Die Bedeutung und Vorteile von offenen und plattformunabhängigen IFC-Modellen in der CAD-Planung

BIM und IFC – jeder spricht darüber. Aber was ist das genau?

Der Begriff BIM steht für Building Information Modeling. Es beschreibt eine optimierte Planung, Ausführung und den Betrieb von Gebäuden mithilfe von moderner CAD-Software. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen werden in einem BIM-Entwurf alle relevanten Bauwerksdaten in digitalen Modellen geplant und dann zur Abstimmung und Kontrolle zusammengeführt. Klarer Vorteil ist die reibungslose Zusammenarbeit verschiedener Planer und Gewerke sowie eine verlustfreie Datenübertragung. BIM findet heutzutage Anwendung in der Bauplanung und -ausführung wie auch im Gebäudemanagement.

Während bei einem klassischen CAD-Modell lediglich die Pläne von Architekten oder Ingenieuren als Zeichnungen digitalisiert werden, besitzt ein BIM-Modell eine intelligente Datenbank mit zahlreichen Attributen. Diese Attribute können von allen beteiligten Gewerken für eine bessere und effizientere Planung verwendet werden. Man spricht deshalb auch von einer Projektdatei oder einem virtuellen Gebäudemodell. Plancal nova von Trimble unterstützt Ingenieure und Planer in der Gebäudeausrüstung mit dieser Methode und bietet zum Beispiel verwendet Herstellerdaten, um Berechnungen durchzuführen und kann diese intelligenten Objekte mit den Herstellerdaten in das Modell einfügen. Über die Integration von IFC können diese Objekte inklusive der Daten sowohl exportiert werden als auch von externen Planungsbeteiligten eingelesen werden. Dieser Datenaustausch wird durch weitere Formate noch unterstützt. Mittels BCF (BIM Collaboration Format) können Anmerkungen an den IFC-Objekten, z. B. im Rahmen der Koordination, übertragen werden. In einer weiteren Funktion können die gewünschten Durchbrüche in Wänden oder Decken mittels sogenannten "Provisions for Voids" zur Abstimmung an den Architekten / Statiker gegeben werden.

Da beim BIM wie bereits erwähnt eine Datenbank im Hintergrund der Zeichnung oder des Modells vorhanden ist, hat dieses Planungsverfahren zahlreiche Vorteile. Durch den Zugriff auf eine gemeinsame und ständig synchronisierte Datenbasis ergibt sich eine verbesserte Qualität der Daten. Die Planungsdaten sind unmittelbar und kontinuierlich für alle Beteiligten verfügbar, es liegt immer der aktuelle bzw. der relevante Stand vor. Durch den verbesserten Informationsaustausch werden Leerläufe minimiert und die Planungszeit verkürzt. Durch einen kontinuierlichen Datenbestand kann der Lebenszyklus eines Gebäudes vom Entwurf bis zum Nutzungsende nahtlos verfolgt werden. Das erhöht die Produktivität des Planungsprozesses, spart Kosten und steigert die Qualität.

Bei einem BIM-fähigen Gebäudemodell kann zwischen einem parametrischen oder intelligenten Aufbau unterschieden werden. Bei einem parametrischen Gebäudemodell können nach Bedarf oder Wunsch des Planers sämtliche Entwurfselemente wie Wände, Decken und Einbauten zueinander in Abhängigkeiten gebracht werden. Die parametrische Konstruktion ist Ihnen vielleicht aus dem Maschinenbau bekannt, dort verwendet mittlerweile jede CAD-Software dieses Verfahren. In einem intelligenten Gebäudemodell hingegen sind nur ausgewählte Objekte mit zusätzlichen Information versehen. Deshalb hat sich auch in der Bauplanung das parametrische Modell weitestgehend durchgesetzt.

