BIM in der TGA: Herausforderung und Chance (Okt. 16)

Der Stufenplan des BMVI ("Stufenplan Digitales Planen und Bauen", BMVI Dez. 2015) gibt vor, wie das "BIM-Niveau 1" schon im Zeitraum 2017 bis 2020 erreicht werden soll. Dass dies für alle Beteiligten vom öffentlichen Bauherrn bis zum Architekten, Tragwerksplaner, TGA-Fachplaner und Ausrüster eine Herausforderung ist, darin lässt das BMVI keinen Zweifel. SOLAR-COMPUTER-Anwender sind bestens gerüstet, sich in BIM-Arbeitsprozesse einzubringen.
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Bereits 1987 beteiligte sich SOLAR-COMPUTER am Forschungsprojekt "CAE/HKS integriertes Ingenieursystem" mit teils ähnlichen Zielstellungen wie BIM und hat damals entscheidende Weichen für Software-Konzeptionen gestellt, die sich heute als voll BIM-fähig erweisen.

3D, Räume, Bauteile und Objekte

Wesentliche Randbedingungen von BIM sind das Arbeiten mit einem digitalen 3D-Bauwerksmodell aus Räumen, Bauteilen und je nach betrachteter Detailtiefe damit verknüpften Objekten. Genau dieses BIM-Grundkonzept erfüllen die SOLAR-COMPUTER-Berechnungsprogramme: Im Kern enthalten die Programme ein 3D- Bauwerksmodell in Form eines reinen "3D-Algorithmus-Modells", das einerseits auf die Spezifika von Gebäude- und TGA-Berechnungs-Normen zugeschnitten ist, andererseits alle Optionen zum Verbinden mit vorgegebenen BIM-Modellen enthält; bidirektionale direkte Verbindungen werden ebenso unterstützt wie Verbindungen über Standard-Schnittstellen.

TGA-Planer-Referenzen

Viele namhafte Planungsunternehmen haben in den letzten Monaten SOLAR-COMPUTER-Berechnungsprogramme in ihren Unternehmen implementiert, um TGA-Planungsaufgaben in übergeordnete BIM-Arbeitsmethodiken einbinden zu können, u. a. ARUP, ATP, bam, Caverion, Goldbeck, Julius Berger, Obermeyer, PORR oder Zech-Group sowie die Deutsche Bahn AG als Bauherr. Hunderte weiterer SOLAR-COMPUTER-Kunden nutzen ihre TGA-Berechnungsprogramme parallel zu eher autarken "klassischen" Planungsabläufen verstärkt zum Integrieren in BIM-Arbeitsprozesse im eigenen Unternehmen oder als Fachplaner in übergeordneten Projekt-Organisationen. Begleitend zur Software leistet SOLAR-COMPUTER Hilfestellungen durch Schulung, Begleitung erster BIM-Projekte oder Vermitteln von TGA-spezifischem BIM-Know-how.

BIM mit Revit und SOLAR-COMPUTER

Weit verbreitet ist der Einsatz von Revit als Zeichen- und BIM-Plattform kombiniert mit SOLAR-COMPUTER-Rechenanwendungen für Gebäude und TGA. Anwender bevorzugen dabei die bidirektionale Verknüpfung mit dem Revit-BIM-Modell mit ihren attraktiven Bedienfunktionen. Die Verknüpfung erfolgt durch das SOLAR-COMPUTER-Tool "GBIS". Das Tool wird in die Bedienoberfläche von Revit eingebunden und garantiert bidirektionales konsistentes Verbinden des Revit-BIM-Modells für Bauteile, Räume und Objekte mit dem SOLAR-COMPUTER-3D-Algorithmus-Modell und den darin enthaltenen TGA-Objekten. Ganz wesentlich sind dabei die im Hintergrund ablaufende Zeichnungsprüfung und ggf. Fehler-Report-Generierung. Erst bei BIM-Konformität schaltet GBIS die Verbindung frei. In der Praxis haben sich die Fehler-Reports als außerordentlich nützlich erwiesen, um nicht rechenbare Datenkonstellationen in Revit schnell und einfach zu finden und zu beheben. Mehr als 100 Zeichnungs- und BIM-relevante Berechnungsergebnisse werden von GBIS direkt in das Revit-BIM-Modell geschrieben, z. B. Luftkanalabmessungen, Rohr-Nennweiten, Heizkörperabmessungen, Materialien, Produktbezeichnungen, Luftmengen, Durchflüsse, raumspezifische Heiz- und Kühllast-Kennwerte, etc. Die SOLAR-COMPUTER-Berechnungen und Editier-Oberflächen benötigen keine eigene Zeichenoberfläche, da sie über GBIS mit dem Revit-BIM-Modell verbunden sind. Kollisionsprüfungen erfolgen direkt im Revit-BIM-Modell.

