Mein Modell und ich - Modellbasierte Berechnungen

Worum geht es in der ersten BIM-Interview-Folge an der Bar?

Roman: Herzlich willkommen an der TGA-Bar. Heute geht es um „Das Modell und ich". Heute spreche ich sehr langsam — es gibt Menschen, die diesen Podcast in 1,5-facher Geschwindigkeit hören.

Wir freuen uns sehr, dass Irina Fischer und Steven Hundt hier mit uns sitzen und über Modelle sprechen. Wir wollen eine Serie daraus machen — wirklich versuchen, BIM in die Breite zu bekommen.

Sören: Und auch mal die Arbeit aus den Lounges in den Podcast hineinpacken. Das finde ich super spannend.

Roman: Working out loud. Irina, stell dich vielleicht ganz kurz vor — was machst du, wo bist du?

Irina: Ich bin in der BIM-Welt unterwegs und möchte mein Wissen teilen.

Steven: Ich bin in einem TGA-Planungsbüro tätig und dort für den Bereich BIM zuständig. Ich freue mich, mein Wissen zu teilen und natürlich auch Wissen mitzunehmen. Ich kam etwas später dazu, habe die tgabar über den Podcast kennengelernt und fand die Lounge BIM und TGA ziemlich cool. Dort habe ich Irina kennengelernt, die sich in der Arbeitsgruppe Heizlast- und Kühllastberechnung selbstständig gemacht hat und in engem Kontakt mit Reinhard steht. Da kann ich mein Wissen über die täglichen Herausforderungen mitgeben und wissen, wie andere sie lösen.

Was macht die Arbeitsgruppe modellbasierte Berechnungen?

Roman: Für mich als Nicht-BIM-Experte ist das der ideale Anknüpfungspunkt — ich kenne die Schmerzen der Kühllastberechnung. Irina, du leitest den Arbeitskreis modellbasierte Berechnungen, richtig?

Irina: Ja. Wir haben zunächst die Lounge, und in der Lounge haben wir uns auf Arbeitsgruppen aufgeteilt. Eine davon sind meine modellbasierten Berechnungen mit besonderem Fokus auf Heizlast- und Kühllastberechnungen an Modellen. Diese Berechnungen sollen in der Leistungsphase 3 fertiggestellt werden, begleiten uns aber bis Leistungsphase 5 — und manchmal erstellen wir sie nicht nur fort, sondern komplett neu.

Ich möchte zuerst allen Mitstreitern danken. Wir treffen uns seit zwei Jahren jeden zweiten Freitag um 8 Uhr in der Früh. Danke, Steven, danke, Irina, Gilles, Gabor und Pierre waren auch am Anfang dabei. Wir sind nicht nur TGA-Planer an Bord, wir haben auch Architekten.

Roman: Und auch Softwareentwickler. Das ist eine total fruchtbare Kombination, diese drei Parteien zusammenzuhaben.

Irina: Wir haben überlegt, mit welcher Reihenfolge wir starten, und geschaut, welche Softwarelösungen am Markt am meisten vertreten sind. Herausgestellt haben sich Revit und ArchiCAD — bei TGA-Planern vor allem Revit. Wir möchten die Gruppe erweitern und weitere Softwarelösungen vorstellen; dafür suchen wir Key-User und Softwareentwickler. Aber erst einmal sprechen wir über die Ergebnisse, die wir selbst erarbeitet haben.

Warum sind Architektur-Modelle nicht für Berechnungen geeignet?

Irina: Wir wissen, dass es seit 20, 30 Jahren große Excel-Listen, Schnittstellen und Tabellen gibt: Was müssen Architekt und TGA in der Leistungsphase 3 liefern, damit die Berechnungen funktionieren? Damit kommen wir zum Interessenkonflikt.

Roman: Was in der Leistungsphase 3 im Entwurf von einem Architekten gefordert wäre, um eine Berechnung zu machen, ist für die Architekten in dieser Phase eigentlich völliger Quatsch. Habe ich das richtig verstanden?

