeholdern zur Genehmigung, Validierung, für 4D-Nutzungen (Zeit) oder 5D (Kosten) zu teilen.
7. Endabnahme und Nutzung auf der Baustelle oder für Management und Wartung.

Beispiel für Koordinationsmodelle

Um ein praktisches Verständnis von BIM-Koordinationsmodellen zu haben, geben wir Ihnen die Möglichkeit, ein Koordinationsmodell mit dem integrierten System usBIM zu visualisieren und zu testen.

Melden Sie sich einfach auf der Seite von usBIM an, und geben Sie Ihre ACCA-Account ein.

Wenn Sie noch kein ACCA-Account haben:

1. 1. Gehen Sie auf die MyACCA-Seite;
   2. Registrieren Sie sich, indem Sie Ihre Daten eingeben;
   3. Geben Sie Ihre E-Mail und ein Passwort ein.

Wie man auf usBIM zugreift

Nun sind Sie bereit, eine der Beispieldateien zu verwenden, die im Ordner „Mit mir geteilt“ verfügbar sind, um alle Funktionen  von usBIM.federation selbst zu testen.

Die verfügbaren Dateien sind:

• Federation of IFC MODELS – eine Zusammenführung von Modellen im IFC-Format
• Federation of various 3D MODELS – eine Zusammenführung von Modellen, mit Edificius, Revit erstellt, zu denen Punktwolken, texturierte Mesh usw. hinzugefügt werden.

Sehen wir jedoch im Detail, welche Funktionen Sie nutzen können, und über welche Eigenschaften eine Zusammenführung von BIM-Modellen verfügt.

Eigenschaften der Koordinationsmodelle

Um die Eigenschaften eines BIM-Koordinationsmodells zu analysieren, werden wir von der Beispieldatei ausgehen, die im Ordner „Mit mir geteilt“ von usBIM verfügbar ist. Auf diese Weise können Sie beim Öffnen des gleichen Modells, Schritt für Schritt die Anweisungen folgen.

Um die Datei „Federation of IFC MODELS“ zu öffnen, klicken Sie auf das Bildschirmsymbol, das auf der rechten Seite der ausgewählten Datei entspricht.

Sobald die Datei geöffnet ist, können Sie das Modell mit den entsprechenden Befehlen von usBIM.browser verwalten:

• Kamera zum Visualisieren des Modells mit zwei verschiedenen Modi: Umkreisen und Erste Person;
• Projektion der Kamera zur Auswahl zwischen orthografischer oder perspektivischer Ansicht;
• Anmerkungen, um dem Modell Anmerkungen (Links und Videos) zuzuordnen und Informationen sowie nützliche Daten während des Entwurfs, der Wartung und der Verwaltung der Arbeit hinzuzufügen;
• Maßeinheiten zur Durchführung von Linear-, Winkel- und Flächenmessungen direkt am Modell;
• Erscheinungsbild, um den Visualisierungsstil je nach Modus anzupassen: Anzeige von Polygonen, Linien, Begrenzungsrahmen und 2D-Geometrie;
• Schatten, um die Beschattung des Gebäudes zu verwalten, indem Datum (Tag/Monat/Jahr), Uhrzeit, Ausrichtung und Breite/Länge definiert werden;
• usBIM.reality/Real-Time Rendering & VR, um das Modell in erster Person zu visualisieren und es mit Virtual-Reality-Viewern zu „betreten“;
• Vollbild zum Anzeigen der 3D-Umgebung im Vollbildmodus, wobei die Bildschirmgröße zum Anzeigen des BIM-Koordinationsmodell optimal genutzt wird;
• Help, um alle Informationen für die Navigation sowohl im „Orbit“- als auch in „Erster Person“-Modus zu erhalten.

Das angezeigte Modell ist eine Ansicht, in der mehrere Modelle im IFC-Format überlagert sind:

• Architekturmodell – mit Wänden, Türen, Fenstern usw.;
• Tragwerksmodell – bestehend aus Stützen, Träger und Decken aus Stahlbeton;
• Sanitäranlage – in dem die Abfluss- und Versorgungsleitungen, Anschlusselemente usw. sichtbar sind.

Es ist jedoch möglich, jedes Koordinationsmodell separat in all seinen Teilen anzuzeigen, indem die Sichtbarkeit der einzelnen Objekte verwaltet wird.

Insbesondere ist es möglich:

• die einzelnen Modell-Objekte „Ein- und Auszuschalten“, indem auf das neben jedem Objekt vorhandene Glühbirnen-Symbol geklickt wird;
• die Transparenz des Modells anzupassen, um die Überlappung von Elementen vollständig zu visualisieren;
• die Farben einzelner Objekte zu verwalten, um deren Lesbarkeit innerhalb der Zusammenführung zu erleichtern.

Mit dieser Funktion kann das Modell visuell analysiert werden, um mögliche Konflikte zu erkennen.

