BIM-Modellchecker: BIM-Modelle regelbasiert prüfen
Die regelbasierte Prüfung beschleunigt und rationalisiert die Qualitätskontrolle von BIM-Modellen, senkt Fehlerquoten und steigert die Planungsqualität. Was können BIM-Modellchecker und was nicht?
Die regelbasierte Prüfung beschleunigt und rationalisiert die Qualitätskontrolle von BIM-Modellen, senkt Fehlerquoten und steigert die Planungsqualität. Was können BIM-Modellchecker und was nicht?
BIM-Modellchecker beschleunigen die Prüfung von BIM-Modellen, senken Fehlerquoten und vereinfachen die kollaborative Planung. © Mensch und Maschine
Die Qualität von BIM-Modellen ist eine Grundvoraussetzung für eine möglichst reibungslose Zusammenarbeit aller Projektbeteiligten im Rahmen von OpenBIM-Projekten. Qualitativ hochwertige BIM-Modelle minimieren Planungsfehler, verkürzen Projektlaufzeiten und steigern die Kosten- und Planungssicherheit. Massen und Mengen lassen sich korrekt auswerten, Konflikte schon in früher Planungsphase erkennen und beheben. Da die Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) und deren LOIN-Anhang (Level of Information Need) Vertragsbestandteil von BIM-Projekten sind, in denen die Anforderungen bezüglich der Qualität, Quantität und Detailtiefe von BIM-Modellen beschrieben sind, sollte deren Erfüllung mithilfe von Modellprüfungen regelmäßig geprüft werden.
Visuell oder regelbasiert entdeckte Probleme oder Kollisionen werden graphisch hervorgehoben und aufgelistet. © Graphisoft
Was können BIM Modellchecker?
Mit Prüf-, Kontroll- und Koordinierungswerkzeugen, so genannten „BIM Modellcheckern“ lassen sich geometrische und alphanumerische Informationen von BIM-Modellen untersuchen, Massen und Mengen kontrollieren, Kollisions- und Mängelberichte erstellen. Werden Fehler entdeckt, können daraus resultierende Arbeitsaufträge über das BIM Collaboration Format (BCF) an die Projektbeteiligten übergeben werden. Gegenüber der rein manuellen oder visuellen Kontrolle können Planer BIM-Modelle effizienter prüfen, auf Kollisionen schneller untersuchen und die Zusammenarbeit an Open BIM-Projekten besser koordinieren. Für diesen Zweck verfügen Modellchecker zunächst über alle Funktionen eines modellbasierten Anzeige-Programms (IFC-Viewers, architektur 03/23: BIM-Modelle anzeigen, analysieren und auswerten): Sie können BIM-Modelle alphanumerisch und geometrisch aus beliebiger Perspektive anzeigen, zoomen, drehen, verschieben, über Filter selektiv anzeigen, analysieren, auswerten und miteinander vergleichen. Neben der Objektgeometrie werden auch Bauteileigenschaften (Properties), wie Bauteilnummer, Position, IFC-Klasse, Material, Abmessungen etc. visualisiert, Bauteildaten nach verschiedenen Kriterien gefiltert und selektiv angezeigt, beispielsweise alle brandschutzrelevanten Türen. Wählt der Anwender ein einzelnes Bauteil in der Bauteilliste, im Strukturbaum oder im BIM-Modell, wird es in jeder Modellsicht grafisch hervorgehoben, was die Orientierung im BIM-Modell vereinfacht. Darüber hinaus stellen Modellchecker Planern sehr flexibel einsetzbare Prüf- und Kontrollwerkzeuge zur Verfügung.
Fehlerprotokolle vereinfachen die Prüfung und Übergabe von IFC-Daten. © Graphisoft
Was und wie wird geprüft?