Irina: Den Architekten war gar nicht klar, welche Herausforderungen wir haben — dass wir Berechnungen liefern sollen, steht auf dem Papier, aber welche Probleme dahinterstecken, war nicht klar. Das konnten wir in der Gruppe an Testmodellen feststellen — ein Aha-Effekt für Architekten.

Steven: Ich habe in der Leistungsphase 3 das Thema mit den IFC-Modellen in den Open-BIM-Projekten. Wenn ich nicht vorher mit dem Architekten rede, kommen die IFC-Modelle so an, dass ich sie als Grundriss nutzen kann — da ist eine Wand, da ist eine Stütze. Dafür reichen sie vollkommen. Will ich aber in die Heizlast- oder Kühllastberechnung einsteigen, stehe ich vor der Herausforderung, dass die Autorensoftware Graphisoft beim IFC-Handling Schwierigkeiten hat. Diese Herausforderungen sind den Architekten häufig nicht bewusst. Am besten würden wir eine Handlungsempfehlung für die Architekten herausgeben und das übergreifend verständlich rüberbringen.

Roman: Lass mich raten — dieses Dokument habt ihr geschafft?

Steven: Wir arbeiten daran. Die Informationen haben wir schon, geclustert auf dem Mural-Board, das du ja auch immer empfiehlst, Roman. Wir müssen das Ganze nur noch in eine kompakte Form bringen, mit Veröffentlichungscharakter, die wir dann etwa bei der tgabar zur Verfügung stellen können.

Welche Rolle spielt der Bauphysiker bei den Modelldaten?

Roman: Das wird Anlage zum BAP, und im Ablaufplan steht dann, dass das IFC-Modell in Leistungsphase 3 gemäß Anlage laufen muss — wie der Architekt sein Modell liefern sollte, inklusive Bauteilkatalog.

Irina: Es sind sehr viele Herausforderungen dabei. Es beginnt bei der Objektplanung, und wir haben die Illusion, dass das Objektplanungsmodell uns einfach alles liefern muss — nicht nur uns Fachplanern HKLS, sondern auch Brandschutz und Bauphysik. Für die Berechnungen sind nicht nur zwei Parteien beteiligt; wir haben auch Bauphysiker an Bord. Wenn der Bauphysiker mit Modell arbeiten möchte, benötigt er einen entsprechenden Modellaufbau, um Berechnungen zu erstellen und modellbasiert an den TGA-Planer zurückzugeben.

Steven: Umso besser wäre es, wenn der Bauphysiker seine U-Werte direkt mit der IFC mitliefert, sodass wir eine Gesamt-IFC haben: Bauphysiker schickt U-Werte zum Architekten, der Architekt schickt alles zu uns — perfekt mit unserer Modellierungsrichtlinie. Dann werfen wir das in unsere Berechnungssoftware und bekommen sofort eine Heizlast heraus.

Roman: Könnte man an der Architektur vorbei eher mit dem Bauphysiker arbeiten? Warum muss der Architekt diese Datenmengen hin und her schieben?

Irina: Es gibt verschiedene Szenarien. Es hängt von den Softwarelösungen ab, ob ein Modell beim Bauphysiker überhaupt eingelesen werden kann und in welchem Format er Modelle wieder herausschreiben kann. Dazu gibt es VDI-Richtlinien aus der Reihe VDI 2552 Blatt 11.9 — Mindestanforderungen an BIM-Modelle für die Bauphysik. Ich glaube, im Juni sollte ein Entwurf erscheinen.

Roman: Das ist also noch nicht veröffentlicht.

Irina: Wir haben letztes Jahr daran gearbeitet, ich habe ein bisschen mitgewirkt. Sobald es veröffentlicht ist: gerne lesen und kommentieren, damit es in der Praxis verwendet werden kann.

Welche Leistungen erbringen Planer ohne Vergütung?

