Im Zuge dieser Arbeit wurde eine Schnittstelle zwischen einem dreidimensionalen Modellierungsprogramm und zwei unterschiedlichen Softwares, die für die Ausschreibung verwendet werden, getestet. Dabei galt es herauszufinden, wie gut der Datenaustausch mit diesem Datenformat aktuell funktioniert und welche Probleme auftreten können. Anhand der Überprüfung soll eingeschätzt werden, inwieweit ein digitales Bauwerksmodell für ein Bauvorhaben verwendet werden kann und wie gut sich die Informationen daraus entnehmen und weiterverwenden lassen.
Infolgedessen wird die Industry Foundation Classes-Schnittstelle (IFC) zwi-schen dem dreidimensionalen Modellierungsprogramm ArchiCAD und den beiden Ausschreibungsprogrammen ORCA AVA und Rib-iTWO analysiert werden.
Hierfür werden der Zeitaufwand, die entstehenden Probleme und mögliche Lösungs-ansätze während der Übertragung, sowie bei der Einbindung des Building Information Modelles in ein Leistungsverzeichnis der genannten Programme dokumentiert und bewertet. Die Übertragung erfolgt durch die Übergabe des Modells von ArchiCAD als IFC-Datei an die beiden Programme ORCA AVA und Rib-iTWO.
Zuerst wird ein Bauprojekt dreidimensional modelliert und mit baurelevanten Informationen (wie beispielsweise Bauteilmaße, Materialen, Verbindungen, etc.) ausgestattet. Dieses Modell wird anschließend als IFC-Import, der die Informationen über die Bauteile enthält, in die AVA-Softwares übertragen. Dort werden die Daten jeweils in Leistungsverzeichnisse umgewandelt. Das Ergebnis sind Leistungsverzeichnisse zu ausgewählten Bauteilen mit den wesentlichen Informationen zur Herstellung dieser Objekte.
Ziel der Aufgabenstellung ist es am Beispiel der erstellten Leistungsverzeichnisse für eine Ausschreibung herauszufinden, wie gut sich Building Information Modeling durch die Verwendung der IFC-Schnittstelle umsetzen lässt.
Inhaltsverzeichnis
Kurzfassung
Abstract
Inhaltsverzeichnis
Anhang
Abbildungsverzeichnis
Tabellenverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis
1 Aufgabenstellung der Bachelorarbeit
2 Einführung in das Thema BIM
2.1 Entwicklung des Bauwesens im Hinblick auf Technik
2.2 Erläuterung und Bedeutung des BIM
2.3 Resultierende Verbesserungen und Unterstützung
2.4 Probleme bei der Umsetzung
2.5 Zusammenfassung der Vorteile und Probleme
3 BIM-Datenübergabe an AVA-Software
3.1 IFC Schnittstellen
3.2 Beschreibung Ausschreibungssoftwares
3.2.1 ORCA AVA
3.2.2 Rib-iTWO
4 Erstellung eines Projektes als 3D-Modell
4.1 Einführung in das Projekt
4.2 Beschreibung der Software
4.3 Modellieren mit ArchiCAD
4.4 Projekt der HTWK
4.5 Probleme bei der Verwendung
4.6 Export des IFC-Datenmodells
5 Datenübertragung in die AVA-Softwarepakete
5.1 Vorgangsbeschreibung ORCA AVA
5.1.1 Zeitanalyse
5.1.2 Problemanalyse
5.1.3 Lösungsansätze
5.2 Vorgangsbeschreibung Rib-iTWO
5.2.1 Zeitanalyse
5.2.2 Problemanalyse
5.2.3 Lösungsansätze
5.3 Vergleich ORCA AVA und Rib-iTWO
6 Bewertung des Datenaustausches
6.1 Nachteile und Probleme
6.2 Vorteile und Erleichterungen
7 Ergebnis: Leistungsverzeichnis
8 Gesamtbewertung der vernetzten, digitalen Projektbearbeitung
9 Empfehlung für zukünftiges Arbeiten
Glossar
Literaturverzeichnis
Bildquellen
Projekte der HTWK
Anhang
Anhang A: Das erste Bauprojekt
A.1 Grundrisse und Ansichten
A.1.1 Untergeschoss Grundriss
A.1.2 Erdgeschoss Grundriss A.1.3 Dachgeschoss Grundriss
A.1.4 Ansichten
Anhang B: Betrachtung des 3D-Modells des Verfassers
B.1 Verschiedene Ansichten und Schnitte des Gebäudes
B1.1 Ansichten
B1.2 Schnitte
Anhang C: Einblicke in das Gebäude der HTWK
C.1 Grundrisse
C.1.1 Grundriss Erdgeschoss
C.1.2 Grundriss Obergeschoss
C.1.3 Grundriss Dachgeschoss
C.1.4 Längsschnitt
C.1.5 Querschnitt
C.1.6 Ansicht
C.1.7 3D-Ansichten
Anhang D: Leistungsverzeichnisse
D.1 Das reine IFC-LV
D.2 Das manuell nachbearbeitet LV
Anhang E: Nachweise der Quellen
E.1 Websites
E.2 Komplette Screenshots aus den verwendeten Programmen
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: Der Zugriff aller Projektbeteiligten ermöglicht eine ideale Zusammenarbeit
Abbildung 2: Das Building Information Modell kann ein Bauwerk über dessen gesamten Lebenszyklus begleiten