BIM-Modellchecker können sowohl Modellqualitäten prüfen als auch Kollisionen aufdecken. Bei der Modellprüfung werden BIM-Modelle auf redundante Elemente oder Informationen, Bauteilklassen, Bauteileigenschaften, semantische und syntaktische Korrektheit etc. überprüft. Bei der Kollisionskontrolle wird geprüft, ob Objekte innerhalb eines BIM-Fachmodells oder zwischen mehreren Fachmodellen innerhalb eines Koordinationsmodells kollidieren. Dabei wird zwischen „harten“ und „weichen“ Konflikten unterschieden (Hard- und Soft-Clashes). Beispiele für Hard-Clashes sind Kollisionen von Rohrleitungen oder eine unpräzise Modellierung von Bauteilen, wie Wänden oder Decken. Soft-Clashes treten auf, wenn bestimmte Mindestabstände um ein Bauteil nicht eingehalten werden (z.B. für die Rohrdämmung, Wartung etc.). Einige Programme ermöglichen neben Kollisions- auch Volumenprüfungen oder sie prüfen Flächen auf Planarität (z.B. der IFCExplorer). Auch zeitliche Kollisionsprüfungen auf so genannte „4D-Kollsionen“ sind möglich, indem Bauabläufe simuliert werden. So lassen sich Konflikte in der Bauausführung vermeiden und beispielsweise ausreichender Montageraum zum Zeitpunkt des Einbaus überprüfen. Neben geometrischen und zeitlichen Konflikten können Modellchecker auch die Vollständigkeit der Planung oder die Einhaltung von Vorschriften und Normen prüfen – etwa von Brüstungshöhen oder Brandschutzvorgaben.
Individuell definierbare Regelsätze machen Modellchecker zu sehr flexibel einsetzbaren Prüf- und Kontrollwerkzeugen. © Focus:BIM
Wie kann regelbasiert geprüft werden?
Oben genannte Kontrollen können manuell, respektive visuell erfolgen. Regelbasierte Fehler- und Kollisionsprüfungen laufen dagegen automatisiert ab und vereinfachen die Prüfung insbesondere großer, komplexer Modelle. Regelbasiert geprüft werden können Bauteilparameter (Nomenklatur, Material, IFC-Klasse etc.), eine korrekte Modellkonstruktion (z.B. Höhenbezüge, Versatz von Wänden, Wandschichten, Bauteilverschneidungen, Vollständigkeit von Attributen etc.) oder Bauteilkollisionen. Geprüft werden kann auch, ob alle Bauteilparameter aus einer freigegebenen Liste stammen, ob Nummerierungen einem vorgegebenen Format entsprechen, ob die Syntax stimmt (was auch Tippfehler aufdeckt), ob Ebenenbezüge korrekt sind etc. Regelbasierte Modellprüfungen auf Normen- und Regelkonformitäten können außerdem für die Kontrolle elementarer Vorschriften von Bauordnungen oder einer bautechnisch korrekten Planung eingesetzt werden. Beispiele sind Prüfungen vorgeschriebener Brüstungshöhen, der Rollstuhlzugänglichkeit von Sanitärräumen oder von Brandschutzanforderungen. So kann beispielsweise kontrolliert werden, ob die Brandschutzklassen von Wänden oder Decken mit den eingebauten Bauelementen übereinstimmen, tragende Bauelemente geschossübergreifend übereinander stehen, ob Leitungen mit anderen Leitungen oder Gebäudebauteilen kollidieren, Dämmdicken, Mindestgefälle, Aussparungen oder Durchbrüche stimmen. Auch IFC-Exportregeln können überprüft werden, was die Übergabe von BIM-Fachmodellen und die Zusammenarbeit vereinfacht. Die für eine regelbasierte Modellprüfung zugrundeliegenden Regelsätze können entweder komplett selbst definiert werden oder vom Softwarehersteller mitgelieferte Regeln lassen sich individuell anpassen. Bei der Definition neuer Regeln wird mithilfe eines Bauteilfilters (z.B. Name, Bauteiltyp, Material, Abmessung, Feuerwiderstandsklasse, Hersteller, Kosten etc.) zunächst definiert, auf welche Bauteile die Regeln angewendet werden, anschließend werden die Prüfparameter bestimmt (z.B. Raumbegrenzung, Wandversatz, Ebenenzuordnung, Bauteilabstand etc.). Einzelne Regeln lassen sich auch kombinieren.
Werden Unstimmigkeiten im BIM-Modell erkannt, erstellt das Programm ein Fehler- und Kollisionsprotokoll, das detailliert in Wort und Bild beschrieben wird und per BCF-Nachrichtenaustausch mit Projektpartnern geteilt werden kann. © Datacomp IT
Wie wird die Zusammenarbeit unterstützt?
