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Inhalte

Ökobilanzierung und BIM--Building Information Modeling im Nachhaltigen Bauen

Projektbeschreibung

Projektbeteiligte

Eckdaten

Ökobilanzierung und BIM--Building Information Modeling im Nachhaltigen Bauen


Projektnummer
Projektbeginn
01.2019
Projektende
04.2020
Projektstatus
abgeschlossen mit Bericht

Konzept

Die zu bearbeiteten Themen gliederten sich in drei Arbeitspakete:

Das erste Arbeitspaket (AP I.a) beinhaltete zunächst eine eingehende Analyse der benötigten Informationen für eine BNB-konforme Ökobilanz und der Analyse des IST-Zustands der ÖKOBAUDAT. Auf die Analyse der ÖKOBAUDAT folgte in AP I.b die Untersuchung von möglichen Anbindungsoptionen im IFC Datenformat. Hierzu sollte zunächst untersucht werden, inwieweit sich ÖKOBAUDAT-Daten im aktuellen IFC-Datenmodell einbetten lassen. Etwaige nicht darstellbare Inhalte wurden dokumentiert. Im Falle der nicht vollständigen Abbildbarkeit von ÖKOBAUDAT-Datensätzen im IFC-Format sollten Anbindungsoptionen aufgezeigt und bewertet werden. Nachfolgende Optionen waren Bestandteil der Untersuchung:

a) Vorhandene IfcPropertySets/ Status Quo
b) Erweiterung IFC-Datenmodell/ Neues ÖKOBAUDAT IfcPropertySets
c) Referenzieren mit bestehenden Datenformaten aus ÖKOBAUDAT/eLCA bspw. über MMC-Methode
d) Direktes Referenzieren zur ÖKOBAUDAT/ API Schnittstelle
e) Integration von Ökobilanzdaten in BIM-Objekte

Im Arbeitspaket I.c wurde aufbauend auf den zuvor genannten Schritten der Anpassungsbedarf der ÖKOBAUDAT analysiert und spezifiziert. Für die untersuchten Anbindungsoptionen wurden in einer tabellarischen Übersicht Pro- und Contra-Argumente gegenübergestellt und bewertet. Durch diesen Vergleich wurde die Kombination der Anbindungsoption c) und d) als empfehlenswert herauskristallisiert. Abschließend wurde die Umsetzung dieser Option innerhalb AP I.d untersucht.

Im Rahmen des zweiten Arbeitspakets wurden alle notwendigen Anforderungen und Randbedingungen erarbeitet und aufgezeigt, um eine fehlerfreie Informationsübergabe eines Ökobilanzprozesses zwischen den verschiedenen Akteuren im BIM-Anwendungsfall "Gebäudeökobilanz in späten Projektphasen" zu ermöglichen. Hierzu wurde der Ökobilanzierungsprozess mit allen Informationslieferungs- bzw. -übergabezeitpunkten zwischen den Prozessbeteiligten mit Definition der jeweils notwendigen Datenmengen und -detaillierungsgrade beschrieben. Zusammenfassend wurde die standardisierte Methode des (DIN EN ISO 29481-1) Information Delivery Manual (IDM) angewandt die den Datenaustausch auf IFC-Basis für die verschiedenen Übergabepunkte festlegt. Die technische Überprüfbarkeit der Mindestdatenmengen und -detaillierungsgrade für den jeweiligen Übergabepunkt wurden mit Hilfe der Model View Definition (MVD) umgesetzt. Abschließend waren in diesem Arbeitspaket die vertraglichen Anforderungen an die Planer und Ausführenden für die Umsetzung der BIM-basierten Ökobilanzierung von Bundesbaumaßnahmen zu beschreiben. Dazu wurden für die Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) und BIM-Abwicklungspläne (BAP) Textbausteine, die diesen Anforderungen in Bezug auf die Ziele des Auftraggebers definieren, als Mustertextblock erstellt und um Modellierungshinweise bzw. -empfehlungen ergänzt.

Im dritten Arbeitspaket wurden die gewonnenen Arbeitsergebnisse der Arbeitspakete an einem BIM-Referenzprojekt des Bundes getestet und kritisch reflektiert, bevor das Projekt mit der Kommunikation und Präsentation der final abgestimmten Ergebnisse abgeschlossen wurde.