Abbildung 3: Übergabe der Informationen via IFC-Schnittstelle vom Modellierungsprogramm an die beiden Ausschreibungsprogramme
Abbildung 4: Die PDF-Pläne wurden in ArchiCAD eingesetzt. Darauf folgt das Zeichnen der Bodenplatte, hier grau dargestellt
Abbildung 5: Einstellen des Wandaufbaus, indem die Schichtdicken und die Reihenfolge der einzelnen Materialien festgelegt werden
Abbildung 7: Einfügen der externen Fenster und Türen im Erdgeschoss
Abbildung 8: Das vom Verfasser erstellte digitale Bauwerksmodell
Abbildung 9: Fehlermeldung, der nicht enthaltenen Bibliotheken in ArchiCAD
Abbildung 10: Grundrissansicht des Gebäudes mit fehlenden Fenstern und Türen aufgrund der nicht vorhandenen Bibliotheken
Abbildung 11: Der IFC Übersetzer mit den Auswahlmöglichkeiten für die Import- Programme
Abbildung 12: Modell-Filter mit den Auswahlmöglichkeiten der einzelnen Bestandteile
Abbildung 13: Das Einfügen eines Leistungsverzeichnisses in das Projekt
Abbildung 14: In das Leistungsverzeichnis Bauteile können nun die IFC-Objekte geladen werden
Abbildung 15: Ansicht des gesamten IFC-Modells nach Bauteilen sortiert in der ORCA Mengenübernahme
Abbildung 16: Die ausgewählten Objekte werden in das Leistungsverzeichnis eingefügt
Abbildung 17: Mit derselben Vorgehensweise wie beim Import der Wände, können auch die Decken in das Leistungsverzeichnis als Positionen aufgenommen werden .
Abbildung 19: Einfügen eines neuen Leistungsverzeichnisses in das Projekt
Abbildung 20: Erfolgreich eingefügte IFC-Datei im BIMQualifier
Abbildung 21: Fehlermeldung des Objektes in Rib-iTWO
Abbildung 22: Aufführung der einzelnen Bauteile des Bauwerks in einem Objektbaum
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Vorteile und Probleme bei der Umsetzung eines Building Information Modells
Tabelle 2: Vergleich zwischen den Ausschreibungsprogrammen ORCA AVA und Rib iTWO
Abkürzungsverzeichnis
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Kurzfassung
Im Zuge dieser Arbeit wurde eine Schnittstelle zwischen einem dreidimensionalen Modellierungsprogramm und zwei unterschiedlichen Softwares, die für die Ausschreibung verwendet werden, getestet. Dabei galt es herauszufinden, wie gut der Datenaustausch mit diesem Datenformat aktuell funktioniert und welche Probleme auftreten können. Anhand der Überprüfung soll eingeschätzt werden, inwieweit ein digitales Bauwerksmodell für ein Bauvorhaben verwendet werden kann und wie gut sich die Informationen daraus entnehmen und weiterverwenden lassen.
Abstract
In this thesis a possible plugin between tridimensional modelling software and two different tender software is tested. Moreover, the efficiency of the data exchange is analyzed, especially concerning occurring problems. At the end there is an evaluation of current possibilities how to use a digital construction model on a building project and how far information can be abstracted and used.
1 Aufgabenstellung der Bachelorarbeit
In der folgenden Arbeit soll die Industry Foundation Classes-Schnittstelle (IFC) zwischen dem dreidimensionalen Modellierungsprogramm ArchiCAD und den beiden Ausschreibungsprogrammen ORCA AVA und Rib-iTWO analysiert werden. Hierfür werden der Zeitaufwand, die entstehenden Probleme und mögliche Lösungsansätze während der Übertragung, sowie bei der Einbindung des Building Information Modelles in ein Leistungsverzeichnis der genannten Programme dokumentiert und bewertet. Die Übertragung erfolgt durch die Übergabe des Modells von ArchiCAD als IFC-Datei an die beiden Programme ORCA AVA und Rib-iTWO.
Zuerst wird ein Bauprojekt dreidimensional modelliert und mit baurelevanten Informati- onen (wie beispielsweise Bauteilmaße, Materialen, Verbindungen, etc.) ausgestattet. Dieses Modell wird anschließend als IFC-Import, der die Informationen über die Bautei- le enthält, in die AVA-Softwares übertragen. Dort werden die Daten jeweils in Leis- tungsverzeichnisse umgewandelt. Das Ergebnis sind Leistungsverzeichnisse zu aus- gewählten Bauteilen mit den wesentlichen Informationen zur Herstellung dieser Objek- te.
Ziel der Aufgabenstellung ist es am Beispiel der erstellten Leistungsverzeichnisse für eine Ausschreibung herauszufinden, wie gut sich Building Information Modeling durch die Verwendung der IFC-Schnittstelle umsetzen lässt.