Darüber hinaus verfügen Modellchecker auch über Auswertungs-, Koordinations- und Kooperationswerkzeuge. Werden sehr viele Konflikte entdeckt, so können sie entsprechend einer zuvor definierten Prioritätenliste automatisch nach ihrer Relevanz sortiert werden. Das vereinfacht die Prüfung insbesondere größerer, komplexerer Modelle. Fehlerhafte Bauteile und Konflikte werden in der Geometrie und der Liste grafisch hervorgehoben. Wird das fehlerhafte Bauteil in der Liste selektiert, zoomt sich das Programm auf das Bauteil ein oder macht an passender Stelle einen Gebäudeschnitt. Ist der Fehler korrigiert, wird das betreffende Bauteil aus der Fehlerliste gestrichen. Aus den Fehlern und Konflikten können auch automatisch Arbeitsaufträge generiert und zum Beispiel über das Nachrichtenaustauschformat BCF an Planungspartner versendet werden (architektur 3/21: Gelbe Zettel für BIM-Modelle). Das vereinfacht die Zusammenarbeit an Open BIM-Projekten und die Fachmodellprüfung erheblich. Die Fachmodellprüfung ist ein wichtiger Teilprozess der BIM-Planungsmethode und dient der regelmäßigen Abstimmung zwischen den Projektbeteiligten. Dabei werden von unterschiedlichen Fachplanern oder Gewerken stammende BIM-Fachmodelle zu einem Koordinationsmodell zusammengeführt und auf Fehler und Unstimmigkeiten überprüft.
Konflikt erkannt – und gleich beseitigt: BIM-Checker beschleunigen Prüfabläufe und die BIM-Planung. © Acca Software
Welche BIM-Modellchecker gibt es?
Über rudimentäre Prüffunktionen verfügen meist auch BIM-Viewer wie Dalux, der DDScad Viewer oder der FZKViewer. Speziell für die Modell-Validierung und Fachmodell-Abstimmung konzipiert sind BIM-Modllchecker wie BIM Collab Zoom, Desite BIM, Solibri Office oder usBIM.clash. Sie kontrollieren BIM-Modelle auf Unstimmigkeiten, Fach- bzw. Koordinationsmodelle auf Kollisionen und erstellen Fehler- und Kollisionsberichte. Einige ermöglichen über einen BCF-Nachrichtenaustausch auch eine komfortable Zusammenarbeit mit Projektpartnern oder verfügen über eine Änderungsdokumentation zur Verfolgung von Planungsänderungen. Auf Grundlage von 4D und 5D BIM-Daten lassen sich teilweise auch modellbasierte Kosten- und Terminpläne oder Bauablaufsimulationen erstellen. In einigen BIM-fähigen CAD-Programmen ist eine Modellprüfung in Form eines Plugins oder Add-ons integriert (z.B. Modellchecker für Revit oder Archicad Design Checker). Das hat den Vorteil, dass das BIM-Modell mit dem Modellchecker über Schnittstellen nicht zunächst ausgetauscht werden muss und erkannte Modellfehler sofort in der BIM-Autorensoftware behoben werden können, was den Workflow erheblich vereinfacht. Einige integrierte Modellchecker (z.B. MuM BIM Booster Modellprüfung) können BIM-Modelle schon während der Erstellung prüfen und sofort Regelabweichungen anzeigen. Es gibt auch kostenlose Checker, wie etwa das IFC CheckingTool. Die folgenden Absätze stellen einige Lösungen beispielhaft vor.
