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Leichter und sicherer planen mit ergänzenden 3-D-Informationen

Im Bauwesen und speziell in der Haus- und Gebäudetechnik hat sich bei der IT-gestützten Planung und Dokumentation in den letzten 10 Jahren eine enorme Entwicklung vollzogen. Dabei nimmt die Bedeutung des „Building Information Modeling“ – kurz BIM – kontinuierlich zu. Denn die Vorteile einer gewerkeübergreifenden, objektbasierten 3-D-Gebäudeplanung und Modellierung sprechen für sich: Hohe Wirtschaftlichkeit, Transparenz und Planungssicherheit sowie die Verbesserung der Qualität und der interdisziplinären Kommunikation. Der nachfolgende Beitrag veranschaulicht die BIM-Entwicklung und den praktischen Einsatz in einem Ingenieurbüro.

Gerenderte isometrische Darstellung eines TGA-Projektes, das mit der Software DDS-CAD erstellt wurde.

Dipl. Ing. Christoph Rackow, Geschäftsführender Gesellschafter des Ingenieurbüros Rackow & Partner: „Die Einführung des BIM-Ansatzes erfordert zwar ein neu zu entwickelndes Verständnis. Dafür sind die Vorteile aber enorm.“ Bild: Rackow & Partner

Neben Plausibilitäts- und Kollisionsprüfungen bietet die 3-D-Gebäudeplanung mit BIM u.a. die Möglichkeit, wenn Änderungen z.B. an der Geometrie eines Objektes erfolgen, automatisch die betroffenen angrenzenden bzw. beeinflussten benachbarten Objekte entsprechend ihrer Abmessungen anzupassen. Hinzu kommt, dass bestimmte Objekte zueinander eine fixierte, unveränderbare Distanz beibehalten können.

Einen vereinfachten Datenaustausch ermöglicht der direkte Zugriff aller Projektbeteiligten auf IFC/BIM-Dateien.

Planungsteam bei Rackow & Partner in Aktion. Gleichzeitig können mehrere Planer die Gewerke parallel bearbeiten. Bild: Rackow & Partner

 

Der Datenaustausch zwischen den an der Planung Beteiligten erfolgte lange Zeit durch die Schnittstellen-Standards DXF und DWG. Diese unterstützen jedoch nicht den wünschenswerten Transfer „intelligenter Daten“ mit ergänzenden technischen, objektspezifischen Informationen. Abhilfe hat hier u.a. die plattformübergreifende Objektsprache IFC (Industry Foundation Classes) geschaffen. Diese hat den Vorteil, dass alle Daten neutral und bidirektional zwischen verschiedenen CAD- und Facility-Management-Systemen ausgetauscht werden können. Oberflächen- und Volumenkörperfunktionen ergänzen diese Möglichkeiten, sodass anspruchsvolle und komplexe Objekte darstellbar sind.

Objektorientierte Planung
Mit dem Einzug der objektorientierten Planung, welche die Grundlage von BIM-Programmen bildet, wurde das Verhalten grafischer Objekte sowie die Relationen zwischen diesen erfasst. So ist die Software in der Lage, wenn z.B. Änderungen an der Geometrie eines Objektes erfolgen, automatisch die betroffenen angrenzenden bzw. beeinflussten benachbarten Objekte entsprechend ihrer Abmessungen anzupassen. Dies verdeutlicht das Beispiel „Verschiebung einer Außenwand“: Die BIM-Software kann in der Regel automatisch die angrenzenden Außen- und Innenwände, Decken sowie Böden verlängern, ebenso wie die Dachkonstruktion eine Anpassung erfährt. Hinzu kommt, dass sich Ausschnitte und Schnitte bei Änderungen am Gebäudemodell automatisch aktualisieren können und somit in Echtzeit zur Verfügung stehen.

Weiterhin kennzeichnend für eine solche BIM-Software ist, dass bestimmte Objekte zueinander eine fixierte, unveränderbare Distanz beibehalten. Dies kann auch auf die Dimensionierung von ausgewählten Objekten, wie Türen oder Fenstern innerhalb eines anderen Objekts zutreffen.

Eine Entscheidung mit Weitblick
Als sich das Ingenieurbüro Rackow & Partner und das Architekturbüro Gerd Goeb­gens vor 14 Jahren entschlossen haben, eine neue Planungssoftware anzuschaffen, waren insbesondere der interdisziplinäre Zusammenschluss zwischen Architektur und übergreifender Gewerkeplanung von Bedeutung. Das Ingenieur- und Architekturbüro entschied sich für die kommunikationskompatible und bereits damals durchgängige, gewerkeübergreifende BIM-Lösung „DDS-CAD“ des Softwarehauses Data Design System GmbH (DDS). Dieses Planungswerkzeug beschränkt sich bei BIM nicht auf die reine Gebäudedarstellung, sondern bezieht z.B. Trassenführungen, Verkabelungen, Lüftungsrohre und Verteiler in die BIM-Planungen mit ein. Diverse TGA-Berechnungen, Plausibilitäts- und Kollisionsprüfungen sowie Gestaltungs- und Dokumentationswerkzeuge runden das Leistungsspektrum der Software ab. Die gestellten Aufgaben können somit professionell, in kurzer Zeit und mit hoher Planungssicherheit in 3-D durchgeführt werden.
Das Architekturbüro arbeitete mit einer Architektursoftware, die zwar 3-D-Darstellungen ermöglichte, aber nicht exportieren konnte. Dennoch scheuten die Mitarbeiter des Ingenieurbüros den Zusatzaufwand nicht, die zugelieferten 2-D-DWG-Pläne in eine 3-D-BIM-Darstellung aufzubereiten, da sie von den Vorteilen der neuen Planungssoftware überzeugt waren.
Die beiden Unternehmen bearbeiten Projekte wie Krankenhäuser, Pflegeeinrichtungen, Industrie- und Verwaltungsgebäude bis hin zu Wohnanlagen und den privaten Wohnungsbau. Das Ingenieurbüro plant in diesem Rahmen Sanitär-, Heizungs-, Klima-/Lüftungs- und Elektroanlagen einschließlich Beleuchtungs-, Kommunikations- sowie Datentechnik und übernimmt auch die Bauüberwachung. „Aufgrund unserer Aufgabenstellungen werden an die eingesetzte Software hohe Anforderungen in Bezug auf eine ganzheitliche Betrachtungsweise und Durchgängigkeit bei der Projektbearbeitung gestellt“, erklärt Dipl. Ing. Christoph Rackow, Geschäftsführer des gleichnamigen Ingenieurbüros. Diese Anforderungen konnten durch die DDS-CAD-Software erfüllt werden.

