Green BIM - Bauwerksbegrünung als Teil BIM-basierter Planung und Pflege

Status

abgeschlossen (Februar 2023)

Motivation und Forschungsfrage

Bauwerksbegrünungen wie auch innovative großflächige horizontale Begrünungsvorhaben werden in unseren Städten immer mehr eingesetzt. Sie verbessern nachweislich das Mikroklima und erhöhen das Wohlbefinden der Menschen im direkten Wohn- und Arbeitsumfeld. Die disziplinübergreifende Materie der Bauwerks- und Gebäudebegrünung stellt allerdings ein komplexes Planungssystem dar, das immer schnittstellen- und gewerkeübergreifend zu bearbeiten ist. Vor allem hochtechnisierte Fassaden- und Dachbegrünungen verlangen eine gesamtheitliche durchdachte Planung, die abseits der Ausführung und Installation auch den laufenden Betrieb und die Grünpflege und technische Wartung der Grünsysteme miteinschließt. Dies macht eine frühzeitige und rechtzeitige Integration von Bauwerksbegrünung in BIM-Modelle umso wichtiger. In der Praxis ist es allerdings selten der Fall, dass der gesamte Lebenszyklus von Bauwerksbegrünungen von Beginn an in Planungsprozessen mitgedacht wird.

Dieser Problematik wird durch das Forschungsprojekt „Green BIM. Bauwerksbegrünung als Teil BIM-basierter Planung und Pflege" (FFG-Nr. 873526; Laufzeit 1. November 2019 bis 30. November 2022) sowie durch die erreichten Ergebnisse Abhilfe geschaffen. Im Forschungsprojekt Green BIM hat sich ein interdisziplinäres Team zusammengeschlossen, um die Anwendung von BIM in sämtliche Prozessphasen von der Planung, über den Bau, die Grünpflege und technische Wartung von Bauwerksbegrünungen (Dach-, Fassaden- und Innenraumbegrünungen) zu bringen. Das Projekt schafft somit die Grundlagen, um die Landschaftsplanung und Landschaftsarchitektur, die Vegetationstechnik und speziell die Bauwerksbegrünungen auf eine Teilnahme an offenen BIM-Prozessen vorzubereiten.

Ausgangssituation / Status Quo

BIM-basierte Bauwerksbegrünungen fördern den Ansatz, Begrünungen und Grünstrukturen gleich mit dem Gebäude, beginnend von der ersten Entwurfsidee entlang der gesamten Prozesskette – Planen, Bauen und Betreiben – mitzudenken, zu simulieren, zu berechnen, zu planen und zu betreiben und damit dem/der Auftraggeber:in als überzeugende Lösung darzustellen. Während in Architektur- und Generalplanungsbüros bereits intensiv mit BIM (Building Information Modelling = eine Modelldatenbank, die alle Informationen enthält, die für die optimierte Planung, Ausführung und Bewirtschaftung eines Gebäudes erforderlich sind) gearbeitet wird, fehlen für die Landschaftsarchitektur, Landschaftsplanung und Vegetationstechnik bisher wesentliche Grundlagen. Bis dato ist eine konsistente und datenverlustfreie BIM-Modellierung von Bauwerksbegrünung nur innerhalb von proprietären Datenformaten (closed BIM) möglich, da die Industry Foundation Classes (IFC)-Schnittstelle von BIM-Modellierungssoftware für offenen Datenaustausch (open BIM) noch nicht fähig ist, Elemente der Bauwerksbegrünung hinreichend in den digitalen Modellen abzubilden.
Projekt-Inhalte und Zielsetzungen: Ziel des Forschungsprojektes Green BIM war es, die Integration von Bauwerksbegrünungen in BIM-Modellen auf mehreren Ebenen vorzubereiten, um eine Verschmelzung der Begrünungs- und BIM-Planung zur friktionsfreien Planung, Ausführung, Umsetzung und Pflege zu ermöglichen. Auch für Bauwerksbegrünungen sollten die einzelnen Strukturkomponenten geschaffen werden. Das Projekt Green BIM zielte daher darauf ab, in einem ersten Schritt Bauwerksbegrünungen in BIM-Prozessen mitzudenken und bestehende Standards (IFC / ISO 16739) zu deren Planungs- und LifeCycle-Einbindung in BIM entsprechend zu ergänzen. Ziel war es, in Anlehnung an die Struktur und Inhalte des aktuell gültigen IFC-Standards, für die verschiedenen Fachdisziplinen, die in der Bauwerksbegrünung tätig sind, jeweils passende Strukturkomponenten (Domain/Klasse/Typen/Merkmale) zu erarbeiten, damit digitale Planungs-, Bauprozess- und Betriebsmanagementprozesse in der Bauwerksbegrünung ermöglicht bzw. unterstützt werden.

