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  • Pelle Meholm

Herausforderungen in der Durchbruchsplanung

Einer der komplexesten Koordinierungsarbeiten im Bauwesen



Herausforderungen

Wer bereits in BIM Projekten den interdisziplinären Schlitz- und Durchbruchsprozess durchlaufen hat, kennt vermutlich die Herausforderungen, die auf einen zukommen, wenn es um die Erstellung, Übernahme, Aktualisierung und Koordination von Durchbrüchen und Schlitzen geht.


Insbesondere in der DACH-Region stellt die heterogene BIM Softwarelandschaft und den damit verbundenen Austausch der BIM Modelle im *.ifc Format eine nicht zu unterschätzende Herausforderung dar. Oft werden von TGA-Planern die Durchbruchsvorschläge aus Systemen wie Plancal Nova oder DDS CAD den Architekten und Tragwerksplanern zur Verfügung gestellt. IFC Durchbruchsvorschläge (IFC Provision for Voids) geben den Architekten und Tragwerksplaner die Informationen wo und in welchen Dimensionen die Durchbrüche geplant sind, jedoch müssen diese freigegeben und in die eigene Planungsumgebung integriert werden. Das Gleiche gilt für den TGA-Planer der unter Umständen *.ifc Modelle vom Architekten oder Tragwerksplaner erhält.

Auf einen ersten Blick scheint der SuD Prozess kein komplexer Anwendungsfall zu sein, birgt aber durch den iterativen Austausch, den unterschiedlichen Planungsanforderungen und Arbeitsgrundlagen einen nicht zu unterschätzenden Aufwand mit sich. In diesem Artikel werden die gängigen Herausforderungen in diesem Anwendungsfall beschrieben und wie diese in Revit und BCF Management Plattformen gelöst werden können.


Planungsanforderungen und Modellqualitäten

In der Schlitz- und Durchbruchsplanung sind mindestens der TGA-Planer, Architekt und Tragwerksplaner involviert, die in einem iterativen Prozess Durchbruchsvorschläge erstellen, aktualisieren, übernehmen und freigeben. Der TGA-Planer ist in erster Linie dafür verantwortlich auf Basis des TGA-, Architektur und/oder Tragwerksmodells die Durchbruchsvorschläge zu erstellen. In Revit gibt es keine integrierte Funktion, um auf Basis einer Kollision zwischen einer Wand und einem Kanal ein passend dimensionierten Durchbruch automatisch zu platzieren. Das gleich gilt für den Architekten und Tragwerksplaner, welche die Durchbruchsvorschläge vom TGA Planer in ihre eigene Planungsumgebung übernehmen möchten. Aus diesem Grund entwickeln Unternehmen oft eigene Dynamo Skripte oder nutzen Plug-ins von Drittanbietern. Die Lösungen haben zumeist Anforderungen in Hinblick auf die Modellstruktur und -qualität, um einen planungskonformen Durchbruch in seiner Lage, Dimensionen und den zugehörigen Parametern zu berechnen. Sobald aber Anforderungen vom Projektteam oder dem BIM-System eingehalten werden müssen, erhöht sich direkt der Arbeitsaufwand und die Fehlerquote bei der Durchführung des Anwendungsfalls. Die Unternehmen müssen sich in jedem Projekt zuvor stets mit den Anforderungen auseinandersetzen, ihre Modelle nach den Anforderungen modellieren, prüfen und bereitstellen, sodass diese als Grundlage herangezogen werden können. Dass die Schlitz- und Durchbruchsplanung dabei regemäßig zum Stoppen gerät ist nahezu unausweichlich, da schnell eine Anforderung an das Modell oder durch das System nicht eingehalten wird oder werden kann. Dies können unter anderem Ungenauigkeiten bei der Modellierung sein, eine falsche Positionierung des Modells, ein vergessener bzw. falscher Parameter oder ein fehlerhafter Export einer *.ifc Datei. Hinzu kommt, dass die einzelnen Disziplinen unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich der Darstellung der Durchbrüche in den Plänen haben. Für den Tragwerksplaner und TGA-Planer reicht oft die einfache Darstellung des Deckendurchbruchs aus, der Architekt dahingehend muss noch den dazugehörigen Bodendurchbruch im Plan darstellen. Heißt beim Erstellungs- und Übernahmeprozess der Durchbrüche muss jeweils eine etwas andere Berechnung im Hintergrund durchgeführt werden, um die richtige Darstellung zu erhalten.



