BIM-Modelle regelbasiert prüfen

Dalux

Die regelbasierte Modellprüfung beschleunigt und rationalisiert die Qualitätskontrolle von BIM-Modellen, senkt Fehlerquoten und steigert die Planungsqualität. Möglichkeiten und Grenzen im TGA-Bereich.

Kompakt zusammengefasst
■ BIM-Modellprüfungen stellen sicher, dass die geforderte geometrische und alphanumerische Detaillierung (LOG, LOI) und die Informationsanforderungen des Auftraggebers oder beteiligter Fachplaner erfüllt werden sowie Unstimmigkeiten frühzeitig entdeckt werden.
■ Je besser die Qualität von BIM-Fachmodellen ist, desto besser ist der IFC-Datenaustausch, desto weniger zu korrigierende Konflikte entstehen und desto einfacher ist die Koordination und Kooperation.
■ Regelbasierte Fehler- und Kollisionsprüfungen mithilfe von BIM-Modell-Checkern automatisieren und beschleunigen damit die Prüfung insbesondere komplexerer Modelle, ersetzen manuelle Kontrollen aber nicht.
 

Eine gute Modellqualität ist bei der Nutzung der Arbeitsmethode Building Information Modeling eine Grundvoraussetzung für eine möglichst reibungslose Zusammenarbeit aller Projektbeteiligten im Rahmen von OpenBIM-Projekten.

Graphisoft Building Systems

Focus:BIM

Qualitativ hochwertige BIM-Modelle minimieren Planungsfehler und den daraus resultierenden Nachbearbeitungsaufwand, verkürzen Projektlaufzeiten und steigern die Kosten- und Planungssicherheit. Massen und Mengen von BIM-Modellen lassen sich korrekt auswerten, Konflikte schon in früher Planungsphase erkennen und beheben – und nicht erst auf der Baustelle.

Leistungsfähige Prüf-, Kontroll- und Koordinierungswerkzeuge, sogenannte BIM-Modell-Checker, versprechen eine Reduktion von Fehlerquoten, rationellere Prüfabläufe und eine Steigerung der Planungsqualität.

Was können BIM-Modell-Checker?

Mit BIM-Modell-Checkern können Planer BIM-Modelle gegenüber der rein manuellen / visuellen Kontrolle effizienter prüfen, schneller auf Kollisionen untersuchen und die Zusammenarbeit an openBIM-Projekten besser koordinieren.

Außerdem stellen BIM-Modellprüfungen sicher, dass die geforderte geometrische und alphanumerische Detaillierung (LOG, LOI) und die Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) oder die Informationsanforderungen beteiligter Fachplaner erfüllt werden sowie alle für die weitere Planung und Koordination erforderlichen Informationen enthalten sind.

Dazu verfügen BIM-Modell-Checker zunächst über alle Funktionen eines modellbasierten Anzeige-Programms (IFC-Viewers): Sie können BIM-Modelle alphanumerisch und geometrisch aus beliebiger Perspektive anzeigen, zoomen, drehen, verschieben, über Filter selektiv anzeigen, miteinander vergleichen und alphanumerisch auswerten.

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Neben der Objektgeometrie werden auch Bauteileigenschaften (Properties), wie Bauteilnummer, Position, IFC-Klasse, Material, Abmessungen etc. visualisiert, Bauteildaten nach verschiedenen Kriterien gefiltert und selektiv angezeigt, beispielsweise alle brandschutzrelevanten Türen.

Wählt der Anwender ein einzelnes Bauteil in der Bauteilliste, im Strukturbaum oder im BIM-Modell, wird es in jeder Modellsicht grafisch hervorgehoben, was die Orientierung im BIM-Modell vereinfacht. Darüber hinaus stellen BIM-Modell-Checker Planern sehr flexibel einsetzbare Prüf- und Kontrollwerkzeuge zur Verfügung.

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Solibri

Was und wie wird geprüft?

Die Prüffunktionen von BIM-Modell-Checkern umfassen sowohl eine Modell- als auch eine Kollisionsprüfung. Während bei der Modellprüfung BIM-Modelle auf redundante Elemente oder Informationen, Bauteilklassen, Bauteileigenschaften, semantische und syntaktische Korrektheit etc. überprüft werden, wird bei der Kollisionskontrolle geprüft, ob Objekte innerhalb eines BIM-Fachmodells oder zwischen mehreren Fachmodellen innerhalb eines Koordinationsmodells kollidieren.