Das BIM-Koordinationsmodell ist nicht nur die grafische Darstellung einer 3D-Visualisierung, sondern ein System parametrischer Objekte, welche eine unendliche Menge an Informationen, Daten und Eigenschaften enthalten, die ständig aktualisiert werden und für die Verwaltung und Wartung des Bauwerks unverzichtbar sind.

Durch die Auswahl eines beliebigen Modell-Objekts, wie z.B. ein Fenster im Architekturmodell, können dessen Eigenschaften in der Toolbox rechts gelesen werden und die geometrischen Daten, Materialeigenschaften usw. analysiert werden.

Darüber hinaus können neue Informationen (wie z.B. Datenblätter, Bilder, Dokumente usw.) hinzufügt werden, um das Informationssystem zu implementieren und im Laufe der Zeit zu aktualisieren.

Wie man die Objekt-Eigenschaften eines föderierten Modells mit usBIM lesen kann

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FAQ – BIM-Koordinationsmodell

1. Was ist ein BIM-Koordinationsmodell?

Ein BIM-Koordinationsmodell ist die Integration von 3D-Modellen aus verschiedenen Disziplinen (wie Architektur, Struktur und Anlagen) in einer einzigen Visualisierung, wodurch ein vollständiges digitales Modell des Gebäudes entsteht. Dieser Ansatz ermöglicht es, Daten aus mehreren Bereichen des Projekts zu koordinieren, die kollaborative Verwaltung zu verbessern und Konflikte sowie Fehler zwischen den Teams zu reduzieren.

2. Was sind die Vorteile der Verwendung eines BIM-Koordinationsmodells?

• Bessere Koordination zwischen den verschiedenen Disziplinen.
• Erkennung von Interferenzen, ermöglicht die Identifizierung und Lösung interdisziplinärer Konflikte.
• Zentralisierter Zugang zu Informationen, was den Entscheidungsprozess und den Austausch zwischen den Stakeholdern erleichtert.
• Genauere und realistische Schätzungen zu Mengen, Kosten und Ausführungszeiten, dank der Zentralisierung der Daten in den Formaten IFC, RVT und DWG.
• Zeit- und Ressourcensparnis, Vermeidung von späten Änderungen und kostspieligen Fehlern in den späteren Phasen des Projekts.

3. Wie erstellt man ein BIM-Koordinationsmodell?

Der Prozess zur Erstellung eines BIM-Koordinationsmodells beginnt mit der Modellierung der verschiedenen Disziplinen (architektonisch, strukturell, technisch usw.), gefolgt von der Integration der Modelle in einer einzigen Plattform. Die Hauptschritte umfassen:

• Erstellung des BIM Execution Plan (BEP) und Definition der Rollen.
• Verwendung von Software zur Zusammenführung der Modelle, die es ermöglicht, die Modelle in den Formaten IFC, RVT, DWG und anderen zu importieren und auszurichten.
• Koordination durch Clash Detection, um Konflikte zwischen den Modellen zu identifizieren und zu lösen.
• Teilen und Validierung des Modells zwischen den Stakeholdern, um sicherzustellen, dass alle Parteien in Echtzeit auf dem neuesten Stand sind.

4. Wie kann ich Konflikte zwischen BIM-Koordinationsmodellen erkennen und lösen?

Die integrierte Clash Detection-Funktion in der BIM-Software ermöglicht es, Konflikte zwischen den Modellen zu identifizieren, wie z.B. die Interferenz zwischen Strukturen und Anlagen. Dies ermöglicht es, Konflikte zu lösen, bevor die Arbeiten auf der Baustelle beginnen, wodurch kostspielige Änderungen und Verzögerungen vermieden werden. Die Verwendung einer BIM-Software für die Zusammenführung wie usBIM.federation macht diesen Prozess schnell und einfach.

5. Kann ich ein BIM-Koordinationsmodell in 3D oder VR visualisieren?

Ja, Software wie usBIM bietet fortschrittliche 3D-Visualisierungs- und Virtual-Reality (VR)-Funktionen. Diese Funktionen ermöglichen es, das Koordinationsmodell immersiv zu erkunden, was das Verständnis des Projekts und die Überprüfungen in Echtzeit erleichtert, auch für remote Teams und Stakeholder.

6. Welche Komponenten kann ein BIM-Koordinationsmodell enthalten?

Ein BIM-Koordinationsmodell umfasst verschiedene Komponenten aus verschiedenen Disziplinen, wie:

• Architektonisches Modell
• Strukturelles Modell
• Technisches Modell (TGA)
• Energetisches Modell
• Baustellenmodell (4D-BIM)
• Kostenmodell (5D-BIM)

Jede Komponente bleibt separat, wird jedoch im Koordinationsmodell integriert, um eine umfassende Sicht auf das Projekt zu bieten.