Eine der größten Herausforderungen wird entstehen, wenn *.ifc Modelle als Grundlage herangezogen werden, bspw. ein Architekturmodell aus ArchiCAD oder die TGA Durchbruchsvorschläge aus DDS CAD oder anderen Systemen. Mit einem *.ifc Export gehen eine Vielzahl von wichtigen Informationen verloren, die für die automatische Erstellung und Übernahme von Durchbrüchen ausschlaggebend sind. Hierzu gehört unter anderem die Lage und Ausrichtung der Elemente. Wird ein IFC Durchbruch in eine Wand referenziert, kann aus der IFC nicht rausgelesen werden, in welche Richtung der Durchbruch ausgerichtet ist. Das gleiche gilt auch für andere IFC Element wie Wände, Rohre, Kanäle etc.. Gerne unterscheiden sich auch vom System zu System die Parameternamen Breite, Höhe, Länge und Tiefe der Elemente. Hier müsste regelmäßig eine Justierung der Skripte erfolgen, um die relevanten Informationen zu verarbeiten. In besonderen Fällen kann es auch vorkommen, dass die beschriebenen Abmessungen der Elemente in den Parametern anders sind als die tatsächlichen geometrischen Abmessungen. Ein Fall, der oft eintritt, ist, dass der Durchbruchsvorschlag gar nicht die tatsächliche Tiefe der Wand hat, bspw. weil der Tragwerksplaner keine nicht tragenden Wandschichten im Modell hat. Demzufolge müssen manuelle Justierung des Durchbruchs vom Planer vorgenommen werden. Die Liste solcher Vorkommnisse in diesem Anwendungsfall ist lang und würde den Rahmen des Artikels sprengen.


Damit solche Probleme im Projekt gar nicht erst eintreten, wurde die neue und durchgängige Lösung conVoid entwickelt. conVoid ist ein intuitives closed und openBIM Revit Plug-in für Architekten, Tragwerksplaner, TGA-Planer, Elektroplaner, Brandschutzplaner und weitere Disziplinen. Bei der Entwicklung von conVoid wurde da drauf geachtet, dass keine Modellanforderungen von den Anwendern berücksichtigt werden müssen, sondern ausschließlich mit den Modellgrundlagen gearbeitet werden kann, die im Projekt zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin sind eine Vielzahl von Qualitätsoptimierungen integriert, um sicherzustellen, dass die Durchbrüche in ihrer Lage, Größe und Darstellung korrekt in Revit erstellt, übernommen und dargestellt werden.


Erstellung von Durchbruchsvorschlägen

Für eine automatische Erstellung von Durchbruchsvorschlägen benötigt der TGA Planer mindestens ein Referenzbauteil, bspw. ein Kanal und ein Basisbauteil, wie zum Beispiel eine Wand. Die Referenzbauteile befinden sich dementsprechend im TGA Modell und die Basisbauteile im Architektur- und Tragwerksmodell. Sofern der TGA-Planer die eben genannten Modelle zusammenführt, kann eine Kollisionsprüfung durchgeführt werden, um die Lage der zu erstellenden Durchbruchsvorschläge zu ermitteln. Danach kann auf Grundlage der Lage und Abmessung der Referenz- und Basisbauteile sowie weiteren Randbedingungen, wie zum Beispiel das Fugenmaß und die Querschnittsform, automatisch ein Durchbruch platziert werden. Sofern Durchbrüche nah bei einander liegen, kann auch ein direktes Zusammenführen von mehreren Durchbrüchen zu einem Durchbruch automatisiert werden.


Dieser Automatismus ist einfach zu realisieren, wenn alle zuvor genannten Grundlagen vorliegen. Komplex wird das Thema, wenn folgende Fälle eintreten:

  1. Es liegt keine Kollision zwischen Referenz- und Basisbauteil vor, da der Architekt bereits einen Durchbruch übernommen hat und eine tatsächliche Öffnung in die Wand verschnitten hat. Verkleinert der TGA Planer beispielsweise ein Durchmesser eines Rohrs, sollte sich der Durchbruch grundsätzlich auch verkleinern. Da aber kein Kollisionspunkt vom System erkannt wird, fehlt dem System die Grundlage, um die Lage des Durchbruchs zu ermitteln und neu zu berechnen.

  2. Die Abmessungen und Querschnittsformen der Referenzbauteile können nicht über Parameter ausgelesen werden, um einen Durchbruch zu berechnen.

  3. Die Lage und Ausrichtung der Referenz- und Basisbauteile können nicht vom System ausgelesen werden, sodass die Berechnung des Durchbruchs nicht durchgeführt werden kann.