Dabei wird zwischen „harten“ und „weichen“ Konflikten unterschieden (Hard- und Soft-Clashes). Beispiele für Hard-Clashes sind Kollisionen von Rohrleitungen oder eine unpräzise Modellierung von Bauteilen, etwa Wände oder Decken. Soft-Clashes treten auf, wenn bestimmte Mindestabstände um ein Bauteil nicht eingehalten werden (beispielsweise für die Rohrdämmung oder Wartung).

Einige Programme ermöglichen neben Kollisions- auch Volumenprüfungen oder sie prüfen Flächen auf Planarität (z. B. IFCExplorer). Auch zeitliche Kollisionsprüfungen auf sogenannte 4D-Kollsionen sind möglich, indem Bauabläufe simuliert werden. So lassen sich Konflikte in der Bauausführung vermeiden und beispielsweise ausreichender Montageraum zum Zeitpunkt des Einbaus von TGA-Bauteilen überprüfen.

Neben der Überprüfung auf geometrische und zeitliche Konflikte können BIM-Modell-Checker auch zur Überprüfung der Vollständigkeit der Planung gemäß HOAI-Leistungsbild oder der Einhaltung von Vorschriften und Normen eingesetzt werden (siehe auch Info-Kasten).

Oben genannte Kontrollen können manuell, respektive visuell erfolgen. Regelbasierte Fehler- und Kollisionsprüfungen laufen automatisiert ab und vereinfachen die Prüfung insbesondere größerer, komplexerer Modelle. Regelbasiert geprüft werden können Bauteilparameter (Nomenklatur, Material, IFC-Klasse …), eine korrekte Modellkonstruktion (z. B. Höhenbezüge, Versatz von Wänden, Wandschichten, Bauteilverschneidungen, Vollständigkeit von Attributen …) oder Bauteilkollisionen.

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Geprüft werden kann auch, ob alle Bauteilparameter aus einer freigegebenen Liste stammen, ob Nummerierungen einem vorgegebenen Format entsprechen, ob die Syntax stimmt (was auch Tippfehler aufdeckt), ob Ebenenbezüge korrekt sind etc.

Regelbasierte Modellprüfungen auf Normen- und Regelkonformitäten können außerdem für die Kontrolle elementarer Vorschriften von Bauordnungen oder einer bautechnisch korrekten Planung eingesetzt werden. Beispiele sind die Prüfung vorgeschriebener Brüstungshöhen, die Rollstuhlzugänglichkeit von Sanitärräumen oder Brandschutzanforderungen. So kann beispielsweise kontrolliert werden, ob die Brandschutzklasse eingebauter Bauelemente mit der Brandschutzklasse von Wänden oder Decken übereinstimmen und so weiter.

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Auch in der TGA sind die Einsatzmöglichkeiten vielfältig: Vom korrekten Leitungsmaterial, der Leitungsdämmung oder dem Mindestgefälle, über korrekte Aussparungen und Durchbrüche, bis hin zu Leitungskollisionen oder ausreichende Freiräume für die Wartung und Instandhaltung von TGA-Bauteilen reicht die Bandbreite.

Ebenso können IFC-Exportregeln überprüft werden, was die Übergabe von BIM-Fachmodellen und die Zusammenarbeit mit Partnern vereinfacht. Die der regelbasierten Modellprüfung zugrundeliegenden Regelsätze können entweder komplett selbst definiert werden oder der Anwender modifiziert vom Softwarehersteller mitgelieferte Regeln und passt sie für seinen Bedarf individuell an.

Bei der Definition neuer Regeln wird mithilfe eines Bauteilfilters (z. B. Name, Bauteiltyp, Material, Abmessung, Feuerwiderstandsklasse, Hersteller, Kosten …) zunächst definiert, auf welche Bauteile die Regeln angewendet werden, anschließend werden die Prüfparameter bestimmt (z. B. Raumbegrenzung, Wandversatz, Ebenenzuordnung, Bauteilabstand etc.). Einzelne Regeln können auch kombiniert angewendet werden.

Darüber hinaus verfügen BIM-Modell-Checker auch über Auswertungs-, Koordinations- und Kooperationswerkzeuge. Werden sehr viele Konflikte entdeckt, so können sie entsprechend einer zuvor definierten Prioritätenliste automatisch nach ihrer Relevanz sortiert werden. Das vereinfacht die Prüfung insbesondere größerer, komplexerer Modelle.

Fehlerhafte Bauteile und Konflikte werden in der Geometrie und der Liste grafisch hervorgehoben. Wird das fehlerhafte Bauteil in der Liste selektiert, zoomt das Programm auf das Bauteil oder macht an passender Stelle einen Gebäudeschnitt. Ist der Fehler korrigiert, wird das betreffende Bauteil aus der Fehlerliste gestrichen.