Irina: Der große Schmerzpunkt ist, dass wir Leistungen erbringen, für die wir gar nicht vergütet werden — zum Beispiel Modelle nachbauen, weil sie nicht für modellbasierte Berechnungen geeignet sind. Leider hat sich seit Jahren etabliert, dass der TGA-Planer die Modelle nachbaut. In der Arbeitsgruppe versuchen wir, Lösungen zu finden und dem Architekten zu zeigen, wie er seine Modellierweise verändert, damit nicht nur Mengen und Massen gezogen werden können. In der BIM-Methode sprechen wir über Anwendungsfälle, und je Gewerk gibt es Anwendungsfälle, die priorisiert werden — leider nachteilig für nachfolgende Anwendungsfälle.

Ob Wände mehrschichtig oder einschichtig modelliert werden, hat große Folgen für die Berechnungen — beim Bauteilkatalog, aber auch bei den Raumbegrenzungen. Wir müssen sogenannte MEP-Räume setzen, wenn wir über Revit sprechen, und entsprechend Bauteile mappen. Selbst wenn wir Modellierrichtlinien herausgeben, wird es lange dauern, bis sie in den heterogen aufgebauten Unternehmen implementiert sind — ob Revit, ArchiCAD oder Allplan. Man muss pro Softwarelösung eigene Modellierrichtlinien erstellen und Export-Einstellungen in verschiedenen IFC-Formaten testen — IFC 2x3, IFC4, IFC5.

Deshalb sollten wir den Gedanken umdrehen und Bypass-Lösungen finden: über Datenbanken, die wir mappen können, wenn wir über Bauteilkataloge sprechen, und Bypass-Tools, die Probleme der Softwarelösungen umgehen und die Berechnungstools vorbereiten. Und das nicht nur einmal — wir wissen, dass wir mehrmals berechnen, weil sich die Daten verändern.

Wie lief die erste Revit-Heizlastberechnung im Büro?

Roman: Eine Möglichkeit ist, in der IFC alles Mögliche an Informationen unterzubringen. Oder ich setze etwas darauf, das von der Seite hineinrechnet, dieses Mapping durchführt und bestimmte Bauteile gar nicht mit Attributen versieht, sondern getrennt eine eigene Berechnung macht. So funktioniert auch die meiste Energieberatungssoftware — wir benutzen Hottgenroth, einen der Marktstandards; die schreiben den Kram nicht mit in die IFC.

Unsere erste Revit-Heizlastberechnung hat im Büro einen Riesenstress erzeugt — ungefähr ein halbes Jahr Verzug in einem Projekt, weil die Kollegen es zunächst nicht selbst hinbekommen haben. Wir haben auf die Kollegin geschimpft, die es versucht hat. Dann haben wir verstanden, dass sogar bei Linear eine Verzweiflung eingetreten ist, weil sie nicht genau wussten, was schiefläuft.

Steven: Habt ihr vom Architekten eine IFC bekommen oder eine Architektur-Revit-Datei genutzt?

Roman: Wir haben eine IFC bekommen und damit zum ersten Mal versucht, die Heizlast mit Revit zu machen.

Steven: Ohne vorher mit dem Architekten zu reden?

Roman: Absolut. Die Kollegin hat ein halbes Jahr im Kämmerlein versucht, das hinzubekommen. Wir haben Geld verloren, Nerven verloren, fast die Kollegin verloren. Mittlerweile ist es ein paar Mal gut gegangen, und jetzt merken die Kollegen, wie schnell, sauber und verständlich es funktioniert.

Sören: Ist nicht darin die größte Herausforderung? Man ist auf die Vorarbeit eines anderen angewiesen — des Architekten, der für sich diese Qualität, die wir für die Heizlast brauchen, gar nicht benötigt. Wir hängen ihm etwas um, wofür er kein Geld bekommt.

Steven: Gerade dafür ist eine Handlungsempfehlung Gold wert. Man sagt dem Architekten: Es geht nicht darum, dass du uns Wochen an Arbeitsstunden schenkst, sondern hier mal eine Stunde, da mal eine Stunde — wir haben alles genau beschrieben, damit man die Kollegen nicht ein halbes Jahr in den Keller schickt.

Welche konkreten IFC-Probleme treten bei Stützen und Räumen auf?