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Leichtes Änderungsmanagement
Bereits seit mehreren Versionen von DDS-CAD besteht für Planer die Möglichkeit, gleichzeitig Einsicht in andere Gewerke des gleichen Objekts zu nehmen, um z.B. mögliche Kollisionen auszuschließen und ggfs. für den Kollegen einen entsprechenden Abstimmungsvorschlag im System abzusetzen. Dabei ist die Durchführung von gewissen Änderungen, aufgrund vorgegebener Berechtigungen oder aus bautechnischen Aspekten (z.B. Durchbruch einer tragenden Wand), ausgeschlossen.
„Die Modellbeschreibung, die Bereitstellung der zugehörigen Dokumentation und insbesondere das Änderungsmanagement erfolgen durch intuitive Bedienerführung und vornehmlich vollautomatisch“, erläutert Rackow und weiter: „Qualität und Zuverlässigkeit der Planungsergebnisse lassen dabei keine Wünsche offen. Doch der größte Nutzen besteht aus unserer Sicht darin, dass das unbeliebte Thema „Änderung“ nunmehr eine sehr konstruktive Komponente darstellt. Denn der Planer wird heute in die Lage versetzt, inhaltlich wesentlich verbesserte, also optimale Auslegungen in der gesamten Gebäudemodellierung z.B. unter energie- oder beleuchtungstechnischen Aspekten zu realisieren. So können aufgrund des Änderungsmanagements durch Veränderung bestimmter Parameter leicht „was-wäre-wenn“-Analysen bzw. Simulationen durchgeführt werden.“ So lassen sich beispielsweise durch Änderungen des Lichteinfalls unmittelbar Schlussfolgerungen auf den Energiebedarf und die erforderlichen Installationen ausweisen.

Datenübergabe
Mittlerweile ist die neueste DDS-CAD Version 7.3 auf dem Markt, welche die OpenBIM-Planungslösung der Vorgängerversion 7.2 um zahlreiche Neuerungen und Optimierungen ergänzt. So wird die Nutzung des BIM Colaboration Format (BCF) ermöglicht, sodass die interaktive Projektkommunikation zwischen verschiedenen OpenBIM-Lösungen und unterschiedlichen Gewerken erleichtert wird. BCF dient zur Koordination und Synchronisation einzelner überlappender Planungen an Objekten bzw. in bestimmten Gebäudeabschnitten. Mit der Punkt-für-Punkt-Übertragung der gewerkebezogenen Planungsdaten werden die Änderungsanliegen einzeln im Gebäudemodell ausgewiesen und sind somit erkennbar für andere Disziplinen.
Der Trend geht dahin, dass mithilfe des neuen Formats BCF und einer speziellen Verwaltungssoftware auf einem eigens eingerichteten BIM-Server die Koordination noch gezielter und schneller erfolgt. Denn die vermerkten Änderungsanliegen werden als solche von der Software erkannt und automatisch per E-Mail an den zuständigen Fachplaner einer anderen Disziplin gesandt.

Diese Multiuserfähigkeit trägt zu einer Effizienzsteigerung bei. Während z.B. Verteiler, Notstromversorgung, Beleuchtung und Auslegung der Heizung geplant werden, widmet sich ein anderer Fachplaner den Aufgabenstellungen in der Klima- und Lüftungstechnik sowie ein weiterer oder auch mehrere dem sanitären Bereich. Dabei sorgt z.B. DDS-CAD-Gebäudetechnik für Aktualisierung und Koordinierung der Daten und unterbindet u.a. mögliche Kollisionen zwischen Lüftungskanälen, Heizungs-/Sanitärrohren und Elektroleitungen bzw. –trassen.

Fazit
„Im Zusammenhang mit der aktuellen DDS-CAD Version sind für uns zum einen die Erweiterung einer zweidimensionalen DWG-Datei zu einem 3-D-Gebäudemodell und zum anderen die dynamische Dimensionsanzeige der geplanten Bauelemente interessant“, berichtet Rackow und resümiert: „Die neue CAD-Version unter­streicht die gewohnte Praxisnähe, Funktionalität und Benutzerfreundlichkeit der DDS-Planungswerkzeuge.“

Bilder, soweit nicht anders angegeben: Data Design System GmbH, Ascheberg

www.dds-cad.com

 


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