Die eben genannten Fälle in einem Projekt auszuschließen ist nahezu unmöglich, da Durchbrüche auf einer Vielzahl von Elementen erzeugt werden können, aus denen unter anderem die Lage oder Ausrichtung nicht ausgelesen werden können. Dies kann bspw. eine Revit oder IFC Brandschutzklappe sein. Dieses Problem wird durch conVoid über einen mehrstufigen Prozess gelöst, bei der eine genaue Analyse der Elemente durchgeführt wird, um fehlende Informationen zu berechnen bzw. zu ergänzen. Dadurch wird den Projektbeteiligten ermöglicht, zuverlässig Durchbrüche zu erzeugen ohne Modellanforderungen zu Berücksichtigung.



Übernahme von Revit und IFC Durchbrüchen

Der TGA Planer hat bereits Durchbrüche erstellt und jetzt müssen diese vom Architekten und Tragwerksplaner wiederholt in der eigenen Planungsumgebung modelliert und aktuell gehalten werden. Diese Arbeit nimmt viel Zeit in Anspruch und entspricht in der Regel nicht den Vorstellungen einer durchgängigen BIM-Planung. Ein direktes Verknüpfen oder kopieren von Revit oder IFC Durchbrüchen in die eigene Planungsumgebung ist nicht möglich, da dabei die notwendige planungskonforme Darstellung, Position zzgl. der erforderlichen Höhenlagen der Aussparungen nicht sichergestellt werden kann. Aus diesem Grund müssen sogenannte Replikate der Durchbrüche in der eigenen Planungsumgebung modelliert werden. In einem Projekt mit 600 Durchbrüchen braucht der Architekt rund zwei Wochen, um die Durchbrüche manuell und planungskonform zu platzieren. Dieser Prozess verlängert sich, sobald Änderungen vom TGA Planer gemacht werden, heißt der Architekt muss jede Änderung übernehmen und ergänzen. Dass dabei Änderungen übersehen worden, ist nahezu unausweichlich, mit der Folge, dass die Durchbruchsplanung zwischen den Planungsbeteiligten inkonsistent wird.




Mit dem Revit Plug-in conVoid wurde eine Lösung für Architekten und Tragwerksplaner entwickelt, die diesen Prozess vollautomatisiert. conVoid analysiert dabei die originalen TGA Durchbrüche und führt nach bestimmten Kriterien Qualitätsprüfungen und Anpassungen der Durchbrüche vor, sodass die Replikate planungskonform in den Modellen des Objektplaners und Tragwerksplaner erstellt und dargestellt werden. Zudem stellt conVoid eine Beziehung zwischen dem Replikat und dem originalen Durchbruch her, sodass bei Änderungen stets eine Aktualisierung der Durchbruchsplanung in allen Modellen möglich ist. Dieser Schritt dauert nur wenige Minuten und stellt sicher, dass sowohl der TGA Planer, als auch der Architekt und Tragwerksplaner eine gemeinsame und konsistente Durchbruchsplanung haben.


Tracking von Änderungen

Zu wissen, wer welchen Durchbruch, wo, wie und wann geändert hat ist ein wesentlicher Bestandteil in der SuD Planung. Bei mehreren hunderten oder tausenden von Durchbrüchen in einem Projekt, wird es für das Projektteam eine Herausforderung alle Durchbrüche im TGA-, Architektur- und Tragwerksmodell auf dem gleichen Stand zu halten. Dem TGA Planer jedoch die Aufgabe zu geben stets jede Änderung zu dokumentieren oder durch Modellvergleiche in anderen Systemen durchzuführen erhöht den Arbeitsaufwand und die Fehleranfälligkeit im Projekt. Aus diesem Grund wurde mit conVoid ein spezieller Algorithmus entwickelt, der dem Anwender automatisch alle Änderungen visuell und in einem Protokoll anzeigt. Wenn beispielsweise ein Rohr verschoben wird, der zuvor durch einen Durchbruch verlief, erkennt conVoid diese Änderung und verschiebt den Durchbruch automatisch zur neuen Lage des Rohrs. Dem TGA Planer wird dabei direkt visuell und in einem Protokoll die Änderung angezeigt. Das gleich gilt auch bei dem Architekten und Tragwerksplaner. An dieser Stelle muss lediglich das neue TGA Durchbruchsmodell ins eigene Modell referenziert werden und conVoid erkennt und protokolliert jede Änderung und aktualisiert alle Durchbrüche in nur wenigen Sekunden.

Um die verschiedenen Änderungen visuell darzustellen, können den 2D und 3D Ansichten automatisch Farbfilter hinzugefügt werden, sodass bspw. gelöschte Durchbrüche rot und geänderte Durchbrüche gelb dargestellt werden. Zudem werden in einem Protokoll der Zeitpunkt der Änderung, die neue Lage und Dimensionen des Durchbruchs dokumentiert.


Mit einem einfachen Blick auf den Grundriss und dem Protokoll erkennt somit jeder Planer, welche Änderungen wann und vom wem durchgeführt wurde.