Die Verwendung eines BIM-Modells bzw. einer Software, die dieses unterstützt, bringt nicht nur Vorteile für Planungsbüros. In Deutschland wurde durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) ein stufenweiser Plan verabschiedet, der vertragliche Regelungen für den Einsatz von BIM und IFC fordert. Für die Zusammenarbeit mit öffentlichen Auftraggebern gelten diese Regelungen ab dem Jahr 2020 für alle Projekte des infrastrukturbezogenen Hochbaus als verpflichtend.

Industry Foundation Classes (IFC) als gemeinsame Datenbasis

Durch den zunehmenden Einsatz von BIM bei internationalen Grossprojekten wurde ein gemeinsam nutzbares Format nötig. Die internationale Organisation buildingSMART hat daher in Kooperation mit namhaften Firmen, unter anderem Trimble, den offenen Standard „openBIM“ für den Informationsaustausch und die Kommunikation auf der Basis von Building Information Modeling eingeführt. Ebenfalls von buildingSMART wurde ein weiteres Basisdatenmodell – die Industry Foundation Classes (IFC) für den modellbasierten Datenaustausch im Bauwesen entwickelt.

Der IFC-Standard ist ein offener Standard im Bauwesen zur Beschreibung von digitalen Gebäudemodellen (BIM). Der IFC-Datensatz ist nach ISO 16739 registriert, das garantiert eine einheitliche Codierung und Interoperabilität verschiedenster Systeme. Die Daten einer IFC-Datei bestehen aus den logischen Gebäudestrukturen wie Wände, Decken, Öffnungen, Einbauten und ähnlichem sowie den dazugehörigen Eigenschaften (Attribute). Damit lassen sich komplexe 3D-Modelle inklusive der Planungsdaten, Bauelemente und deren beschreibenden Attribute zwischen unterschiedlichen CAD-Systemen übertragen.

IFC kann für fast alle Gebäudedaten verwendet werden. Das beinhaltet ausgearbeitete 3D-Modelle bis hin zu Statik- und Energieberechnungen sowie Mengen- und Kostenermittlungen. Durch den offenen und frei zugänglichen Standard kann jeder Beteiligte, z. B. ein Hersteller von Gebäudeausrüstung, aber auch ein Softwareentwickler, Objekte mit freien Attributen entsprechend den IFC-Richtlinien erstellen.

Ein weiterer Standard für noch einfachere ZusammenarbeitCloudplattform Trimble Connect

Eine Ergänzung des IFC-Formats ist das BCF (BIM Collaboration Format). Es ist eng mit dem IFC-Verfahren verwandt und wurde auch von derselben Organisation, buildingSMART entwickelt. Der Informationsfluss zwischen den Gewerken, die an einem virtuellen Gebäudemodell arbeiten, hat sich mit BCF nochmals verbessert. Eine BCF-Datei kann die bisherige Kommunikation per E-Mail ersetzen, indem Änderungswünsche oder Hinweise direkt in der Datei mittels eines entsprechenden Planausschnittes abgestimmt werden können. Mit der BIM-fähigen Kollaborationsplattform Trimble Connect ist dieser gemeinsame Informationszugriff möglich. Die CAD-Software Plancal nova für die Planung der Gebäudetechnik kann mit den IFC bzw. BCF-Daten direkt aus der Cloud-Lösung Trimble Connect arbeiten. Das ermöglicht eine flexiblere Kooperation zwischen den verschiedenen Gewerken und Planungsbüros sowie stellt eine reibungslose, projektübergreifende Zusammenarbeit sicher.