Methodische Vorgehensweise

Aufbauend auf einer umfassenden Status-Quo-Analyse mit der Bandbreite an Bauwerksbegrünungsarten und -kategorien wurden unter Einbeziehung des Stands der Technik, Normen (ÖNORM), aus (vegetations-)technischen Regelwerken und weiteren Regelwerken wie den FLL- Richtlinien sämtliche BIM-relevanten Daten aufgearbeitet. Durch die Analyse konkreter Fallbeispiele wurden im weiteren Projektverlauf die Kriterien für eine BIM-basierte Planung über den gesamten Lebenszyklus ausgearbeitet. Darauf aufbauend wurde eine Analyse von erforderlichen Parametern und Attributen für die gesamte Prozesskette „Planung – Bau – Betreiben mit Grünpflege, Wartung und Instandhaltung" durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Das Ergebnis des Projekts sind Vorschläge für einen IFC-Standard aus Sicht der Bauwerksbegrünung. Es wurden Metadaten erarbeitet, welche jene für die BIM-basierte Planung, Herstellung, Wartung und Grünpflege erforderlichen Attribute beinhalten – die sogenannte „Green BIM-IFC-Datenstruktur" inklusive Informationen für das buildingSMART Data Dictionary (bsDD) – sowie die entsprechenden Auftraggeber-Informations-Anforderungen (AIA). Neben diesen Vorgaben an die Datenstrukturgrundlagen entstanden im Forschungsprojekt Green BIM auch Grundlagen zu Vorgaben in Hinblick auf verschiedene Detaillierungsgrade von Modellinformationen im Projektverlauf. Diese beziehen sich auf verschiedene Abstufungen hinsichtlich der alphanumerischen (LOI) und geometrischen (LOG) Detaillierungsgraden sowie detaillierten Vorgaben zur Modellierung von Bauwerksbegrünungssystemen. Zusätzlich wurden Unterlagen für Phasenmodelle und Case Studien (Prozessmuster) ausgearbeitet.

Von den Ergebnissen des Projekts profitieren alle mit Bauwerksbegrünungsplanung/-pflege befassten Unternehmen, Organisationen, Technologieanbieter, Bauherren, Behörden und Ämter sowie das Facility Management und folgende Disziplinen erhalten einen Technologieschub: Bauwerksbegrünung, Vegetationstechnik, Landschaftsarchitektur, Landschaftsplanung, technische Wartung und Instandhaltung sowie die Grünpflege. Für die weitere Verbreitung der Projektergebnisse wurde von einigen Projektpartner:innen der „Verein zur Förderung der Grünen Baukultur" gegründet.

Ausblick

Das, was im Projekt Green BIM für die Bauwerksbegrünung erarbeitet wurde, ist im Wesentlichen für die gesamte Grüne Branche relevant, um den Digitalisierungsschritt für gemeinsames digitales und integrales Planen und Arbeiten, zu setzen. Die Ergebnisse des Projekts bilden die optimale Grundlage für eine zukünftig digital verschränkte Arbeit von Architektur und Bautechnik mit Bauwerksbegrünungen. Langfristig sollen auch die zur BIM-Modellierung von Bauwerksbegrünung erforderlichen Metadaten und Datenstrukturen in den IFC-Standard einfließen. Es soll in Zukunft möglich sein Gebäudebegrünungen von der ersten Idee bis zur Strategie und Planung, dem Bau, Betrieb und Nachnutzung einzuberechnen und auch den LifeCycle in den gesamten BIM-Prozess miteinzubinden.

Projektleitung

Dipl.-Ing.in Dr.in Bente Knoll, B-NK GmbH Büro für nachhaltige Kompetenz

Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen

• TU Graz - Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft, Fachbereich Integrated Building Systems
• AEE - Institut für Nachhaltige Technologien
• tbw solutions ZT GesmbH / Geschäftsbereich ODE office for digital engineering
• VASKO+PARTNER INGENIEURE Ziviltechniker für Bauwesen und Verfahrenstechnik GesmbH
• teamgmi Ingenieurbüro GmbH
• Kräftner Landschaftsarchitektur
• Dipl.-Ing. Ralf Dopheide e.U.
• buildingSMART

B-NK GmbH Büro für nachhaltige Kompetenz
Dipl.-Ing.in Dr.in Bente Knoll
Schönbrunner Straße 59-61/10
A-1050 Wien
Tel.: +43 (1) 990 89 96
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E-Mail: bente.knoll@b-nk.at
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