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BIM-Prozesse und Standards

Wer ETIM sagt, muss auch VDI 3805 sagen.

Die Grafik zeigt ein Gebäude.
Quelle: AdobeStock
Welcher Standard hat bei BIM seine Berechtigung?

VDI 3805, ISO 16757, ETIM – was beim Laien fragende Blicke auslöst, ist unter Experten für Building Information Modeling (BIM) hingegen Auslöser intensiver Diskussionen. Im Fokus stehen Fragen wie: Welcher Standard hat bei BIM seine Berechtigung? Wie lassen sich VDI 3805 und ETIM voneinander abgrenzen und ineffiziente Doppelungen vermeiden? Um die Vor und Nachteile des jeweiligen Standards für BIM besser zu verstehen, lohnt sich ein genauerer Blick darauf, was diese im Zusammenhang mit BIM leisten.

Kernstück jedes BIM-Prozesses ist das 3D-Gebäudemodell, das von allen Gewerken gleichmäßig genutzt und fortlaufend mit den jeweiligen gewerkespezifischen Daten angereichert wird. Um die Technische Gebäudeausrüstung mittels BIM planen zu können, benötigen Architekten und TGA-Planer konkrete Produktdaten der Hersteller, beispielsweise für die Komponenten des Heizsystems, für die Trinkwasser und Abwasseranlage. Diese Daten müssen, ebenso wie das spätere 3D-Modell, in verschiedene Computerprogramme eingelesen und den Nutzern für Berechnungen und Kostenermittlungen verfügbar gemacht werden. Hier kommt die VDI 3805 ins Spiel.

Daten nach VDI 3805 als Basis von BIM

Damit Produktdaten von Herstellern computerlesbar werden, haben Fachkundige vor rund 20 Jahren die VDI-Richtlinie 3805 mit dem Titel "Produktdatenaustausch in der TGA" entwickelt. Sie beschreibt ein maschinenlesbares Format, mit dem sich herstellerspezifische technische Produktkataloge, die bisher ausschließlich in gedruckter Form vorlagen, per Computer verarbeiten lassen. Ein Produktdatensatz nach VDI 3805 enthält alle Daten für Konstruktion, Planung, Dimensionierung, Simulation und Betrieb der TGA eines Gebäudes:

  • beschreibende Auswahldaten der Produkte, zum Beispiel Gerätetypen, Anschlusskonfigurationen und Dämmstandards
  • technische Daten für Berechnungen aller Art, zum Beispiel für Druckverlustberechnungen in Rohrnetzen, Akustikberechnungen in Lüftungskanälen und für Simulationen von PV-Anlagen
  • 3D-Geometriedaten in unterschiedlichen Details zur Verwendung der Produkte in CAD-Konstruktionsprogrammen
  • Mediendaten, zum Beispiel Produktbilder, Explosionszeichnungen, Montage-/Inbetriebnahme-Anleitungen/-Videos, Wartungsvorschriften
  • baureihen- oder produktspezifisches Zubehör

Die für die TGA relevanten Daten werden in das 3D-Gebäudemodell integriert und stehen so während der gesamten Lebenszeit des Gebäudes zur Verfügung.

Diese Vorgehensweise ermöglicht auch Um oder Erweiterungsplanungen während des Gebäudebetriebes – beispielweise beim Mieterwechsel mit sich ändernden Nutzerprofilen oder bei Erweiterungsbauten –, weil alle Daten für Dimensionierungen oder Simulationen über das Modell verfügbar sind. Damit wird der BIM-Prozess optimal unterstützt beziehungsweise überhaupt erst ermöglicht.

Aufgrund der guten Erfahrungen mit der VDI 3805 fordern weltweit tätige Baukonzerne und Hersteller deshalb, die VDI 3805 zu internationalisieren. Das Deutsche Institut für Normung (DIN) unterstützt dieses Vorhaben. Erste Teile sind über die Normungsorganisationen CEN und ISO bereits als EN ISO 16757 erschienen und die guten Erfahrungen, die Deutschland mit der Anwendung der VDI 3805 gewonnen hat, werden so bald weltweit allen Anwendern zur Verfügung stehen.