Ergebnisse

Im Rahmen der technischen Voraussetzungen wurden aus fünf untersuchten Anbindungsoptionen die Kombination der Multimodell Container Methode (Linkmodell) und die API-Schnittstelle der ÖKOBAUDAT vorgeschlagen, um für späte Projektphasen die Gebäudeökobilanz als Zertifizierungsnachweis für das BNB-System umzusetzen. Die Untersuchung der drei ausgeschlossenen Anbindungsoptionen hat gezeigt, dass das IFC 4 Datenmodell (Addendum 2) sich mit seiner bisherigen Struktur primär eignet, um verschiedene Ökobilanz-Umweltindikatoren und deren Einheiten abzudecken. Eine Konformität zur DIN EN 15804 ist dabei nicht gegeben. Insgesamt können zwar ökologische Informationen integriert werden, jedoch werden damit nicht die Anforderungen im Sinne einer Gebäudeökobilanz erfüllt. Die verbleibenden anderen zwei ausgeschlossenen Optionen sind zwar technisch umsetzbar, jedoch nicht praktikabel oder kurzfristig realisierbar.

Die Verwendung eines Linkmodells, beschrieben durch die Verknüpfung der Fachmodelle aus Architektur, Technischer Gebäudeausrüstung, Tragwerk etc., wurde demzufolge als zielführend befunden, da dieses Vorgehen alle projektspezifischen Informationen der BNB-Gebäudeökobilanz im BIM-Modell zur Verfügung stellt. Die darauf basierende Verknüpfung per UUID der ÖKOBAUDAT Datensätze kann so umgesetzt werden, wenn genügend Informationen über die Auswahl der Materialien vorliegen, was in der Regel erst in einer späten Projektphase der Fall ist.

Bei der Kombination dieser beiden Varianten ist eine Erweiterung oder Anpassung der ÖKOBAUDAT und des IFC 4 Datenformats sinnvoll, z.B. seitens ÖKOBAUDAT die Integration der BNB-Nutzungsdauern. Auf Seiten des IFC-Datenmodells wären zwei zusätzliche Properties notwendig, um die empfohlene Anbindungsoption zu vereinfachen. Das Erste müsste die Integration der UUID eines ÖKOBAUDAT Datensatz gewährleisten und ein weiteres, müsste die Version der ÖKOBAUDAT Datenbank beschreiben. Darüber hinaus ist jedoch zu beachten, dass weitere Anpassungen, z.B. im Rahmen der Integration von LCA-Benchmarks in frühen Projektphasen oder für eine Archivierung der Datenmodelle, sinnvoll sein könnten.

Damit eine Gebäudeökobilanz im BIM-Prozess früher, einfacher und planungsbegleitend angewandt werden kann, muss geklärt bzw. standardisiert sein, wer wann welche Informationen von wem, in welchem Datenformat wofür integrieren und übergeben muss. In diesem Projekt wurde speziell der Ablaufprozess der BNB-Gebäudeökobilanzierung in späten Projektphasen unter Anwendung der Leitfragen "Wer welche Informationen wann wofür in welchem Datenformat" und des Konzepts IDM definiert. Bei Erarbeitung dieser organisatorischen Vorrausetzungen wurde eine standardbasierte Beschreibung der Prozesse als Prozess Map (PM) auf Basis von BPMN 2.0 erfasst. Dabei wurden Exchange Requirements (ER) zur Umsetzung einer BNB-Gebäudeökobilanz festgelegt und exportiert. Darauf aufbauend wurden die ER innerhalb der Struktur des IFC Datenmodells abgebildet. Dies diente wiederum als Grundlage für die Erstellung einer Model View Definition (MVD). Da diese mit dem ifcDoc Tool erstellt wurde, wurde eine Konformität zu den buildingSMART Standards gewährleistet und kann gleichzeitig für Softwarehersteller von BIM-Modellierungsprogrammen als Grundlage genutzt werden.

Für eine Integration und eine zukünftig praktische Umsetzung der Gebäudeökobilanz in Bundesbaumaßnahmen mit BIM wurden zur Verankerung in Verträgen mit Planern und Ausführenden Textbausteine erstellt, die Anforderungen und Ziele für die BNB-Gebäudeökobilanz auf Basis von digitalen Gebäudemodellen formulieren. Hierfür sind die identifizierten Anforderungen allgemein formuliert wurden, um diese innerhalb von Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA), z.B. als Modellierungsempfehlungen einfließen zu lassen.

Die Thematik Ökobilanzierung und BIM bietet in sehr vielen Bereichen einen weiteren Forschungsbedarf. Da dieses Projekt und der darin definierte Leistungsrahmen sich an den Anwendungsfall Gebäudeökobilanz in späten Projektphasen gerichtet hat, konnten Anforderungen in "frühen Projektphasen" oder an die "Archivierung" nur am Rande betrachtet werden.

Veröffentlichungen

Ökobilanzierung und BIM--Building Information Modeling im Nachhaltigen Bauen - Endbericht

Download auf https://www.bbsr.bund.de/

Projektbeteiligte
Eckdaten
Schlagworte zum Projekt : Nachhaltiges Bauen, BIM, Ökobilanzierung, Bundeshochbau