IFC – BIM-Anforderungen an den Datenaustausch
Der Austausch von Bauwerksmodelldaten war bisher, wenn überhaupt, nur über wenige, firmenspezifische Schnittstellen möglich; diese Schnittstellen sind nicht genormt und deren Beschreibung ist häufig nicht frei zugänglich. Damit werden fremde Softwareprogramme benachteiligt. Die wenigen zugänglichen Schnittstellen können nur Teile der CAD-Daten von Gebäudemodellen übertragen, ein stichhaltiger konsistenter Datensatz ist nicht verfügbar. Da diese Systeme in der Regel nur selten kompatibel sind, gehen Informationen verloren, welche zeitaufwändig und immer wieder neu erfasst und nachgebildet werden müssen. Häufig werden damit die „kleineren“ Partner gezwungen, die Softwaresysteme der „großen“ Partner zu übernehmen, mit nicht tragbaren Folgekosten an Lizenzgebühren, Schulungskosten und Effektivitätsverlusten bei der täglichen Arbeit.
Daher ist die Verfügbarkeit von offenen Schnittstellen für das fachübergreifende Arbeiten essentiell. Das wichtigste offene Schnittstellenformat für Bauwerksmodelle, derzeit fokussiert auf den Hochbau, ist die IFC Schnittstelle, herausgegeben von der internationalen Organisation buildingSMART. Der Ursprung der Entwicklung von IFC liegt, wie auch der Ursprung von BIM, bereits längere Zeit zurück. Mit der derzeit zur Verfügung stehenden Version IFC2x3 (in der Ausgabe IFC2x3 TC1) ist die Etablierung am Markt gelungen.
Quelle: BIM Leitfaden Deutschland / 4.4.1 BIM-Anforderungen an den Datenaustausch / 2013
IFC ist eine hersteller- und softwareunabhängige Schnittstelle, mit der sämtliche geometrische und alphanumerische BIM-Daten ausgetauscht werden können. Die Schnittstelle beruht auf der Definition von Modellelementen, wie auch Bauwerksmodelle sich aus Modellelementen zusammensetzen. Damit erlaubt IFC eine genaue Übertragung, inklusive des „I“ ‘s in BIM – den Merkmalen und Ausprägungen der Modellelemente, sowie deren logische räumliche und Komponentenstruktur.
Die IFC Spezifikation, wie diese von buildingSMART veröffentlicht wird, ist zuerst eine Definition eines Datenschemas, in dem Datenfelder und ihre Bedeutung einheitlich und genormt beschrieben werden.
Aus der Gesamtheit dieser Beschreibung wird später die Untermenge selektiert, die für einen konkreten Datenaustauschzweck benötigt wird, dies Auswahl wird als ein „View“, eine spezifische Sicht, bezeichnet.
Quelle: BIM Leitfaden Deutschland / 4.4.2 Die IFC Schnittstelle / 2013
Abbildung 1 : IFC als Datenschema mit genormten Datenfeldern (Quelle: AEC3)
Die BIM-Software, die IFC kompatibel ist, unterstützt genauer gesagt immer einen solchen „View“, und in den meisten Fällen den IFC2x3 Coordination View 2.0. Die Liste aller bekannter, IFC unterstützender Softwaresysteme wird von buildingSMART veröffentlicht.
Der Umfang der mit der IFC Schnittstelle übertragenen Daten wird somit von der „View“ Definition festgelegt. Die Qualität und Zuverlässigkeit des IFC Datenaustauschs dagegen ist von der Qualität der softwareseitigen Implementierung durch die Softwarehersteller abhängig
Quelle: BIM Leitfaden Deutschland / 4.4.2 Die IFC Schnittstelle / 2013
Welche Daten sind in IFC verfügbar?
Die IFC Schnittstelle gemäß dem IFC2x3 Coordination View 2.0 überträgt die Projektstruktur (Grundstück, Gebäude, Gebäudeabschnitte, Geschosse), die darin enthaltenen Modellelemente und parametrische Bau-teildaten wie Länge, Breite, Höhe eines Bauteils, und die Beziehungen zwischen den Bauteilen. Diese Fähigkeit, Beziehungen wie Fenster in einer Wandöffnung oder Wand als Raumgrenze, zwischen modernen Softwareprogrammen austauschen zu können, ist einzigartig für IFC und eröffnet ein Spektrum neuer Möglichkeiten, wie z.B. ein technisches Raumbuch aus dem Bauwerksmodell zu erstellen. Die in IFC mitgelieferte Relation einer technischen Komponente zu dem Raum in der sie sich befindet, liefert hierzu die Grundlage.
