Modellbasierte Planung Bauablauf

Der Use Case «Modellbasierte Planung Bauablauf» ermöglicht die Visualisierung von Bauzuständen anhand von Merkmalen (Properties) gemäss etablierter Darstellungslogik. Modelle müssen openBIM-konform im IFC-Format (Versionen IFC2x3, IFC4.0 oder IFC4.3) vorliegen. Es können aggregierte Koordinationsmodelle oder Fach- bzw. Teilmodelle verwendet werden. Eine Aufteilung in bauphasenspezifische Teilmodelle oder komplexe Simulationen mit Spezialsoftware ist nicht erforderlich.

Der Use Case basiert auf regelbasierten Klassifikationen nach mathematischen Bedingungen (siehe Beschreibung), welche mit den meisten gängigen BIM-Viewern erstellt werden können. Das zum UseCase gehörige Tool (verfügbar via Github BSAG_IFC2Bauablauf) erstellt die auf XML-basierenden BIMcollab ZOOM SmartViews, sowie farbig eingefärbte IFC-Modelle und Bildexporte. Die Ergebnisse können in Form von BCF-Dateien oder Screenshots geteilt und weiterverwendet werden. Ziel ist es, entlang der gesamten Wertschöpfungskette Mehrwert zu schaffen – etwa durch ein besseres Verständnis komplexer Bauabläufe, die Ableitung phasenspezifischer Mengen oder die effiziente Erstellung von Bauphasenvisualisierungen.

Zusätzlich werden je Bauphase phasenabhängige Kollisionsprüfungen (Clash Rules) erstellt. Diese stellen die Kollisionsfreiheit innerhalb jeder Bauphase sicher, ohne das Kollisionspotenzial zu überschätzen, indem über Filter auf Basis der Bau- und Rückbauphasenwerte ausschliesslich Bauteile gegeneinander geprüft werden, die in der betrachteten Phase gleichzeitig vorhanden sind.

Ein wesentlicher Vorteil der Anwendung liegt in ihrer einfachen und intuitiven Nutzbarkeit. So können auch ungeprüfte IFC-Modelle ohne vorgelagerte Attribut- oder Kollisionsprüfungen direkt eingelesen werden. Dies ermöglicht es Anwendenden aller Erfahrungsstufen, visuelle Plausibilitätskontrollen der Bauzustände unmittelbar im Viewer oder anhand der exportierten Grafiken durchzuführen, was die Einstiegshürde für die Qualitätssicherung signifikant senkt.

• Der Use Case ist sowohl im Infrastrukturbau als auch im Hochbau und weiteren Fachdisziplinen anwendbar. Der Begriff Phase steht nachfolgend für ein definiertes Zeitintervall, wo Bau- und/oder Rückbauprozesse stattfinden.
• Notwendige Merkmale (Properties):
  • Bauphase (Datentyp: IfcReal (Dezimalzahl), Wertebereich: ≥ 0)
    Bauphase: Nummer der Bauphase, in welcher das Bauteil erstellt wird.
  • Rueckbauphase (Datentyp: IfcReal (Dezimalzahl), Wertebereich: ≥ 0)
    Rückbauphase: Nummer der Bauphase, in welcher das Bauteil rückgebaut wird. Wird ein Bauteil nicht rückgebaut, ist der Wert 0 zu vergeben.
• Optionale Merkmale (Properties):
  • Status (Datentyp: IfcLabel (Text), Wertebereich:
    Baustelleneinrichtung; Bauhilfsmassnahme; Drittprojekt oder projektspezifische Werteliste), Wert steuert die farbliche Darstellung in Anlehnung an Darstellungskonventionen konventioneller Bauphasenpläne. Die phasenabhängige Einfärbung wird dadurch überschrieben.
• Mit den Pflichtmerkmalen kann für jede beliebige Bauphase der jeweilige Status der Bauteile ermittelt und visualisiert werden. Es werden dazu folgende Status unterschieden: Bestand, in Erstellung, in Vorphase erstellt, Abbruch. Durch das optionale Merkmal "Status" können zusätzliche Farben erzeugt werden. Wird die Werteliste des Merkmals «Status» projektspezifisch erweitert, müssen sowohl das HTML-Tool «BSAG_IFC2Bauzustand» (Ergänzung der Farbzuordnung für die neuen Status-Werte) als auch die mitgelieferte IDS-Prüfdatei (Erweiterung der zulässigen Werteliste) entsprechend angepasst werden.
  
