BIMBestand - BIM-basiertes Bestandsmanagement von Gebäuden

Motivation und Forschungsfrage

Die Reduktion des Energiebedarfs im Gebäudesektor ist ein entscheidendes Kriterium zum Erreichen der Klimaziele. Die Entwicklung und Anwendung digitaler Methoden in der Bau- und Immobilienwirtschaft wird in diesem Zusammenhang als Schlüsselfaktor und unabdingbare technologische Säule gesehen, um in dieser klimapolitisch hoch relevanten Branche die europäischen Zielsetzungen zu erreichen. Die weitere Steigerung der Energieeffizienz des Gebäudebetriebs ist dabei von maßgebender Bedeutung. Deshalb ist es wesentlich, den Gebäudebetrieb bestmöglich durch den Einsatz digitaler Methoden und Verfahren zu unterstützen und zu optimieren. Building Information Modeling (BIM) ist in diesem Zusammenhang eine elementare Methodik, die in Zukunft massiv an Bedeutung gewinnen und eine signifikante Rolle im Gebäudebetrieb spielen wird. Daher gilt es, die Potentiale von BIM für einen nachhaltigen Gebäudebetrieb zu nutzen und die Methodik selbst hinsichtlich dieser Zielsetzung weiterzuentwickeln bzw. die dazu notwendigen technischen und prozessualen Grundlagen zu schaffen.

Ausgangssituation/Status Quo

BIM wird in der Nutzungsphase von Gebäuden derzeit noch nicht breit eingesetzt, womit viele Potentiale ungenutzt bleiben. Dies schließt insbesondere den energie- und ressourceneffizienten Gebäudebetrieb mit ein. Das langfristige Ziel einer vollständigen BIM-Integration in das Facility Management (FM) und die Betriebsführung von Gebäuden ist damit eine wichtige zu lösende Aufgabenstellung. Studien und praktische Beispiele zeigen, dass die Überführung eines BIM-Modells in das Facility Management momentan noch mit großen Informationsverlusten verbunden ist. Auch die Interoperabilität von Softwaretools ist oft nicht gegeben, da überwiegend proprietäre Applikationen eingesetzt werden und offene Datenformate, wie zum Beispiel die Industry Foundation Classes (IFC), noch unzureichend Verwendung finden. Wesentlich ist in diesem Zusammenhang auch die, bis dato noch nicht gegebene, praktische Etablierung eines projektphasenübergreifenden Einsatzes der BIM-Methode. Ein Schlüsselaspekt ist hierbei das Erzielen einer hohen Datendurchgängigkeit, die eine nahtlose modellbasierte Übergabe von Daten aus dem Planungs- und Ausführungsprozess in die Betriebsphase von Gebäuden ermöglicht.

Projekt-Inhalte und Zielsetzungen

Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, strukturiert Informationsanforderungen und Prozessbeschreibungen aus dem operativen Gebäudebetrieb anhand von Use-Cases abzuleiten und diese Use-Cases beispielhaft praxisnah zu validieren. Diese übergeordnete Zielsetzung umfasst als Teilziele die detaillierte Ausarbeitung und Evaluierung von Use-Cases, die Verbesserung der Durchgängigkeit von fachübergreifenden Datenmodellen, die Entwicklung einer softwaretechnischen Lösung für die Kopplung von Softwaresystemen der operativen Betriebsführung auf Basis offener Datenschnittstellen sowie den Wissenstransfer zu Stakeholdern.