Zu jedem Modellelement können die Merkmalbeschreibungen, wie Materialangaben, Herstellerangaben, technische Spezifikationen und Klassifikationen ebenfalls mit übertragen werden. Die Abbildung 4.25 zeigt beispielhaft IFC Daten (zweisprachig deutsch/englisch):
- Projektstruktur (Liegenschaft, Gebäude, Stockwerke)
- Modellelemente (wie Balken, Heizkessel, Kabeltrassen, Stützen, Vorhangfassaden, Regelklappen, etc.)
- CAD Layer (werden in der Übergangsphase immer noch genutzt und auch übertragen)
- Relationen zwischen Modellelementen und Strukturelementen (technische Anlagenstruktur)
- Herstellerangaben (wie Artikelnummer, Artikelname, Hersteller)
- Modellelementangaben (wie globale ID – wichtig für Versionierung, Name, Layerzuordnung, etc.)
- Mengenangaben (Basismengen, wie Länge, Fläche des Profils, Mantelfläche, Volumen)
- Materialnamen
Eine weitere wichtige Unterscheidung ist das Datenaustauschszenario, welches mit der IFC Schnittstelle unterstützt werden soll. Alle Szenarios, deren Ziel die Koordination mittels Referenzmodelle ist, werden heute von den meisten, insbesondere aber den IFC-zertifizierten Softwaresystemen in hoher Qualität unterstützt. Wesentliches Kennzeichen des Workflows mit Referenzmodellen ist es, dass die übertragenen Modelle nur lesend als Referenz genutzt werden, nicht aber verändert werden. Alle Änderungen werden in den Originalmodellen in der jeweiligen Software vollzogen. Die Abbildungen Abbildung 4.17, Abbildung 4.18, Abbildung 4.20 zeigen eine solche Arbeitsmethode. Einschränkungen in der Arbeit mit IFC gibt es bei der vollständigen parametrischen Übergabe in die Zielsoftware zur Weiterbearbeitung des Entwurfs, wie in Abbildung 4.22 dargestellt.
Zur Verbesserung der Qualität des IFC Datenaustausches hat buildingSMART ein stark verbessertes Zertifi-zierungsprogramm aufgelegt, in dem Softwarehersteller die Qualität ihrer IFC Export- und Importschnittstellen selbst testen und von einem qualifizierten Zertifizierungsteam überprüfen lassen können.
Quelle: BIM Leitfaden Deutschland / 4.4.3 Welche Daten sind in IFC verfügbar? / 2013
Weitere BIM-Datenaustauschformate
- Neben der offenen Schnittstelle IFC können noch weitere Datenformate im systemübergreifenden Datenaustausch, mit den jeweiligen Einschränkungen, eingesetzt werden. Die herstellerspezifischen Formate *.dwg und *.dgn erlauben auch die Übertragung von 3D Elementen und einiger assoziierter Eigenschaften. Insbesondere bei der Kollisionsüberprüfung, wenn das Hauptaugenmerk auf der 3D Geometrie liegt, genügen diese oft den Anforderungen, auch wenn weiterführende Informationen, wie Stockwerke oder Anlagen, die zur selektiven Kollisionsüberprüfung genutzt werden können, nicht unterstützt sind.
- Im Bereich der Übergabe von Gebäudemodellinformationen an die Energieberechnung wird auch die gbXML Schnittstelle eingesetzt
In der derzeitigen Ausgabe, HOAI 2013, wird BIM nur als besondere Leitung in der Leistungsphase 2 aufgeführt, die BIM-Methode
- kann jedoch in allen Leistungsphasen angewandt werden.
- Standardisierung: Für die praktische Umsetzung in Deutschland empfiehlt sich die Verbindung des internationalen BIM Datenstandards ISO 16739/IFC mit dem nationalen Standard für Ausschreibungen GAEB. Nationale Initiativen, wie CAFM Connect29, die eine IFC-basierte Umsetzung für den offenen Austausch von Bestands- und Anlagendaten zum Ziel haben (vergleichbar mit COBie in Großbritannien), sind ebenfalls geeignet, offene BIM-Methoden umsetzen zu helfen.