2 Einführung in das Thema BIM
2.1 Entwicklung des Bauwesens im Hinblick auf Technik
In den letzten Jahrzehnten hielt die Technisierung in fast allen Bereichen der Produkti- on Einzug. So geschehen auch in der Baubranche. Durch den Einsatz von Computern und computergestützten Systemen wurden die Arbeitsabläufe digitalisiert und enorm erleichtert. Berechnungen und Zeichnungen müssen nicht mehr von Hand erarbeitet werden. Ferner steigert der technische Fortschritt die Effizienz des Datenaustausches. Vorschläge, Änderungen, Pläne und Berechnungen können als Dateien versendet werden und steigern somit die Kommunikation der am Bau beteiligten Personen.
Ein neues Verfahren der Digitalisierung stellt das sogenannte „Building Information Modeling“, kurz BIM, dar. Hierbei wird ein, den gesamten Bauprozess begleitendes, dreidimensionales Modell erstellt, auf das alle Projektbeteiligten jederzeit zugreifen können.
2.2 Erläuterung und Bedeutung des BIM
Building Information Modeling beschreibt das Erschaffen, Verändern und Verwalten einer dreidimensionalen Bauwerksdarstellung.
Es handelt sich bei einem BIM um ein „umfassendes digitales Abbild eines Bauwerkes mit großer Informationstiefe“. [1, S.4] Das dreidimensionale Gebäude wird aus Bautei- len modelliert, die nicht nur die Geometrien als Informationen mitbringen, sondern auch technische Eigenschaften, Zusammensetzung und Verbindung mit anderen Bauteilen beinhalten. Neben diesen Angaben kann das Building Information Modell auch Daten zu Kosten und Zeitabläufen in der Bauausführung in sich tragen. Daraus resultiert ein digitales Bauwerksmodell mit allen nötigen Auskünften, die von der Planungsphase bis hin zur späteren Gebäudenutzung und -instandhaltung gebraucht werden.
Es kann zu Beginn des Projektes, während der Angebotsphase, erstellt werden und somit für die Angebotskalkulation zur Massenauswertung genutzt werden. Beginnt der Bauprozess, können in diesem Entwurf weitere Vorgaben und spezifizierte Angaben eingefügt und angepasst werden. Während der Bauphase lassen sich stets die nötigen geometrischen Informationen aus dem BIM ziehen und Veränderungen einspeisen, sodass das Modell immer auf dem neuen Stand ist. Demzufolge ist das Projekt auch bei Nachträgen schnell aktuell und alle bis dahin genutzten Informationen, wie Kosten und Zeitangaben, werden automatisch mit aktualisiert.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Möglichkeit Tragwerksplanung, Gebäudetechnik, Bauphysik und viele weitere Komponenten mit dem Building Information Modell zu verbinden oder an diesem zu simulieren.
2.3 Resultierende Verbesserungen und Unterstützung
Obwohl die aktuelle Computertechnik immense Möglichkeiten eröffnet, beruhen viele Bauprozesse noch auf dem Austausch von zweidimensionalen Plänen und verschie- denen Datenformaten, die untereinander nicht kompatibel sind. Dies birgt viele Fehler- quellen vor allem bei Änderungen. Um einen sicheren Bauablauf zu gewährleisten, müssen alle Beteiligten stets auf dem aktuellen Planungsstand sein, was aber nur möglich ist, wenn jedes Mitglied alle Veränderungen zeitnah mitgeteilt bekommt. Hier- bei lässt sich schon feststellen, dass die Umsetzung nicht immer einfach ist. Verant- wortlich dafür ist unter anderem die in Deutschland überwiegende gemeinsame Pro- jektbeteiligung vieler Baufirmen.
„Durch den Gebrauch digitaler Bauwerksinformationsmodelle und die Modellierung von abgestimmten Arbeitsabläufen können verschiedene Formen der Zusammenarbeit in vielen Aspekten effektiv unterstützt und verbessert werden.“ [1, S.208 ] Die Beteiligten eines Projektes können das Modell einfach aktualisieren und diese Informationen somit ohne zeitliche Verzögerung an alle anderen Parteien weitergeben. Des Weiteren ergeben sich aus der gemeinsamen Nutzung einer Informationsressource weniger Probleme bei der gegenseitigen Abstimmung der Firmen untereinander.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 1: Der Zugriff aller Projektbeteiligten ermöglicht eine ideale Zusammenarbeit
Durch die „konsequente Weiternutzung digitaler Informationen werden aufwändige und fehleranfällige Arbeiten vermieden und ein Zuwachs an Produktivität und Qualität erzielt.“ [1, S. 3] Da alle Ansichten, Schnitte und Grundrisse aus ein und demselben Modell bezogen werden, sind diese konsistent und widersprechen sich nicht. Außerdem können die Informationen über den gesamten Bauprozess und darüber hinaus aus einem Modell bezogen werden, was das Fehlerrisiko durch Wiedereingabe von Daten in unterschiedliche Programme minimiert.
Ferner besteht die Möglichkeit, dass Berechnungs- und Simulationsprogramme direkten Zugang zu den Angaben aus dem digitalen Bauwerk erhalten, wodurch auch hierbei die fehleranfällige Daten-Neueingabe wegfällt.