Wie können Sie ihre Planung mit IFC und BCF vereinfachen und Fehler minimieren – Stichwort Planungssicherheit und Qualitätsmanagement

Beim Planungsprozess eines Gebäudes mit vielen beteiligten Fachplanern verläuft die Zusammenarbeit, insbesondere der Datenaustausch, nicht immer optimal. Der Austausch von CAD-Daten kann über zweidimensionale oder 3D-Formate erfolgen. Sollen technische Informationen und Attribute, welche mit diesen Daten verknüpft sind, ausgetauscht werden, wird es schon schwierig. Oft ist das nur über firmen- und softwarespezifische Schnittstellen möglich. Viele dieser Schnittstellen sind nicht genormt oder ihr Quellcode ist nicht frei zugänglich. Damit scheiden viele, im Einzelfall sogar besser geeignete CAD-Programme, aus, weil diese die Daten nicht verarbeiten können. Die Folge sind oft mangelhafte Konsistenz bei der Planung oder die CAD-Daten müssen aufwendig und mit Informationsverlusten in andere Formate konvertiert werden.

Deshalb wurde vor ungefähr 10 Jahren die Idee eines gemeinsamen Standards geboren. Heute ermöglicht der IFC-Standard und das BIM eine Vereinfachung der  Prozesse unter Fachplanern, Bauträgern und weiterer Projektbeteiligter mithilfe von moderner CAD-Software.

Da in einer IFC-fähigen CAD-Software die Gebäudeausrüstung nicht nur als Geometrie dargestellt ist, sondern auch Informationen über die Eigenschaften (Attribute) sowie eventuelle parametrische Abhängigkeiten mit anderen Objekten gespeichert sind, ergibt sich ein erheblicher Mehrwert für den Planer, Ingenieur oder CAD-Anwender. Durch die Erstellung der Projekte in 3D , ergeben sich Vorteile für die Kollisionsprüfung und weitere Berechnungen im Umfeld der Gebäudetechnik-Planung.  Der Zeitaufwand für Materialermittlung und Stücklistengenerierung verringert sich, ebenso durch das automatische Erstellen von Schnitten und Ansichten aus dem vorhandenen Modell.

Mit IFC können Sie Planungsänderungen einfach und sicher nachverfolgbar an andere Projektbeteiligte weitergeben. Durch die offene Struktur mit der Möglichkeit des Hinzufügens freier Attribute, weiterer Daten und Kommentare zu ihrer Datei werden Missverständnisse und Fehler minimiert. Das ist ein klarer Vorteil gegenüber der Kommunikation mit Momentaufnahmen wie 2D-Grundrissen oder Screenshots.

Zusammenfassung

Seit der Einführung von BIM in der Planung eines Gebäudes konnte die Zusammenarbeit der einzelnen Planer und Gewerke wesentlich vereinfacht werden. Die Datenübertragung ist nun dank gemeinsamer Standards und Formate möglich. Mit dem Datenmodell der Industry Foundation Classes (IFC) können Herstellerdaten im digitalen Modell integriert und für Berechnungen oder Stücklisten verwendet werden. Durch eine Weiterentwicklung, dem BCF (BIM Collaboration Format), lassen sich Änderungswünsche oder Planungsvorschläge, wie zum Beispiel Durchbrüche, direkt zu anderen Projektbeteiligten senden. Allen Vorgehensweisen ist gemeinsam, dass diese die Produktivität des Planungsprozesses erhöhen, dadurch Kosten senken und die Qualität steigern.


Über Plancal nova

Die CAD/CAE-Software Plancal nova von Trimble wird für die Planung der technischen Gebäudeausrüstung eingesetzt. Die komplett unabhängige und auf offenen Standards basierende Software unterstützt die Arbeit in den Bereichen Elektroinstallation, Raumlufttechnik, Sanitärtechnik, Heizungstechnik und Wohnraumlüftung. Profitieren Sie als Gebäudetechnik-Planer von einem intelligenten Datenaustausch, minimierten Fehlern bei der Datenübergabe und verbesserter Zusammenarbeit mit anderen Planungsbüros. Der von Plancal Nova verwendete IFC- und BCF-Standard ist herstellerneutral und kann für den Datenaustausch im kompletten Bauwesen und darüber hinaus, z. B. im Facility-Management benutzt werden.

Weitere Informationen zu Plancal nova finden Sie hier: mep.trimble.ch/plancal-nova