Werden mehrere Fachmodelle zusammengeführt, kann das Gesamtmodell visuell oder regelbasert auf mögliche Kollisionen untersucht werden. © Datacomp IT
Archicad Design Checker: Der Design Checker ermöglicht Archicad-Anwendern mit Servicevertrag eine einfach zu bedienende BIM-Modellprüfung. Wählt der Anwender einen der Checks, generiert der Design Checker die für die Prüfung erforderlichen Daten und sendet sie an den Cloud-Service Solibri Inside, wo die Modellprüfung durchgeführt wird. Ist die Prüfung abgeschlossen, werden die Ergebnisse heruntergeladen und die erkannten Probleme zusammen mit den zugehörigen Elementen angezeigt. (www.graphisoft.com/at)
BIM-Booster Modellprüfung: Ähnlich wie eine Autokorrektur-Funktion, prüft dieser in die BIM-Software Autodesk Revit integrierte Modellchecker von Mensch und Maschine kritische Stellen, harte oder weiche Bauteilkollisionen schon bei der Eingabe und bietet eine Korrekturmöglichkeit an. Ist die Modellprüfung aktiviert ist, bleibt die Performance von Revit erhalten, da die Prüfläufe im Hintergrund innerhalb kurzer Arbeitspausen stattfinden. (www.mum.at)
BIMCollab Zoom: … von Kubus dient der Anzeige, Klassifizierung, Strukturierung und Anreicherung von BIM-Modellen, sowie der Prüfung der Informationsqualität von BIM-Daten. Mit der BIM-Koordinationssoftware BIMcollab Nexus definierte IDS-Modellanforderungen können in BIMcollab Zoom automatisch überprüft werden. Das IDS-Datenformat (Information Delivery Specification) legt fest, wie Objekte, Klassifizierungen, Materialien etc. per IFC ausgetauscht werden müssen. (www.bimcollab.com/de)
Desite BIM: … von Thinkproject kann BIM-Modelle ebenfalls anzeigen, analysieren und mit Attribut-Informationen anreichern. Es erkennt darüber hinaus Kollisionen und vereinfacht mithilfe einer automatischen, regelbasierten Prüfung von Modellattributen die Suche nach Modell- und Konstruktionsfehlern. Wird das BIM-Modell mit Bauzeiten verknüpft, kann der Baufortschritt simuliert werden. Eine manuelle oder regelbasierte Mengenermittlung vereinfacht die Angebotserstellung und Kostenchätzung. (www.thinkproject.com/de)
IFC CheckingTool: Dieser kostenlose Checker vom KIT Karlsruhe zur Prüfung der semantischen und syntaktischen Korrektheit von IFC-Daten berücksichtigt IFC-Schema-Versionen ab IFC 2×3 in den Dateiformaten SPF (STEP Physical File) und ifcXML. In einem automatisch generierten Report lassen sich die Ergebnisse sortieren. Für Fehler wird ein Hyperlink auf die entsprechende Definition in der IFC-Spezifikation ausgegeben. (www.iai.kit.edu/1302.php)
Solibri Office: … von Solibri kann über die IFC-Schnittstelle BIM Bauwerks- und Fachmodelle von BIM-Autorenprogrammen importieren und regelbasiert prüfen. Dafür stehen vordefinierte und anpassbare Regeln zur Auswahl. Eine Sammlung vordefinierter Standardregelsätzen unterstützt Anwender bei der Entwicklung eigener Prüfkataloge. Zu den vordefinierten Regelsätzen gehören z.B. die Prüfung der Barrierefreiheit, von Abstandsflächen oder baurechtlichen Anforderungen. (www.solibri.com/de)
usBIM.checker: … von ACCA Software kann IFC-Modelle visualisieren, bearbeiten, prüfen und kontrollieren. Zu den Prüf- und Kontrollfunktionen gehören die Kontrolle von Objekt-Attributen und Attributwerten, der Import der Attribute aus Excel-Dateien sowie die Erstellung von Validations-Checklisten und IFC-Reports. Für die Parameter-gesteuerte BIM-Kollisionsprüfung steht Planern die Software usBIM.clash zur Verfügung. (www.accasoftware.com/de)
Regelbasierte Modellprüfungen können für die automatisierte Bauteilprüfung oder Kollisionserkennung ebenso eingesetzt werden wie für die Prüfung von Vorschriften, Richtlinien und baurechtlichen Vorgaben – etwa der Barrierefreiheit von Sanitärräumen. © Solibri
Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser
Die zunehmende Komplexität von Bauprojekten, die Vielzahl und enge Verzahnung der Gewerke setzt leistungsfähige BIM Prüf-, Kontroll- und Koordinierungswerkzeuge zwingend voraus. Insbesondere regelbasierte Modellchecks vereinfachen die Arbeit von BIM-Modellautoren, BIM-Koordinatoren und BIM-Managern, die für Modellprüfungen in unterschiedlicher Weise verantwortlich sind, vor allem bei großen, komplexen Projekten erheblich. Trotz ihrer Leistungsfähigkeit sollte man ihnen aber nicht blind vertrauen, denn bei der Definition von Regelsätzen können wichtige Prüfpunkte vergessen werden oder in der kombinierten Anwendung Fehler auftreten. BIM Modellchecker sind wertvolle Planungshilfen, aber kein Ersatz für eigene manuelle, visuelle und logische Prüfungen.
Weitere Produkte und Anbieter:
BIMvision – www.bimvision.eu
Dalux – www.dalux.com
IFCExplorer – www.iai.kit.edu
Modell Checker für Revit – www.autodesk.de
Open BIM Modell Checker – http://open-bim-model-checker.en.cype.com
Text: Marian Behaneck