Methodische Vorgehensweise

Die angewandte Forschungsmethodik setzt sich aus den folgenden, aufeinander aufbauenden Schritten zusammen. Den Ausgangspunkt bildet eine umfassende Anforderungsanalyse zur Feststellung des Bedarfs. Diese umfasst die Evaluierung von FM- und Betriebsprozessen, die Ausarbeitung von User-Stories sowie die Durchführung von Stakeholder-Interviews. Auf dieser Basis erfolgt im nächsten Schritt die Entwicklung von Use-Cases und deren Abbildung auf einer Use-Case-Management-Plattform. Um die praktische Implementier- und Anwendbarkeit der entwickelten Use-Cases zeigen zu können, bedarf es der Entwicklung einer geeigneten Softwareumgebung. Diese erfolgt im Rahmen des Projekts prototypisch auf Basis offener Schnittstellen. In dieser Softwareumgebung werden abschließend die ausgearbeiteten Use-Cases getestet und einer Evaluierung unterzogen.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Im Rahmen des Forschungsprojektes BIMBestand konnte gezeigt werden, dass der Ansatz eines open-BIM-basierten Bestandsmanagements von Gebäuden umsetzbar ist. Es wurde deutlich gemacht, wie ausgehend von der grundlegenden Definition und Formulierung von konkreten Anwendungsfällen Prozesse und Workflows aufgesetzt und durch die Integration offener Datenschnittstellen in einem realen Umfeld implementiert und nutzbringend eingesetzt werden können. Im Rahmen einer Validierung konnten die Machbarkeit dieses Ansatzes sowie dessen Vorteile aufgezeigt werden. Alle im Lebenszyklus eines Bauprojekts beteiligten Akteure können signifikant durch den Einsatz von open-BIM profitieren. Die Formulierung von Use-Cases ist eine Grundvoraussetzung für eine zielführende und erfolgreiche Anwendung von BIM-Modellen in der Nutzungsphase von Gebäuden. Mittels Use-Cases kann ein gemeinsames und gegenseitiges Verständnis hinsichtlich der Notwendigkeit und Sinnhaftigkeit einer detaillierten Modellerstellung im gesamten Projektumfeld geschaffen werden, was die Zusammenarbeit erleichtert. Wesentlich ist außerdem, dass alle Kommunikationsschritte auf Grundlage von offenen Schnittstellen realisiert werden. Dadurch ist der flexible Einsatz von Software-Werkzeugen, sowohl was die Planung bzw. Ausführung als auch das Bestandsmanagement betrifft, möglich. Dies unterstreicht die Notwendigkeit und Bedeutung genormter offener Datenformate bzw. Schnittstellen.

Ausblick

Die Einsatzmöglichkeiten digitaler Technologien im Bestandmanagement und der Betriebsführung von Gebäuden sind breit und reichen vom Einsatz von IoT-Technologien bis hin zum Einsatz von Methoden aus dem Gebiet der Künstlichen Intelligenz. Wesentlich sind auch die Bereiche Interaktion und Kommunikation, beispielsweise bei der Vernetzung smarter Energieinfrastrukturen mit Gebäuden und der damit verbundene automatisierte Austausch von Daten und Metadaten sowie deren Verarbeitung. Die Verfügbarkeit strukturierter und maschinell verarbeitbarer Modelle und Daten von den bewirtschafteten Gebäuden ist eine grundlegende Voraussetzung für den breiten Einsatz hochentwickelter digitaler Methoden im Gebäudebetrieb. BIM-Modelle sind dabei ein wesentlicher Faktor. Daher gilt es, den Einsatz von BIM in der Nutzungsphase von Gebäuden voranzutreiben, damit im Zusammenwirken mit anderen digitalen Technologien das volle Potential der Digitalisierung zur Realisierung eines nachhaltigen Gebäudebetriebs genutzt werden kann.

Projektleitung

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Michael Monsberger, Technische Universität Graz, Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft, Fachbereich Gebäudetechnik

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

• AIT Austrian Institute of Technology GmbH
• TBH Ingenieur GmbH
• DI Martin Hollaus
• ALLPLAN Gesellschaft m.b.H.
• Flughafen Wien Aktiengesellschaft
• building smart Österreich
• Technische Universität Wien, Institut für Werkstofftechnologie, Bauphysik und Bauökologie

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Michael Monsberger
Technische Universität Graz
Lessingstraße 25/III
A-8010 Graz
Tel.: +43 (316) 873 6255
E-Mail: michael.monsberger@tugraz.at
Web: www.bbw.tugraz.at