26.04.2022 | By Tamara From
AktuellMagiCAD für Revit

 

TGA-Planende wissen: Für eine zukunftsfähige Open-BIM-Projektierung ist das offene digitale Dateiformat IFC (Industry Foundation Classes) unverzichtbar.  Dennoch bedienen die meisten TGA-Projektierungsprogramme vorrangig die vorletzte Version „IFC2x3“. Das aktuelle und ISO-standardisierte Format „IFC4“ kommt bisher überwiegend in BIM-Softwares für Architektur und Tragwerksplanung zur Anwendung. Erst im September 2021 hat mit MagiCAD 2022 für Revit die erste TGA-BIM-Software das offizielle IFC-4-Zertifikat erhalten. Viele TGA-Planungsbüros zucken jetzt vielleicht mit den Schultern, denn die Arbeit mit „IFC2x3“ funktioniert für sie gut. Warum ist IFC4 dennoch in der gewerkeübergreifenden BIM-Projektierung auch für TGA-Planende entscheidend und welchen Nutzen können sie erwarten? 

 Was ist anders im IFC4-Format? 

Seit der Einführung der ersten Version „IFC1.0“ im Jahr 1997 hat sich viel getan. Aus jeder Version wurden Erkenntnisse für Verbesserungen gewonnen und das Format stetig weiterentwickelt. Nicht ohne Grund stellt IFC2x3 in der Baubranche den Standard für einen intelligenten, modellbasierten Informationsaustausch dar. Aber auch IFC4 hält sinnvolle Erweiterungen und Optimierungen bereit. Sicher, auf den ersten Blick erscheinen diese für die TGA-Planung wenig relevant. Aber eine wettbewerbsfähige Projektierung steht und fällt mit der reibungslosen Zusammenarbeit mit anderen Fachgewerken. Es sitzen schließlich alle im gleichen Boot – oder besser: im gleichen Gebäude. Je fehlerfreier und genauer die einzelnen Fachmodelle zusammengeführt und die enthaltenden Informationen geprüft sowie abgestimmt werden, umso effizienter die Koordination und hochwertiger das Ergebnis.

 IFC4 ist offizieller ISO-Standard 

Das Austauschformat IFC übermittelt sehr umfangreiche und komplexe Informationsstrukturen. Deshalb war eine Standardisierung des Formates wichtig. Damit können alle relevanten Projektinformationen plattformunabhängig und gewerkeübergreifend übertragen und verarbeitet werden. Die Version IFC2x3 ist nicht offiziell standardisiert. Erst mit der Version IFC4 wurde 2013 der ISO-Standard vergeben (ISO 16739: Industry Foundation Classes (IFC) für den Datenaustausch in der Bauindustrie und dem Anlagen-Management). Jede Software, die diesen Standard unterstützt, kann also länderübergreifend sowie herstellerunabhängig das Fachmodell möglichst verlustfrei an andere CAD-Systeme übertragen oder umgekehrt empfangen.  

IFC4-MVD: „Design Transfer View“ und „IFC 4 Reference View“ 

In jedem Planungsprozess wird vorab für den IFC-Datenaustausch eine Vorgabe für die Modelldefinition bestimmt, die sogenannte „Modell View Definition“ (MVD). Gemäß buildingSMART stellt sie „eine Anleitung für alle IFC-Begriffe (Klassen, Attribute, Beziehungen, Eigenschaftssätze, Mengendefinitionen, etc.) zur Verfügung“. Dies unterstützt die Planungsbeteiligten dabei, die komplexe IFC-Informationsstruktur der einzelnen Modelle zur Koordination auf eine projektrelevante Teilmenge herunterzubrechen. Denn für den Export einer IFC-Datei ist der Verwendungszweck entscheidend: Dient sie „nur“ Koordinationszwecken oder sollen der Datei im Verlauf des Planungsprozesses weitere Informationen, zum Beispiel technische Produktspezifikationen, entnommen werden können? Beide Planungszwecke haben unterschiedliche Ansprüche an den Detaillierungsgrad der übertragenen Modelle, also an die Informationsbedarfstiefe – besser bekannt als LOIN (Level of Information Need). Das wiederum wirkt sich auf den Datenumfang aus, der nicht über das geforderte Informationsmaß hinausgehen sollte. Bauteile mit hohem Detaillierungsgrad, wie realgetreuer Geometrie (Level of Geometry oder LOG), sind oft erst in späteren Projektphasen notwendig.  

Die Version IFC4 ermöglicht zwei verschiedene MVD:  

Der „IFC4 Design Transfer View“ stellt die Bauteile als extrudierte Körper oder als B-rep (Begrenzungsflächen) dar. Das Fachmodell kann nach der Übergabe weiterbearbeitet werden. 