Freigabe von Durchbrüchen

Die Freigabe der Durchbrüche erfolgt durch verschiedene Prüfer, dazu gehören unter anderem der Architekt, Tragwerksplaner und Brandschutzplaner. Demzufolge kann jeder Durchbruch unterschiedliche Freigabestatus der jeweiligen Prüfer erhalten, welche vom TGA-Planer nachvollzogen werden müssen. Sofern dem TGA-Planer aus drei verschiedenen Quellen Freigabestatus übermittelt werden, hat er nun die Herausforderung diese zusammenzuführen und einheitlich zu bewerten.


In BIM Projekten sind die Prüfer zumeist nicht die Verantwortlichen für die Durchbruchsübernahme in Revit. Das heißt, viele Prüfer nutzen andere Systeme als Revit, um die Durchbruchsergebnisse einzusehen und freizugeben. Dies können klassischerweise 2D-Pläne sein oder Modellviewer. Die Dokumentation erfolgt dabei zumeist über eine Kennzeichnung im Plan, einer Dokumentation in einer Excel-Tabelle oder im Idealfall im BIM Collaboration Format (BCF). Vorteil einer BCF ist, dass die Ergebnisse über BCF Issue Plattformen zusammengeführt und koordiniert werden können. Die Herausforderung ist jedoch, die jeweiligen BCF´s eines Durchbruches mit einem passenden Ansichtspunkt und einer Beschreibung zu erstellen, sodass mit einem einfachen Klick auf die BCF und dem Einsatz eines Modellviewers der Anwender automatisch zum Durchbruch navigiert wird. Bei einem Projekt mit 600 Durchbrüchen kann dieser Arbeitsschritt mehrere Tage dauern. Wenn sich im Zuge einer Änderung ein Durchbruch verschiebt, ergibt sich das Problem, dass der Ansichtspunkt der BCF aktualisiert werden muss, damit die Prüfer nicht zu der alten Lage des Durchbruchs navigiert werden.


Der Freigabestatus der Prüfer kann in einer BCF, über ein Kommentar oder einem vordefinierten Label, wie bspw. „Architekt abgelehnt“ erfolgen. Hinzu kommen von den Prüfern ggf. weitere Kommentare und Schnappschüsse, um zu erläutern, warum der Durchbruch nicht freigegeben wurde. Auf dieser Basis hat der TGA-Planer eine gute Grundlage um die unterschiedlichen Freigabestatus nachzuvollziehen. Aber allein über die BCF den Freigabestatus nachzuvollziehen reicht vielen Projektbeteiligten nicht aus. In vielen Projekten gibt es die Anforderungen die Freigabestatus ins Modell zu übertragen, sodass dort eine farblichen Unterscheidung und Filterung der Durchbrüche möglich wird. Eine BCF ist jedoch nur bedingt elementbezogen, das heißt, wenn kein Durchbruch im Zuge der Erstellung einer BCF im Modell selektiert wird, existiert kein direkter Bezug zwischen Durchbruch und BCF. Dies hat zur Folge, dass kein Automatismus die Freigabestatus direkt auf den zugehörigen Durchbruch in Revit übertragen kann. Auch wenn ein Durchbruch zuvor selektiert wurde und eine BCF auf dieser Basis erstellt wurde, kann es trotzdem passieren, dass der Elementbezug im Laufe des Projektes verloren geht. Angenommen der Architekt nutzt einen BCF Modellviewer und vergisst im Zuge der Prüfung sicherzustellen, dass der Durchbruch selektiert ist, geht der zuvor vorhandene Elementbezug der BCF beim Aktualisieren verloren. Nun könnte zwar jede BCF einen spezifischen Titel mit einer Durchbruchs-ID erhalten, aber auch hier kann eine versehentliche Änderung des Titels durch einen Anwender nicht ausgeschlossen werden.


Mit conVoid müssen Sie sich über die nachfolgend genannten Herausforderungen keine Gedanken machen. conVoid erstellt für jeden Durchbruch automatisch eine BCF mit einem passenden Ansichtspunkt, einer eineindeutigen Durchbruchs-ID im Titel und einem sicheren Verfahren für den dauerhaften Erhalt des Elementbezugs zwischen Durchbruch und BCF. Wenn sich der Durchbruch in seiner Lage verschiebt, wird auch zeitgleich der Ansichtspunkt der zugehörigen BCF aktualisiert. Über dieses Verfahren wird sichergestellt, dass die Freigabe in anderen BCF fähigen Systemen stets ein Zurückspielen der Ergebnisse in Revit ermöglicht und einen schnelleren Freigabeprozess im Projekt mit sich bringt.



Erfahren Sie mehr über conVoid in unserem Video Vortrag:


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