Zusammengefasst bedeutet das, dass „sowohl Bauwerk als auch Erstellungsprozesse detailliert analysiert werden. Dies bietet insofern einen Vorteil gegenüber der traditionellen Planung, dass nun sowohl räumlich als auch zeitlich eine vollständige Darstellung des Bauwerks vorliegt und die einzelnen Fachplanungen integriert im Gesamtmodell betrachtet werden können“. [1, S. 272]
Building Information Modeling reduziert den Zeitaufwand durch eine Minimierung von Fehlern und Unstimmigkeiten, was eine große Kostenersparnis für die Baufirmen bedeuten kann. Zu spät erkannte Konflikte in der Planung, die hohe Nacharbeit erfordern, werden möglichst gering gehalten.
Ferner ist die Weiterverwendung nach Abschluss des Bauvorhabens seitens der Ge- bäudeverwaltung ein großer Vorteil, den das digitalisierte Bauwerksmodell bietet. So- wohl für die Instandhaltung, als auch für eine eventuelle Umnutzung, stellt dieses die nötigen Daten zur Verfügung. Im Falle eines Abbruchs nach Ende der Gebäudelauf- zeit, lassen sich die Informationen zu den verwendeten Materialien und Massen able- sen, was den Arbeitsaufwand für die Planung des Rückbaus stark reduziert.1
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 2: Das Building Information Modell kann ein Bauwerk über dessen gesamten Lebenszyklus begleiten
2.4 Probleme bei der Umsetzung
Wie in1 beschrieben wird, besteht der wesentliche Unterschied der BIM-Methodik zur herkömmlichen Arbeitsweise darin, dass der Planungsaufwand nach vorne verlagert wird, was dafür eine Zeit- und Kostenersparnis in den darauffolgenden Leistungspha- sen mit sich bringt. Diese Tatsache muss in Bezug auf die HOAI bedacht werden in- dem die Vergütungsregelung nach Leistungsphasen eine andere Gewichtung be- kommt.
Des Weiteren wird die Umsetzung dadurch erschwert, dass „Begriffe nicht eindeutig definiert oder unterschiedlich verwendet werden, das Datenmanagement und die Da- tenrechte nicht transparent sind, Schnittstellen nicht beschrieben und Zuständigkeiten nicht geklärt sind.“ [14, S. 1] Es fehlen also die nötigen Standards, welche jedoch in nächster Zeit, unter anderem durch den Verein Deutscher Ingenieure, erarbeitet wer- den sollen.14
Weiterhin fehlt es an der nötigen Schulung der Mitarbeiter und an Weiterbildungsmöglichkeiten. In diesem Punkt besteht dringender Handlungsbedarf. Auch die Entstehung neuer Berufsfelder, die durch den Einsatz von Building Information Modeling entstehen, müssen berücksichtigt werden.
Momentan wird in Deutschland das Arbeiten mit BIM bereits teilweise umgesetzt, dies aber vorrangig firmenintern und phasenbegrenzt. Dadurch werden viele Vorteile, die das digitale Bauwerksmodell bietet, nicht oder nur wenig ausgeschöpft. Somit muss die Bereitschaft für ein offenes, für alle Projektbeteiligten zugängliches Building Information Modeling gefördert und gefordert werden.
2.5 Zusammenfassung der Vorteile und Probleme
Tabelle 1: Vorteile und Probleme bei der Umsetzung eines Building Information Modells
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
3 BIM-Datenübergabe an AVA-Software
3.1 IFC Schnittstellen
Um den Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Programmen und Personen ge- währleisten zu können, muss es die Möglichkeit geben das bearbeitete Building Infor- mation Modell in einem Datenformat abzuspeichern, das alle Angaben zu dem digita- len Bauwerk enthält. Dieses Format muss von anderen Softwares gelesen und ent- sprechend an deren Verwendungszweck angepasst werden können. „Mit den Industry Foundation Classes (IFC) stellt buildingSMART [, eine internationale Non-Profit-Organisation,] […] ein neues, semantisches Datenmodell zu Verfügung, das alle Lebenszyklusphasen eines Gebäudes abbilden kann.“ [4, S.28] Dieses Modell ist herstellerunabhängig und beschreibt das Bauwerk aufgelöst in seine Räume und Bau- teile sowie deren Verbindungen zueinander14.
Um ein 3D-Modell in dieses Format umzuwandeln bedarf es einer Exportstelle in der jeweiligen Software, während das Zielprogramm für die Weiterverarbeitung eine IFCImportstelle benötigt.