VDI 3805 bietet viele Möglichkeiten

Die VDI 3805 hat zwei Besonderheiten: Funktionen und Geometrien. So lassen sich Funktionen wie Druckverlust-, Akustik oder Leistungsberechnungen eingeben. Hier können Hersteller ihre eigenen Auslegungs oder Berechnungsalgorithmen hinterlegen, die dann von den Anwendungsprogrammen an Stelle von Standardalgorithmen benutzt werden. So sind beispielsweise Leistungsdiagramme von Produkten erstellbar – die Abbildung zeigt ein Beispiel für die Kennlinien der Luft/Wasser-Wärmepumpe Bosch-"Compress 7000i AW":

Leistungsdiagramme und Geometrie der Luft/WasserWärmepumpe Bosch
Quelle: Bosch
Leistungsdiagramme und Geometrie der Luft/WasserWärmepumpe Bosch "Compress 7000i AW 9" aus VDI 3805-Funktionen im Katalog-Auswahl-Tool.

Ein Simulationsprogramm berechnet mit diesen Kennlinien in beliebigen Zeitschritten für die aktuell notwendige systembedingte Vorlauftemperatur und für die aktuelle klimaabhängige Außentemperatur die Parameter Wärmeleistung, Stromaufnahme und Wirkungsgrad der Wärmepumpe. Die so gewonnenen stündlichen oder minütlichen Ergebnisse sind über das Jahr aufsummiert viel genauer als etwa eine Berechnung nach VDI 4650 ("Berechnung der Jahresarbeitszahl von Wärmepumpenanlagen"), bei der mit wenigen Lastfällen und Jahreshäufigkeiten eine Leistungszahl errechnet wird.

Über die Funktionen sind zudem Artikelnummern generierbar. Das ist für Massenerzeugnisse wie Heizkörper, bei denen aufgrund der hohen Zahl an Längen, Farben und Anschlusspositionen schnell eine sechsstellige Anzahl von Varianten in einer Baureihe zustande kommen, eine sehr gute und praktische Möglichkeit, alle Versionen einer solchen Baureihe abzubilden. Auch in der Lüftungstechnik, bei Schalldämpfern oder Brandschutzklappen, wird dieses Feature gerne verwendet.

Eine Luft/Wasser-Wärmepumpe Bosch-
Quelle: Bosch
Produktdaten von Heizsystem-Komponenten, wie der Luft/Wasser-Wärmepumpe Bosch-"Compress 7000i AW", sind Voraussetzung, um die Technische Gebäudeausrüstung BIM-konform planen zu können.

Über die Standardfunktion Geometrie wiederum können parametrisierte Geometrien verwendet werden. Das ermöglicht es, mit nur einer Geometriebeschreibung eine komplette Baureihe abzubilden. Diese Beschreibung enthält vielfältige Informationen, die für die Konstruktion der TGA und der Rohrnetze für Heizung, Kühlung, Trinkwasser, Abwasser, Löschwasser und Lüftung mit CAD-Programmen erforderlich sind:

  • vier Detailstufen der Produktdarstellung
  • umfangreiche Anschlussinformationen (DN, Anschlussformen und -kennungen, Medientypen und -flussrichtungen etc.)
  • Produktraum, Bedienraum, Einbringraum, Montageraum (für Berechnungen zur Kollisionskontrolle)
  • Farb und Materialinformationen

Die VDI 3805 bietet noch viele weitere interessante Möglichkeiten; nur ein Beispiel: Nutzer können Systeme oder Produktpakete bilden – über Querverweise zu VDI 3805-Datensätzen anderer Produkte oder auch zu Artikeln anderer Hersteller. So lassen sich beispielsweise Speicher (VDI 3805 Blatt 20) Wärmeerzeugern (VDI 3805 Blatt 3) oder Wärmepumpen (VDI 3805 Blatt 22) zuordnen. Oder es können Einstellventile (VDI 3805 Blatt 2) mit Heizkörpern (VDI 3805 Blatt 6) fest verbunden werden.

Heizkreis-Anschluss der Luft/Wasser-Wärmepumpe Bosch-
Quelle: Bosch
Heizkreis-Anschluss der Luft/Wasser-Wärmepumpe Bosch-"Compress 7000i AW 9" im CAD-Programm "RUKON".

Dienstag, 30.06.2020

Autoren dieses Artikels

Martin Schröder
Marketing Information Management-Data, Bosch Thermotechnik GmbH
Lutz Blaich
Leitung Forschung, Hottgenroth Software GmbH & Co. KG