IFC-Standard-Schnittstellen

Alternativ steht dem Anwender immer die Möglichkeit offen, statt der o. g. Bidirektionalität mittels GBIS die IFC-Standard-Schnittstellen im Sinne eines "openBIM"-Konzepts zum Einbinden von SOLAR-COMPUTER-Berechnungen zu nutzen. Die IFC-Anbindung erfolgt über "Raumtool 3D". Das Tool stellt gleichzeitig ein "Prüf-und Korrektur-Tool" für IFC-Dateien: Die IFC-Daten werden gelesen, interpretiert, in 3D aufbereitet und automatisch auf BIM-Konformität und "TGA-Rechentauglichkeit" geprüft; eventuelle Widersprüche werden visualisiert; mit komfortablen Zeichenfunktionen lassen sich die Zeichenfehler in Raumtool 3D beheben; bei Bedarf kann für Revit oder Dritte eine korrigierte und garantiert BIM-konforme IFC-Datei erstellt werden. Ferner erzeugt Raumtool 3D das SOLAR-COMPUTER-3D-Algorithmus-Modell für die Berechnungen. Die Hauptarbeit der Hüllflächenerfasung wird deutlich reduziert.

Flexibel für weitere BIM-Anbindungen

Neben Revit- und IFC-Anbindung lassen sich SOLAR-COMPUTER-Programme auch mit weiteren Software-Produkten verbinden, u. a. AutoCAD MEP, DDS, Grafisoft, MagiCAD, Plancal, pit-cup, TAS oder Triplan (Venturis IT). SOLAR-COMPUTER praktiziert hier eine offene Firmen-Politik, im Interesse der Planer durchgängiges Arbeiten mit fremden Softwareprodukten zu ermöglichen, sofern technisch möglich. Dazu zählen auch viele xls-Export-Schnittstellen, um eigene Gebäude- und TGA-Daten und -Ergebnisse Dritten zugänglich zu machen.

Heizlast, Kühllast, Simulation und EnEV

Das o. g. 3D-Algorithmus-Modell ist so beschaffen, dass durchgängig und kombinierbar Heizlasten nach DIN EN 12831, Kühllasten nach VDI 2078/6007, Energiebedarf nach VDI 2067-10/6007 und EnEV-Nachweise berechnet und in BIM-Prozesse eingebunden werden können. Damit werden zwei Rationalisierungseffekte erschlossen: Zum einen lässt sich der Aufwand zum Erfassen der Räume und Bauteile reduzieren, wenn ein BIM-3D-Bauwerksmodell (z. B. aus der Architektur) zur Verfügung steht und übernommen wird; zum anderen lässt sich die Arbeit im eigenen Planungsbüro rationalisieren, wenn Gebäude-Berechnungen für mehrere Gewerke durchgeführt werden müssen und doppelte oder mehrfache Datenerfassung von Räumen und Bauteilen vermieden werden soll. Immer stärkere Beachtung im Markt finden ferner Gebäudeberechnungen zum sommerlichen Wärmeschutz nach DIN 4108-2 mittels Simulation, denn das Einhalten der Grenzwerte stellt in der Praxis oft planerische Herausforderungen dar; Lösungen können oft erst durch Rechnen und Prüfen von Planungsvarianten für Materialien, Sonnenschutzarten, Regelstrategien, etc. gefunden werden. Hier erweist es sich als zielführend, dass die BIM-Einbindungen der SOLAR-COMPUTER-Programme immer optional sind.

Heizungs-, Lüftungs- und Sanitärnetze

Analog den Gebäudeprogrammen sind auch die TGA-Anlagen-Programme für Heizkörper, Heiz- und Kühlflächen, Heiz- und Kühl-Rohrnetze, Sanitärnetze und Luftkanalnetze in BIM-Prozesse immer optional einbindbar. Besonders attraktiv ist die bidirektionale interaktive Arbeitsweise bei gleichzeitig geöffnetem BIM-Modell in der Zeichnung und 3D-Algorithmus-Modell im SOLAR-COMPUTER-Berechnungs-Programm. Die Steuerung erfolgt über das o. g. GBIS-Tool. Z. B. lässt sich ein in der Zeichnung interessierendes TGA-Objekt (Strang, Leitung, Kanalabschnitt, Netzbauteil, Armatur, Formstück, etc.) in der entsprechenden Tabelle der Berechnung sofort visualisieren; umgekehrt gilt das Gleiche: Aus der aktuellen Zeile einer Berechnungs-Tabelle lässt sich sofort das entsprechende Objekt in der Zeichnung durch Zoomen und Markieren visualisieren, z. B. der ungünstigste Heizkörper, ungünstigste Fließweg, etc. Die eigene Planungsarbeit gewinnt dadurch an Qualität, denn Kontrollen im Planungsablauf sind immer leicht möglich, eine vor allem bei Änderungen geschätzte Funktionalität. Zur Planungsqualität zählt auch der Umstand, dass die beschriebene Bidirektionalität die grundlegende BIM-Forderung nach Daten-Konsistenz erfüllt; insbesondere muss kein zweites Zeichensystem aus dem BIM-Modell für die Berechnung abgeleitet und bei Änderungen parallel gepflegt werden. Fabrikatspezifische Details werden aus VDI 3805-Datensätzen direkt in die Berechnungen übernommen; dabei können Fabrikate beliebig kombiniert oder in Variantenrechnungen miteinander verglichen werden.

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