Der „IFC 4 Reference View“ dagegen dient speziell der Koordination. Diese Ansicht wird in der TGA-Planung häufig genutzt. Die BIM-Modelle werden oft zur Abstimmung der Gewerke, wie bei der Untersuchung auf Kollisionen, zusammengeführt. Hierfür ist eine simplifizierte Darstellung der Bauteile als dreidimensionale Objekte ausreichend. Für die Koordination von Durchbrüchen haben sich beispielsweise Platzhalter (Provisions For Void) mit den jeweils korrekten geometrischen Abmessungen bewährt.  

Erweiterte Möglichkeiten für die Gebäudesimulation verbessern Energieanalysen 

Die Definitionen von Raumbegrenzungen wurden überarbeitet und eigene Klassen für 1st- und 2nd-Level eingeführt. Dies optimiert die Energieberechnungen für TGA-Systeme. Neu ist auch die Definition von thermischen Zonen (z. B. für Belüftung). Es wurden thermische Begrenzungen als spezieller Untertyp mit direktem Bezug zur gegenüberliegenden sowie inneren Begrenzungen hinzugefügt. Auch der Außenbereich kann als „Raum“ in die Planung einbezogen werden. Äußere Begrenzungen werden nun darin unterschieden, ob sie zur Außenluft, zum Erdreich, zum Wasser oder zu benachbarten Gebäuden zeigen. Auch wenn dies der TGA keinen direkten Vorteil bietet, weil sie nur den MEP-Raum benötigt – indirekt profitiert auch sie. Denn je nach TGA-Software werden diese Informationen beispielsweise zur Berechnung der Kühllast an Programme wie IDA Indoor Climate and Energy (IDA ICE) der EQUA Solutions AG weitergegeben. Wird hier die Leistungsfähigkeit von TGA-Systemen genauer berechnet und simuliert, nutzt das im weiteren Projektierungs-Workflow auch der TGA.   

TGA-spezifische Optimierungen 

Unklarheiten in der Zuordnung von Bauteilen zu den entsprechenden Ifc-Objekttypen sind eine ständige Fehlerquelle beim Import von Fachmodellen in eine andere BIM-Software. Deshalb erleichtert jetzt die einheitliche Benennung von Ifc-Objekt und Ifc-Objekttypen eine korrekte Zuordnung. Für jeden Objekttypen ist ein passendes Objekt vorhanden, z. B. der IfcBoiler für IfcBoilerType. Weitere neue verfügbare Ifc-Objekte für TGA-Elemente sind anderem IfcBurner, IfcSolarDevice, IfcEngine, IfcElectricDistributionBoard oder IfcUnitaryControlElement. Das vereinfacht zusätzlich die Nutzung in Planungsphasen, in denen die genauen Informationen zu den Objekttypen noch nicht ausgearbeitet sind. 

Auch die neue Ifc-Definition der TGA-Elemente vorrangig über ihre Funktion, anstatt beispielsweise über ihre Energiequelle, ist praktisch. Gerade zwischen HLS- und Elektro-Gewerken gibt es bei Bauteilen oft Überschneidungen und die Zuordnung war unübersichtlich. Elektrische Heizgeräte sind jetzt zum Beispiel generalisiert als „Heizgerät (IfcSpaceHeater)“ klassifiziert. Ebenso wurden die Definitionen von HLK-Elementen überarbeitet. Auch sie stehen in genauerem Bezug mit ihrer jeweiligen Systemfunktion (als Segment, Armatur, Luftauslass Energieumwandlung usw.): So fällt ein Gasbrenner jetzt unter die Typenkategorie „brennstoffunabhängige Brennerklasse“. Zusätzlich wurden im Hinblick auf Anschlüsse verschiedene Eigenschaftseinstellungen deutlicher formuliert. Statische Eigenschaftsdefinitionen wurden in entwurfs- und leistungsbezogene Eigenschaften eingeteilt. Die Anschlüsse werden jetzt über verschachtelte Beziehungen definiert, z. B. bei einem HLS-Bauteil mit einem elektrischen Anschluss. 

Um die unterschiedlichen TGA-Anlagensysteme in neuen Elementen genauer zu erfassen, gibt es Spezialisierungen für TGA-Systeme (z. B. IfcDistributionSystem). Es stehen vordefinierte Ifc-Typen für verschiedene Heizungs-, Kühlungs-, Lüftungs-, Sanitär-, Sicherheits- sowie elektrische Systeme zur Verfügung. 

Insgesamt bietet das IFC4-Format eine erheblich einheitlichere und umfassendere Ifc-Struktur für die Elemente der technischen Gebäudeausrüstung. Das fördert eine einfachere Anordnung, führt zu einer geringeren Dateigröße und unterstützt die Kompatibilität mit IFC2x3 (in beide Richtungen).  