  
• Zur Visualisierung wird eine allgemein anerkannte Farbkonvention verwendet:

• Die Bezeichnung der Phasen erfolgt projektspezifisch und orientiert sich idealerweise am Bau- oder Terminprogramm. Durch den Einsatz von Nachkommastellen kann der Detaillierungsgrad bei fortschreitendem Projektverlauf erhöht werden, ohne die bestehende Merkmals- und Phasenstruktur zu verändern.
• Durch die Umsetzung des Use Cases werden die Modelldaten nicht verändert, es wird lediglich eine Temporäre Modelleinfärbung basierend auf Merkmalswerten
• Zusätzlich besteht eine optionale Status-Einfärbung: Bauteile mit dem Merkmal "CH_Ing_Uebergeordnet.Status" (z. B. Baustelleneinrichtung, Bauhilfsmassnahme, Drittprojekt) werden phasenübergreifend mit einer eigenen Status-Farbe dargestellt, welche die phasenbasierte Einfärbung überlagert.
• Hinweis zur Darstellung nicht informierter Elemente:
  Geometrische Modellbestandteile, die nicht über die geforderten Merkmale (Properties) verfügen (CH_Ing_Uebergeordnet.Bauphase und CH_Ing_Uebergeordnet.Rueckbauphase), werden durch die Smartviews nicht angepasst und bleiben gemäss den Standard-Einstellungen von BIMcollab ZOOM eingeblendet. Es erfolgt keine automatische Klassifizierung oder Einfärbung dieser Bauteile.
• Die phasenabhängige Kollisionsprüfung nutzt dieselben Merkmale wie die farbliche Darstellung («CH_Ing_Uebergeordnet.Bauphase» und «CH_Ing_Uebergeordnet.Rueckbauphase») und dieselbe Logik – geprüft wird, was in einer Phase wirklich gleichzeitig steht. Ein Bauteil gilt in der betrachteten Phase als vorhanden, wenn es bereits erstellt (Bauphase ≤ betrachtete Phase) und noch nicht rückgebaut ist (Rueckbauphase = 0 oder Rueckbauphase ≥ betrachtete Phase). Bauteile, die erst später erstellt oder bereits in einer Vorphase zurückgebaut werden, bleiben für diese Phase ausser Betracht.
• Für jede Phase entsteht so eine eigene Clash Rule, die ausschliesslich gleichzeitig vorhandenen Bauteile gegeneinander prüft. Dadurch entstehen keine Scheinkollisionen (falsch-positive Kollisionsmeldungen): Zwei Bauteile, die zwar denselben Raum beanspruchen, aber zeitlich nie zusammen bestehen (z. B. weil das eine erst nach dem Rückbau des anderen erstellt wird), werden nicht als Kollision gemeldet. Die Prüflogik folgt damit exakt derselben, auf Bau- und Rückbauphase basierenden Systematik wie die farbliche Darstellung der Bauzustände.