Ziel dieser Arbeit ist es diese Schnittstellen zu testen. Hierbei werden drei Programme verwendet. Zum einen die Software ArchiCAD als Exportstelle mit der das BIM erstellt wird, zum anderen sollen die Importstellen der beiden Ausschreibungsprogramme Rib- iTWO und ORCA AVA überprüft und analysiert werden. Die Bauteilinformationen, die das digitale Bauwerksmodell enthält, werden als IFC-Datenformat in die beiden AVA- Programme eingespeist und sollen dort aus den eingehenden Daten mehrere Bauteil- leistungsverzeichnisse erstellen. Idealer Weise funktioniert dies ohne manuelle Nach- bearbeitung der LVs.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 3: Übergabe der Informationen via IFC-Schnittstelle vom Modellierungsprogramm an die beiden Ausschreibungsprogramme
3.2 Beschreibung Ausschreibungssoftwares
Um aus dem dreidimensionalen Bauwerksmodell ein Leistungsverzeichnis für die Ausschreibung zu erstellen, sollen die Inhalte des Modells als IFC-Datenpaket in die ausgewählten Ausschreibungsprogramme ORCA AVA und Rib-iTWO überführt werden. Diese beiden Programme werden im Folgenden genauer beschrieben.
3.2.1 ORCA AVA
Die Software ORCA AVA ist ein sehr übersichtlich gestaltetes Programm. Mit der Professional Edition besteht die Möglichkeit der Realisierung eines kompletten Projektes bis hin zur Abrechnung und Kostenfeststellung. Außerdem stehen weitere Optionen zur Kostenschätzung und -berechnung zur Verfügung12. Zur Ausschreibung können Leistungsverzeichnisse und Angebote erstellt werden. Im Bereich der Vergabe und Abrechnung erfolgen die Auftragserstellung, die Aufmaß- und Rechnungsprüfung und die Verfolgung des Kostenverlaufs.12
Laut 13 ist die Schnittstelle in ORCA AVA auf dem derzeitigen Stand der Building Information Modeling Umsetzung. Über die IFC-Schnittstelle sollen die Informationen der Bauteile aus den 3D-Modellen in die Software übertragen werden. Hierbei kann bestimmt werden, welche Angaben in der Datei, die dann für das Projekt verwendet wird, eingespeist werden. Dies erfolgt über die ORCA IFC Mengenübernahme. Die einzelnen Strukturen, in die eine IFC-Datei unterteilt ist, können direkt von der Software in deren Formate umgewandelt werden.
3.2.2 Rib-iTWO
Mit Hilfe des Programms Rib-iTWO gelingt es dem Baubetriebswesen laut7 die Pro- jektkostenplanung zu verwalten, beispielsweise durch die Integration von CAD- Modellen und -Plänen. Es können Bauvorhaben vom „Entwurf bis zur Abnahme visuell und modellbasiert oder ganz klassisch alphanumerisch“7 gesteuert werden. Von der Ausschreibung über den Angebotsvergleich und die Auftragsüberwachung bis hin zur Projektabnahme ist die Bearbeitung in Rib-iTWO möglich. Des Weiteren stellt die Soft- ware Funktionen zum Gebäudemanagement und zur Bauwerksunterhaltung zur Verfü- gung.
Zur Datenübergabe aus CAD-3D-Modellen beschreibt 8 das Prüfen der Daten durch Rib-iTWO, das darauffolgende Anlegen von Teilleistungen und deren Verknüpfung mit Objekten. Außerdem kann das Programm Kollisionsprüfungen oder Bauablaufsimulati- onen am digitalen Modell durchführen. Danach erfolgt eine Mengenabfrage, die zu „exakten Mengen nach Standard (VOB) wie auch ausführungsgerechten Detailmen- gen“ 8 führt, aus welchen sich Leistungsverzeichnisse für die weitere Planung erzeu- gen lassen. Hierbei wird allerdings erwähnt 9, dass die Software zwar IFC und 3D- DWG Standard Schnittstellen unterstützt, diese aber nicht qualitätsgesichert sind, was dagegen bei den programmeigenen iTWO-Plug-Ins gewährleistet ist.
4 Erstellung eines Projektes als 3D-Modell
4.1 Einführung in das Projekt
Um die IFC-Schnittstelle des 3D Modellierungsprogramms und der AVA-Softwares zu testen, wurde ein 3D-Modell erstellt, das ein Bauprojekt der HTWK Leipzig beinhaltet. Es handelt sich bei diesem Projekt um den Neubau eines Einfamilienhauses mit Garage. Aufgrund der Hanglage liegt das unterste Geschoss teilweise erdberührend und teilweise frei. Darauf befindet sich das Erdgeschoss, das auf einer Höhe mit der Garage und der Anfahrt liegt. Den Abschluss bildet das Dachgeschoss.
Die dem Hang abgewandte Seite ist größtenteils verglast. Im Untergeschoss befindet sich eine Eingangstür, die in einen offenen Wohnbereich führt, welcher in ein Esszim- mer mit Küche übergeht. Außerdem befinden sich ein Schlafzimmer, ein Bad und ein einzelnes WC im Mittelteil des Geschosses. Der dem Hang zugewandte Gebäudeteil weist neben dem Haustechnikraum einen Keller- und einen Hauswirtschaftsraum auf. Zentral gelegen ist das Treppenhaus, welches die drei Etagen vertikal miteinander ver- bindet.