Irina: Oft wird vergessen, dass die IFC-Datei nicht direkt den Berechnungstools übergeben wird, sondern erst in der Autorensoftware interpretiert wird. Bei Autodesk Revit wird die IFC verknüpft, und so, wie Revit sie versteht, wird sie an die Berechnungstools weitergegeben. Wir müssen immer von einer Momentaufnahme sprechen, weil sehr viele Updates passieren — Autodesk bringt zum Beispiel neue Lösungen wie Data Exchange. Damit gehen wir über eine API-Schnittstelle und lesen die Informationen; wenn Geometrie schwer zu interpretieren ist, haben wir vielleicht andere Wege.

Roman: Das kommt wahrscheinlich von Reinhard, die Idee?

Irina: Es gibt das tatsächlich von Speckle — eine andere Anwendung. Der Grundgedanke ist: Die IFC geht nicht direkt in die Berechnungssoftware, sondern erst in die Autorensoftware.

Roman: Differenziert ihr Berechnung und Simulation? Für mich ist Berechnung etwas Einfacheres als eine Simulation. Eine Simulation ist dynamisch — das ist es, was Heiz- und Kühllast bedeuten. Die Kühllast war schon immer dynamisch, die Heizlast ist jetzt auch dynamisch. Es gibt aber auch einfache Berechnungen wie eine Rohrnetzberechnung — da gibt es kaum Schnittstellen.

Steven: Es gibt bestimmt welche, aber die sind nicht so wichtig wie die Heizlast. Es geht um das allgemeine Gebäudemodell, dass das sauber rüberkommt.

Steven: Es geht schon damit los: Die IFC-Datei wird von Revit interpretiert. Es gibt bestimmte IFC-Klassen — ein Unterzug kommt als IfcBeam aus der IFC, und in Revit wird das in die Kategorie Skelettbau übersetzt. Die ist in Revit nicht raumbegrenzend. Hat man einen Unterzug an der Decke und möchte einen Raum platzieren, läuft der Raum durch den Unterzug hindurch, weil er nicht raumbegrenzend ist. Ein Workaround: den Unterzug als IfcColumn kennzeichnen, also wie eine Stütze — die sind raumbegrenzend, dann funktioniert es. Runde Stützen sind dagegen eine echte Herausforderung: Sie werden häufig in viele einzelne kleine Hüllflächen auseinandergenommen — nicht eine Fläche, sondern hundert Flächen.

Wie geht es mit der Arbeitsgruppe weiter?

Roman: Ich habe gelernt: runde Stützen sind schwierig, im Juni gibt es etwas für die Bauphysiker, das wir alle prüfen sollten, und es gibt eine Handlungsempfehlung für die Koordination mit der Architektur — für das Erstellen und Einlesen des IFC-Modells, ohne dem Architekten zu viel Arbeit zuzumuten.

Sören: Und wann soll die kommen? Wir haben uns einen Jahresplan gelegt — Planung der Planung.

Irina: Die ersten Ergebnisse sind schon da, wir müssen sie nur richtig formulieren. Dieses Jahr muss es auf jeden Fall sein. Wir haben innerhalb eines Jahres, dadurch dass wir direkt mit Softwarehäusern sprechen, je nach Anwender verschiedene Lösungen erreicht. Aber gerne in die Arbeitsgruppe kommen, dann zeigen wir alle Lösungen — hier verraten wir nicht alles.

Roman: Kommt in die Lounge BIM und TGA und dort in die Arbeitsgruppe modellbasierte Berechnungen. Der nächste Termin?

Irina: Der nächste Termin findet am 30. Mai statt, am Freitag um 8 Uhr.

Roman: Vielen Dank für zwei Jahre harte Arbeit. Irina, Steven — danke, dass ihr freitags um 8 Uhr parat seid. Irina, du bleibst da dran, das merkt man richtig. Ich erinnere mich an eine der ersten BIM-Folgen, in der ich davon geträumt habe, endlich eine IFC zu bekommen, um sie direkt in die Heizlast zu schieben. Du machst unsere Träume wahr.