Mit dem speziell entwickelten Software-Tool (browserbasierte HTML-Applikation), welches auf dem UCM verfügbar ist, können geprüfte IFC-Modelle eingelesen werden (inkl. Bulk-Verarbeitung). Anschliessend wird für BIMcollab ZOOM ein Smartviewset (*.bcsv) und je Phase ein Smartview erstellt. Die Smartviews werden basierend auf den Merkmalen Bau- und Rückbauphase erstellt. Zusätzlich werden je Bauphase Clash Rules (*.bcr) für die Kollisionsprüfung, BCF-Dateien (*.bcf) sowie farbig eingefärbte IFC-Modelle (je Phase) erzeugt; das optionale Merkmal Status überlagert dabei die phasenbasierte Einfärbung. Für Autodesk Navisworks werden zusätzlich Searchsets (*.xml) exportiert — je Bau- und Rückbauphasen-Wert ein Suchset, das die zugehörigen Bauteile über eine Suchbedingung auf den Merkmalen Bauphase bzw. Rueckbauphase findet und in Navisworks über die Sets-Palette importiert werden kann. Ergänzend wird für den TimeLiner eine Aufgabenliste (*.csv) exportiert, die in Navisworks als Datenquelle importiert werden kann — je effektiv im Modell enthaltenem Bau- und Rückbauphasen-Wert eine Aufgabenzeile mit SyncID («BP_» bzw. «RB_» + Phasennummer) und Titel («Bauphase» bzw. «Rückbauphase» + Phasennummer). Als Bildexporte stehen Einzelbilder (PNG, JPEG), mehrseitige Bauphasenpläne als PDF mit Plankopf sowie ein animiertes Daumenkino (GIF) zur Verfügung. Die Projekteinstellungen und Phaseninformationen lassen sich als JSON/CSV sichern und wiederverwenden. Beispielhafte Outputs (Smartviews, Clash Rules, BCF, Navisworks-Searchsets, Timeliner-CSV, PDF-Bauphasenpläne und Animation) sind dem Use Case beigelegt.

Als Input dient ein openBIM-konformes IFC-Modell (Version IFC2x3, IFC4.0 oder IFC4.3), das alle modellierten Bauteile enthält, welche im Projektverlauf visualisiert werden sollen.

Es werden keine zusätzlichen Anforderungen an die IFC-Struktur, die verwendeten Entitäten oder weitere Merkmale des Modells bzw. der modellierten Bauteile gestellt. Entscheidend ist ausschliesslich, dass jedes relevante Bauteil korrekt mit den folgenden Merkmalen versehen ist:

• Bauphase
• Rueckbauphase
• Status (optional)

Die Merkmale ermöglichen eine regelbasierte Einfärbung und Sichtbarkeitssteuerung der Bauteile gemäss der im Use Case definierten Bauphasenlogik.

• Besseres Verständnis für Bauabläufe und phasenspezifische Zustände
• Unterstützung bei der Ableitung von Mengen und Kosten je Bauphase
• Effiziente Erstellung, Visualisierung und Kommunikation von Bauphasenvisualisierungen
• Kollisionsfreiheit für jede Bauphase nachweisen – mit Prüfungen, die nur gleichzeitig vorhandene Bauteile vergleichen und dadurch keine Scheinkollisionen erzeugen

Der Use Case dient der Darstellung geplanter Bauphasen, der Gewährleistung phasenspezifischer Kollisionsfreiheit und der openBIM-konformen Kommunikation von Bauzuständen. Nicht Ziel des Use Cases ist die baubegleitende Kontrolle des Ist-Fortschritts oder der Soll-Ist-Vergleich während der Bauausführung. Ebenfalls schreibt der Use Case den Detaillierungsgrad der Bauphasenplanung nicht vor.

Es werden keine weiteren Anforderungen an die IFC-Struktur, die verwendeten Entitäten oder andere Merkmale der Modelle bzw. der modellierten Bauteile gestellt. Es können sowohl aggregierte Koordinationsmodelle als auch einzelne Fach- oder Teilmodelle verwendet werden. Entscheidend ist lediglich, dass die erforderlichen Merkmale "CH_Ing_Uebergeordnet.Bauphase" und "CH_Ing_Uebergeordnet.Rueckbauphase" vorhanden und ausgefüllt sind. Optional kann zusätzlich das Merkmal «CH_Ing_Uebergeordnet.Status» (z. B. Baustelleneinrichtung, Bauhilfsmassnahme, Drittprojekt) gesetzt werden; sie ermöglicht eine phasenübergreifende, die Phaseneinfärbung überlagernde Status-Darstellung.

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