Das Erdgeschoss setzt sich aus dem zweiten Eingangsbereich, der auf Höhe der Ga- rage liegt, dem offenen Küchen- und Essbereich, dem Wohnzimmer und Schlafzimmer zusammen. Die Besonderheit hierbei liegt darin, dass diese Räume ohne Trennung ineinander übergehen. Das Arbeitszimmer, das WC, der Ankleideraum und das darauf- folgenden Badezimmer sind dagegen eigenständige Räume. An den Ess- /Wohnbereich schließt ein drei Seiten umgebender Balkon, welcher durch Schiebetü- ren in der Glasfront zugänglich ist.
Das Dachgeschoss wird durch die Dachterrasse bestimmt, die den obersten Raum des Hauses umgibt.
Die Wände des Untergeschosses bestehen aus WU-Beton, Abdichtung und einer 12cm Dämmung. Dagegen werden die Wände der Obergeschosse aus ungefülltem Poroton hergestellt. Das Verputzen erfolgt am gesamten Gebäude beidseitig. Die Pläne und Ansichten zu diesem Projekt können im Anhang eingesehen werden.
4.2 Beschreibung der Software
ArchiCAD ist ein BIM-fähiges CAD-Programm. Das bedeutet, dass sich Bauprojekte nicht nur dreidimensional modellieren lassen, sondern dass die verwendeten Bauteile alle notwendigen Informationen für den Bauvorgang und die spätere Nutzung in sich tragen. Daher spricht man auch von intelligenten Objekten. Die Informationen beziehen sich sowohl auf die Maße, als auch auf die verwendeten Materialien. Die projektbezogenen Daten können für die Bauteile eingestellt und damit in das 3D- Modell integriert werden. Durch das Zeichnen der Objekte werden diese automatisch in dafür generierte Listen eingefügt. Änderungen am Objekt aktualisieren auch die jewei- lige Information in den Listen.
Das Building Information Modell trägt also alle Daten in sich und lässt sich leicht ändern und anpassen.11
4.3 Modellieren mit ArchiCAD
Wie aus der Aufgabenstellung ersichtlich wird, war es geplant, dass der Verfasser zu Beginn ein 3D-Modell mit Hilfe von ArchiCAD erstellt. Diese Aufgabe wurde, wie im Folgenden kurz beschrieben ist, erfüllt.
Um das dreidimensionale Modell zu erstellen, konnten 2D-Pläne als Unterlage in ArchiCAD eingefügt werden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 4: Die PDF-Pläne wurden in ArchiCAD eingesetzt. Darauf folgt das Zeichnen der Bodenplatte, hier grau dargestellt
Auf deren Grundlage wurden die Boden- und Deckenplatten und die unterschiedlichen Wände geschossweise erstellt. Durch eine Option für mehrschichtige Bauteile kann deren genauer Aufbau inklusive der Schichtdicken festgelegt werden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 5: Einstellen des Wandaufbaus, indem die Schichtdicken und die Reihenfolge der einzelnen Materialien festgelegt werden.
Auf das Festlegen und Zeichnen der Platten und Wände folgte das Einsetzen der Treppe. Problematisch hierbei war die Tatsache, dass die vorgegebenen Maße aus den Plänen sich nicht mit dem 3D-Modell vereinbaren ließen und die Treppe somit nicht automatisch an den vorgesehenen Platz passte.
Somit musste die Stufenanzahl, deren Höhe und Breite und weitere Angaben manuell eingegeben und auf Stimmigkeit überprüft werden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 6: Einpassen der Treppe
Anschließend wurden die Türen und Fenster an den entsprechenden Stellen eingefügt.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 7: Einfügen der externen Fenster und Türen im Erdgeschoss
Diese Bauteile lassen sich herstellerbezogen aus einer Online-Datenbank ziehen. Die Plattform „bimobject“ bietet eine Vielzahl an Herstellern und deren Produkte an. Haupt- sächlich sind skandinavische Hersteller vertreten, aber auch international agierende Firmen haben das Potential einer solchen Datenbank für sich entdeckt. Denn hier bie- tet sich die Möglichkeit herstellerbezogene Produkte für den Einsatz im 3D-Modell zu downloaden und an benötigter Stelle zu verwenden. Somit können bereits in der Pla- nung spezielle Bauteile verwendet und die entsprechenden Firmen berücksichtigt wer- den.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 8: Das vom Verfasser er- stellte digitale Bauwerksmodell
Nach Beenden des Modellierens unterzog ein Architekt das Modell einer Untersuchung auf Zeichenfehler und Unstimmigkeiten. Da der Verfasser ein Neuling im Umgang mit ArchiCAD und dem genauen dreidimensionalen Modellieren ist, tauchten bei dieser Überprüfung viele kleinere Diskrepanzen auf. Auch die fehlende Erfahrung in der Baupraxis war hierfür ausschlaggebend. Diese Fehler könnten zu Problemen in der Übertragung der IFC-Datei in die AVA-Softwares und dadurch letztendlich zu Falschinformationen für die Ausschreibung führen.
Um dies zu verhindern, kam von dem Architekten der Vorschlag ein fertiges 3D-Modell, das von ihm gefertigt und überprüft wurde, für ein anderes Bauprojekt zur weiteren Verarbeitung zu verwenden. Hiermit kann die eigentliche Aufgabe dieser Arbeit - das Überprüfen der IFC-Schnittstelle - erfüllt werden.