Eine einheitlichere Benennung von IFC-Typen und –Objekten erleichtert die korrekte Zuordnung. Quelle: MagiCAD Group

TGA-Praxis: Lohnt die BIM-Planung mit IFC4? 

Im momentanen TGA-Planungsalltag spielt IFC zumeist in der Koordination von BIM-Modellen eine Rolle. Der Austausch von komplexen BIM-Projektdaten steht (noch) ein wenig hinten an. Denn gerade bei älteren IFC-Versionen ist die Verlustquote von Informationen bei der Übertragung der Fachmodelle hoch. Werden Raumgeometrien oder komplexe Bauteile, wie Wanddurchbrüche, nicht fehlerfrei übertragen, erfüllt IFC seinen Planungszweck nicht vollständig. Häufig liegt das auch an der verbesserungswürdigen Nutzerfreundlichkeit des Formats: Sind Bauteile ungenau definiert oder unsauber modelliert, sind Kommunikationsprobleme vorprogrammiert. Sowohl Fachleute als auch die genutzten CAD-Systeme „reden“ quasi aneinander vorbei. In der TGA-Praxis bedeutet das beispielsweise, dass Kollisionen zwischen verschiedenen Bauteilen oder Gebäudeelementen nicht rechtzeitig erkannt und korrigiert werden können. Die oben aufgeführten Neuerungen von IFC4 haben viele Quellen für derartige Unklarheiten behoben.  

Trotzdem sagen Fachleute wie Florian Bach, Technical Consulting Engineer bei MagiCAD: „Wir stehen an einer Grenze. Und da hakt es aktuell auch. In einem Open-BIM-Workflow mit mehreren Projektbeteiligten würde ich zurzeit immer noch IFC2x3 empfehlen. Da haben wir die Sicherheit, dass alle Beteiligten damit zurechtkommen.“ 

Doch das liege weniger an der Funktionsfähigkeit von IFC4, sondern daran, dass es schlichtweg noch nicht umfassend eingesetzt würde. Er ist überzeugt: „Das IFC4-Format als solches bietet klare Vorteile, wenn alle Projektbeteiligten damit arbeiten! 

Die IFC4-Zertifizierung von MagiCAD für Revit bezieht sich auf den TGA-Referenzaustausch und den IFC-Export. In einem BIM-Workflow mit anderen IFC4-kompatiblen Softwares können so vor allem Probleme, die sich aus der Geometrie ergeben, erkannt und behoben werden. Bach erzählt, dass der BIM-Durchbruchsworkflow erheblich von den Optimierungen des IFC4-Formats profitiert. Die Architektursoftware ArchiCAD beispielsweise könne die TGA-Modelle von MagiCAD nach der Übergabe mit IFC4 viel einfacher lesen. „Die Durchbrüche werden als Platzhalter in einer Provision-for-void-IFC direkt an die Architektursoftware kommuniziert und durch neue Eigenschaften genauer beschrieben. Die tatsächliche Öffnung wird dadurch viel präziser und direkt als physisches Bauteil im Architekturmodell abgebildet.“ Generell, so Bach, sei gerade die genauere Definition der BIM-Objekte durch die verbesserten IFC-Klassen, -Typen und -Eigenschaften bei der Koordination mit den Architekten ein Pluspunkt. Dabei gibt er zu: „Vornehmlich arbeiten Architekt:innen mit IFC4 und fördern das Format natürlich entsprechend. Wir sehen aber einen großen Vorteil darin, bei er Planung mit IFC4 mitziehen zu können. Im Prinzip macht man der anderen Software das Leben damit leichter. Bei BIM-Projekten ist eine reibungslose und effiziente Koordination mit den anderen Fachgewerken essenziell.“  

Beim Building Information Modeling zählt der Blick über das eigene Gewerk hinaus 

Letztendlich müssen die TGA-Planenden für einen erfolgreichen BIM-Workflow nicht nur das eigene Fachmodell im Blick haben, sondern sich auch den Informationsaustausch mit den anderen Gewerken vor Augen führen. Bach fasst den Nutzen von IFC4 für die TGA treffend zusammen: „Der Sprung für TGA-Planende von IFC2x3 zu IFC4 scheint nicht gigantisch. Aber es gibt viele kleine Details, die sich zu einer großen Verbesserung summieren. Auch wenn man als Anwender:in von den Neuerungen vielleicht nicht viel merkt: Die TGA-Fachmodelle übertragen mehr Daten und präzisere Informationen. Das Ergebnis ist eine fehlerfreiere und optimierte BIM-Projektierung. Wenn das einmal läuft, dann ist das eine richtig gute Sache.“  

Das TGA-Fachmodell im IFC4-Export. Quelle: MagiCAD Group.

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