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Aus Fehlern und Konflikten können auch automatisch Arbeitsaufträge generiert und zum Beispiel über das Nachrichtenaustauschformat BCF (BIM Collaboration Format) an Planungspartner versendet werden (Gelbe Zettel für BIM-Modelle, TGA 02-2020). Das vereinfacht die Zusammenarbeit an openBIM-Projekten und die Fachmodellprüfung erheblich.

Die Fachmodellprüfung ist ein wichtiger Teilprozess der BIM-Planungsmethode und dient der regelmäßigen Abstimmung zwischen den Projektbeteiligten. Dabei werden von unterschiedlichen Fachplanern oder Gewerken stammende BIM-Fachmodelle zu einem Koordinationsmodell zusammengeführt und auf Fehler und Unstimmigkeiten überprüft.

Über rudimentäre Prüffunktionen verfügen meist auch BIM-Viewer, etwa Dalux, DDScad Viewer oder FZKViewer. Speziell für die Modell-Validierung und Fachmodell-Abstimmung konzipiert sind BIM-Checker wie BIM Collab Zoom, Desite BIM, Solibri Office oder usBIM.clash. Sie kontrollieren BIM-Modelle auf Unstimmigkeiten, Fach- bzw. Koordinationsmodelle auf Kollisionen und erstellen Fehler- und Kollisionsberichte.

Einige BIM-Modell-Checker ermöglichen über einen BCF-Nachrichtenaustausch auch eine komfortable Zusammenarbeit mit Projektpartnern oder verfügen über eine Änderungsdokumentation zur Verfolgung von Planungsänderungen. Auf Grundlage von 4D- und 5D-BIM-Daten lassen sich teilweise auch modellbasierte Kosten- und Terminpläne oder Bauablaufsimulationen erstellen.

In einigen BIM-fähigen CAD-Programmen ist eine Modellprüfung bereits als Plug-in integriert (z. B. Modell Checker für Revit). Das hat den Vorteil, dass das BIM-Modell nicht zunächst über die IFC-Schnittstelle mit dem BIM-Modell-Checker ausgetauscht werden muss und erkannte Modellfehler sofort behoben werden können.

Einige integrierte BIM-Modell-Checker (z. B. MuM BIM Booster Modellprüfung) können BIM-Modelle schon während der Erstellung prüfen und sofort Regelabweichungen anzeigen. Es gibt auch kostenlose Checker, etwa das IFCCheckingTool. Die folgenden Absätze stellen einige Lösungen beispielhaft vor.

BIM-Booster Modellchecker: Ähnlich wie die Autokorrektur-Funktion bei der Eingabe von Texten, prüft dieser Modellchecker von Mensch und Maschine kritische Stellen, an denen beim Modellieren häufig Fehler passieren, schon bei der Eingabe und bietet eine Korrekturmöglichkeit an. Der Vorteil dieser in die BIM-Autorensoftware Autodesk Revit integrierten Lösung ist, dass das BIM-Modell nicht zuerst im IFC-Format exportiert werden muss, um es zu prüfen. Auch wenn die Modellprüfung aktiviert ist, bleibt Anbieterangaben zufolge die Performance von Revit erhalten, da die Prüfläufe im Hintergrund innerhalb kurzer Arbeitspausen stattfinden.  www.mum.de

IFCCheckingTool: Dieser kostenlose BIM-Checker vom KIT Karlsruhe zur Prüfung der semantischen und syntaktischen Korrektheit von IFC-Daten berücksichtigt IFC-Schema-Versionen ab IFC 2x3 in den Dateiformaten SPF (STEP Physical File) und ifcXML. In einem automatisch generierten interaktiven Report lassen sich die Ergebnisse nach verschiedenen Kriterien sortieren. Für jeden Fehler wird soweit möglich ein Hyperlink auf die entsprechende Definition in der IFC-Spezifikation ausgegeben und über ein Navigationsfenster kann der Fehler angezeigt werden.  www.iai.kit.edu/1302.php