4.4 Projekt der HTWK
Das nun zur Verfügung gestellte Projekt beinhaltet ebenfalls ein Einfamilienhaus mit Garage. Bei dem Gebäude handelt es sich um ein zweistöckiges Haus mit Flachdach und ohne Keller. Diesmal befindet sich das Gebäude nicht in einer Hanglage. Die Garage schließt direkt an die Hauseinfahrt an und umfasst den Garagenraum und die Haustechnik. Neben dem Garagenzugang befindet sich die Eingangstür, die durch einen Flur zum Hauptgebäude führt. Die Garderobe des Hauptgebäudes ist durch eine Tür mit dem Haustechnikraum verbunden. An die Garderobe grenzt der offene Wohn- bereich, der nach hinten in den Essbereich übergeht. Der Küchenbereich wird durch die Küchenzeile abgetrennt. Wohnzimmer und Küche sind durch eine schmale Biblio- thek verbunden, die seitlich am Treppenhaus entlangführt. Somit bildet die Treppe den Mittelpunkt des Erdgeschosses. Neben der Bibliothek befinden sich noch ein Gäste- zimmer und ein Duschbad. Sowohl vom Wohnzimmer als auch vom Essbereich hat man jeweils Zugang zu einer Terrasse.
Das Hauptgebäude enthält des Weiteren das Obergeschoss. Hier findet sich eine die Treppe umgebende Galerie. Von dort aus hat man Zugang zu den zwei Kinderzim- mern, einem Schlafzimmer und einem Bad. Ferner schließt ein Ankleideraum an das Schlafzimmer.
Das Flachdach, welches von einer Attika umgeben ist, setzt sich zusammen aus der 18 Zentimeter dicken Stahlbetondecke, auf der drei Sperrschichten mit zwischengelager- ter 12 cm starker XPS-Dämmung aufliegen. Die oberste Sperrschicht wird durch eine Folie realisiert. Auf diese wird eine 5 Zentimeter dicke Kiesschicht als oberste Lage aufgeschüttet.
Der Kern aller Gebäudewände besteht aus Porenbeton in unterschiedlichen Dicken. Die Außenwände an der Ost- und Südseite der Garderobe bzw. Garage werden nach außen hin mit Holzlamellen verkleidet. Die Westseite der Garage bzw. Garderobe wird durch einen gestrichenen Zementputz nach außen abgeschlossen. Am Hauptgebäude wird ein Mineralputz angebracht. Nach innen gerichtet werden die Wände mit Gips verputzt. Eine Ausnahme stellt die Garage dar, da dort ein Mineralputz verwendet wird. Mit einer Mauerwerksdicke von 36,5 cm unterscheidet sich das Hauptgebäude von der Garage, da die Stärke der Außenwände hier nur 24 cm beträgt. Alle Innenwände sind entweder mit 17,5 cm Dicke als tragende Wand ausgeführt oder nur 11,5 Zentimeter dick.
Das Modell kann im Anhang eingesehen werden. Hier finden sich sowohl Grundrisse, Schnitte und Ansichten, als auch einige Perspektiven auf das Gebäudemodell.
4.5 Probleme bei der Verwendung
Das Projekt wurde von dem Architekten als ArchiCAD-Datei abgespeichert und dem Verfasser zur Verfügung gestellt. Nun wurde diese Datei vom Verfasser mit ArchiCAD geöffnet und dort als IFC-Datenmodell abgespeichert.
Schon beim Öffnen der Datei kam es zu Problemen. Das Programm konnte die Bibliotheken, die unteranderem die Informationen bezüglich der Fenster und Türen enthalten sollten, nicht finden und erstellte das Modell somit ohne diese Angaben.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 9: Fehlermeldung, der nicht enthaltenen Bibliotheken in ArchiCAD
Die Informationen zu den in ArchiCAD erstellten mehrschichtigen Bauteilen, wie beispielsweise der Wände und Decken, konnten dagegen problemlos rekonstruiert werden. Zu Beginn erschienen einige Fehlermeldungen, die sich hauptsächlich auf die fehlenden Bibliotheksinhalte bezogen. Mit der Möglichkeit die Zeichnungen, sprich automatisch erstellte Schnitte, Ansichten, etc., zu aktualisieren, konnte die Anzahl der negativen Meldungen ein wenig reduziert werden. Das somit entstandene Modell entspricht bis auf wenige Punkte dem Original. Wie bereits erwähnt, waren die Daten zu Fenstern und Türen fehlerhaft, da diese aus externen Bibliotheken in das ursprüngliche Modell geladen worden waren. Diese Informationen können somit auch nicht wahrheitsgemäß in den IFC-Daten abgespeichert werden.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 10: Grundrissansicht des Gebäudes mit fehlenden Fenstern und Türen aufgrund der nicht vorhandenen Bibliotheken
Um die fehlenden Informationen einzufügen, wurden die Bibliotheken dem Autor nach- träglich zur Verfügung gestellt. Doch auch das Integrieren dieser Dateien funktionierte nur teilweise. Zwar konnten die Fenster und Türen in das Modell eingebracht werden, aber weitere Fehlermeldungen zu nicht vorhandenen Bestandteilen des ursprünglichen Modells folgten. Da diese Teile für die Arbeit aber nicht relevant waren, wurde es dabei belassen.
Ein weiterer interessanter Punkt war das Öffnen des digitalen Modells mit unterschiedlichen Versionen der ArchiCAD-Software. Das Original wurde mit ArchiCAD 20 erstellt. Als es mit Ausgabe 19 des Programmes geöffnet werden sollte, ließ die Software dies nicht zu. Somit musste eine 19er Version der Datei in ArchiCAD 20 erstellt werden, um es mit der älteren Version bearbeiten und einsehen zu können.
Von ArchiCAD 19 auf 20 gibt es dagegen keine Probleme.
4.6 Export des IFC-Datenmodells
ArchiCAD bietet nicht nur die Möglichkeit Dateien als .ifc abzuspeichern, sondern stellt zudem die Funktion eines Übersetzers zur Verfügung. Durch diesen lässt sich bereits beim Abspeichern einstellen, mit welchem Programm die IFC-Datei im Nachhinein ge- öffnet werden soll. Im Fall dieser Arbeit erfolgt der Import mit den Softwares iTWO und ORCA.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 11: Der IFC Übersetzer mit den Auswahlmöglichkeiten für die ImportProgramme
Des Weiteren kann nicht nur das gesamte Modell als .ifc gesichert werden, sondern auch einzelne Geschosse oder Bauteile. Dies lässt sich durch einen Filter auswählen, der die einzelnen IFC-Komponenten auflistet.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 12: Modell-Filter mit den Auswahl- möglichkeiten der einzelnen Bestandteile
Für diese Arbeit war dies von Nutzen, da nicht alle Bauteile als Leistungsverzeichnisse weiterverarbeitet werden sollen, sondern nur die Wände, Decken, Fenster, Türen und das Dach. Je nachdem welcher Geschossgrundriss geöffnet war, wurden die Bauteile in dieser Etage automatisch bei der IFC-Speicherung ausgewählt. Im Filter konnten außerdem einzelne Objekte ausgewählt werden. Dies wurde in der Testphase der Arbeit genutzt um kleinere Datenmengen zu ex- und importieren.
5 Datenübertragung in die AVA-Softwarepakete
5.1 Vorgangsbeschreibung ORCA AVA
Nach kurzer Einführung durch einen erfahrenen Nutzer kann ein neues Projekt leicht erstellt werden. Hierfür öffnet man ein neues Projekt ohne Vorlage. Da in dieser Arbeit die Bauherren und Mitarbeiter keine Rolle spielen, werden diese Angaben weggelas- sen. Nur die Angabe der Projektkopfzeile wird mit dem Namen und der Matrikelnum- mer des Verfassers gefüllt, um diese später auf dem fertigen Leistungsverzeichnis als Angaben zu finden. Die Zeilen für das Bauvorhaben werden mit fiktiven Daten zu ei- nem Musterbauherrn ausgefüllt. Unter dem Punkt Adressen werden bei einem realen Projekt die Daten der unterschiedlichen Teilnehmer am Bauvorhaben eingegeben oder von einer externen Datei eingefügt; dies soll hier aber unberücksichtigt bleiben. Bei dieser Arbeit geht es nun weiter mit dem Abschnitt Leistungsverzeichnisse. Den ersten Gliederungspunkt stellt das Projekt mit seinem Namen dar. Durch einen Rechtsklick mit der Maus auf das Projekt öffnet sich das Fenster mit dem sich hierarchische Unter- punkte erstellen lassen. Zuerst wählt man Neu und in dem daraufhin erscheinenden Fenster LV.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 13: Das Ein- fügen eines Leistungs- verzeichnisses in das Projekt
Diese Auswahl öffnet eine Eingabemöglichkeit für Eigenschaften des Leistungsver- zeichnisses. Hier werden eine Nummer, die für die spätere hierarchische Aufteilung sorgt, und die Bezeichnung des LVs eingetragen. Mit einem Klick auf OK erscheint die Eingabe als erster Gliederungspunkt im Projekt. Nun folgt das Eintragen der Bauteile. Diese Angaben sollen aus der IFC Datei des ArchiCAD-Projektes stammen. Hierfür wird auf dem Gliederungspunkt 01 Bauteile das Rechtsklick-Fenster geöffnet. Dann wird unter dem Punkt Neu die Dateneingabe aus der IFC-Datei mit der Funktion aus IFC gewählt.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 14: In das Leistungsverzeichnis Bauteile können nun die IFC-Objekte gela- den werden
Nun erscheint die ORCA IFC Mengenübergabe - Startansicht. Bei dieser kann nun das IFC-Datenmodell eingelesen werden. Entweder wird das komplette Modell importiert oder man beschränkt das Einlesen auf die im Export gewählten Bauteile.
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
Abbildung 15: Ansicht
[...]
- Arbeit zitieren
- Katharina Walter (Autor:in), 2016, Die Industry Foundation Classes-Schnittstelle zwischen ArchiCAD und ORCA AVA, sowie Rib-iTWO, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/359036
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