Solibri

Solibri Office von Solibri kann über die IFC-Schnittstelle Bauwerks- und Fachmodelle aus allen gängigen BIM-Softwareprodukten importieren und prüfen. Dafür stehen sowohl vordefinierte, als auch anpassbare Regeln zur Auswahl. Eine Sammlung vordefinierter Standardregelsätzen unterstützt Anwender bei der Entwicklung eigener Prüfkataloge. Es gibt verschiedene vordefinierte Regelsätze, z. B. für die Überprüfung der Barrierefreiheit, von Abstandsflächen, der Änderungen von Informationen zusammengehöriger Komponenten oder für die Überprüfung bestimmter baurechtlicher Anforderungen.  www.solibri.com/de

usBIM.checker von ACCA Software verfügt über Grundfunktionen zur Visualisierung und Bearbeitung von IFC-Modellen sowie über erweiterte Prüf- und Kontrollfunktionen. IFC-Modelle können verschoben, gedreht und an anderen Modellen ausgerichtet werden. Zu den Prüf- und Kontrollfunktionen gehören die Kontrolle von Objekt-Attributen und Attributwerten, der Import der Attribute aus Excel-Dateien sowie die Erstellung von Validations-Checklisten und IFC-Reports. Für die Parameter-gesteuerte BIM-Kollisionsprüfung steht Planern die Software usBIM.clash zur Verfügung.  www.accasoftware.com/de

Weitere Lösungen (Auswahl):

● BIM Collab Zoom  www.bimcollab.com
● BIMvision  www.bimvision.eu
● Dalux  www.dalux.com
● Desite BIM  www.thinkproject.com
● IFCExplorer  www.iai.kit.edu
● Modell Checker für Revit  www.autodesk.de
● Open BIM Modell Checker  www.open-bim-model-checker.en.cype.com

Die zunehmende Komplexität von Bauprojekten, die Vielzahl und die immer engere Verzahnung von TGA-Gewerken setzt leistungsfähige Prüf-, Kontroll- und Koordinierungswerkzeuge bei der Bauwerksdatenmodellierung zwingend voraus.

Insbesondere regelbasierte Modellchecks vereinfachen die Arbeit von BIM-Modellautoren, BIM-Koordinatoren und BIM-Managern, die für Modellprüfungen in unterschiedlicher Weise verantwortlich sind, vor allem bei großen, komplexen Projekten erheblich.

Trotz ihrer Leistungsfähigkeit sollte man ihnen aber nicht blind vertrauen, denn bei der Definition von Regelsätzen können wichtige Prüfpunkte vergessen werden oder in der kombinierten Anwendung Fehler auftreten. BIM-Modell-Checker sind wertvolle Planungshilfen, aber kein Ersatz für eigene manuelle/visuelle und logische Prüfungen.  Marian Behaneck

TÜV SÜD Advimo

TÜV-Prüfung für BIM-Modelle

Beim Qualitätsmanagement von BIM-Projekten unterstützt TÜV SÜD Fachplaner mit einem besonderen Service. Dabei werden mithilfe regelbasierter Prüfungen BIM-Modelle in mehreren Schritten geprüft: auf die Planungsvollständigkeit gemäß Fachplanervertrag, respektive HOAI-Leistungsphasen, auf die Planungsgüte im Sinne der Verwendung anerkannter Regeln der Technik (z. B. VDI und DIN) sowie auf Datenqualität im Sinne des TÜV SÜD BIM Score. Das ist ein Benchmark, der Fachplanern unter anderem aufzeigt, ob BIM-Modelle erfolgreich an die nächste Leistungsphase übergeben werden können.

Zunächst werden die Fachmodelle auf Revit- oder IFC-Basis zusammengeführt und daraus ein harmonisiertes, prüfbares Koordinationsmodell erstellt. Auf dieser Grundlage prüfen die BIM-Manager von TÜV SÜD anhand eines 65 Punkte umfassenden Model Checks das Modell auf eine korrekte datentechnische Modellierung. Diese erste Prüfstufe zeigt den Korrektur- und Optimierungsbedarf des BIM-Modells auf – beispielsweise im Hinblick auf korrekte Mengen- und Massenauszüge, Brandschutzkonzepte oder Bauablauf-Planungen.

Danach wird das Modell mit Hilfe von Checkern auf lokale Normen geprüft, beispielsweise ob die HKLS-Entwurfsplanung Projektvorgaben und HOAI-Leistungsbilder erfüllt. In einem dritten Schritt werden die BIM-Projekte von TÜV-SÜD-Fachinspektoren für HKLS, Brandschutz oder Fassaden geprüft. Dabei wird mithilfe eigens programmierter Model-Checks die technische Güte der BIM-basierten Planung validiert – sowohl nach anerkanntem Stand der Technik als auch nach weiterem Optimierungspotential. Die abschließenden Ergebnisse der Modellprüfung erhalten die Projektbeteiligten, ergänzend zum traditionellen Prüfbericht, in Form einer BCF-Berichtdatei.  www.tuvsud.com
 

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