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Serie Elektroplanung mit DDS-CAD (Teil 2)

Bedeutung des IFC-Format für die digitale Planung

Zu Teil 1: Grundlagen der computergestützten Planung CAD

Zum Umgang mit einer Projektierungssoftware sind wir von zwei­dimensionalen Zeichnungen wie DWG-, DXF- oder PDF-Formaten ausgegangen, die der Planung als Grundlage dienen (Teil 1). Nach wie vor ist dies zwar überwiegende Arbeitsrealität, aber die Möglichkeiten und Entwicklung der digitalen Planung sind keineswegs hier stehengeblieben.

Gründe für das IFC-Format

Quelle: DDS
Quelle: DDS
Wie bereits erwähnt, kann mit DDS-CAD ein vollständiges, dreidimensionales Gebäudemodell erstellt werden. Auch die eingeplanten Installationen und Bauteile sind mit Informationen angereichert, die einen Wechsel in eine dreidimensionale Ansicht per Mausklick ermöglichen. Aber 3D-Ansichten sind längst nicht das Ende intelligenter Planung. Über die geometrischen Daten des Bauteils hinaus, geben die in DDS-CAD hinterlegten Informationen Aufschluss über Material, Hersteller, Verwendung und Ort der Montage. Jedes Bauteil »weiß«, was es ist, in welchem Raum es an welcher Stelle verbaut wird, womit es ggf. verbunden ist und welche Funktion es zu erfüllen hat. Diese Informationen scheinen auf den ersten Blick überflüssig.

Auf den zweiten Blick erlauben sie die Erstellung von Schemata, Stücklisten, Legenden und Reporten, umfassenden Berechnungen und Kostenkalkulationen. 2D-Dateien können diese Informationen nicht transportieren und auch so manche 3D-Softwares zeichnen nur – ohne jegliche Intelligenz. Es ist die Menge an Informationen sowie deren Austauschfähigkeit, die den Unterschied wirklich intelligenter Projektierung ausmachen. Was anfangs zeitaufwändig scheint, spart im Anschluss Zeit und bietet einen erheblichen Mehrwert bei der Kooperation mit anderen baubeteiligten Gewerken. Der integrative Planungsansatz ist unaufhaltsam auf dem Vormarsch.
Bild 5: Jedes IFC-Modell enthält IFC-Objekttypen, die richtig zugeordnet sein müssen, um beim Austausch mit anderen Dateien nicht zu Fehlern zu führen
Bild 5: Jedes IFC-Modell enthält IFC-Objekttypen, die richtig zugeordnet sein müssen, um beim Austausch mit anderen Dateien nicht zu Fehlern zu führen
In vielen europäischen Nachbarländern ist die durchgängige und kooperative digitale Planung bei öffentlichen Bauvorhaben bereits Pflicht. In Deutschland hat sich die öffentliche Hand mehr als einmal die Finger bei kostspieligen Bauprojekten verbrannt und zieht langsam nach: Zuerst bei Infrastrukturprojekten, seit kurzem auch im Hochbau. Im Januar 2017 ging ein Erlass des Bundesbauministeriums raus, welcher ab sofort die Prüfung neuer Projekte auf Eignung für das durchgängige digitale Planen und Bauen ab einem Baukostenvolumen von 5 Mio. € vorschreibt. Dadurch sollen Abstimmungsfehler reduziert, Zeit sowie Geld durch weniger Revisionen gespart, Produktivität und Qualität erhöht werden.

Was das genau für die Gebäudetechnik bedeutet, bleibt abzuwarten; genauere Ausführungen des Ministeriums stehen noch aus.  In der Praxis bedeutet die kooperative digitale Planung für den Elektrotechniker, dass das digitale Fachmodell der Elektroinstallation bereits während der Planung virtuell zu anderen Gewerken wie Heizung, Klima, Lüftung, Statik und Architektur in Beziehung gestellt und überprüft werden kann. Dazu werden die einzelnen Fachmodelle in ein einziges digitales Koordinationsmodell eingepflegt und miteinander abgestimmt. Zwecks Kompatibilität der von den verschiedenen Gewerken eingesetzten Software ist ein herstellerunabhängiges Dateiformat notwendig.

Aus diesem Grund wurde das IFC-Format (Industry Foundation Classes) entwickelt. Das IFC-Format beschreibt das Gebäudemodell inklusive all seinen bauphysikalischen und technischen Details. Das schließt die technische Gebäudeausrüstung mit ein. Die einzelnen an der Planung beteiligten Gewerke können unabhängig voneinander planen und ihre Modelle zur Kollisionsprüfung oder Tragwerksplanung ohne Datenverluste per IFC-Format austauschen.

Da das IFC-Format als offener Standard ISO-zertifiziert (16739) ist, ist es unerheblich, welche Software der einzelne Planer einsetzt, solange diese den ISO-Standard bedient. Beim Import in das Koordinationsmodell sind dann alle wichtigen Informationen verfügbar – von der Raumgröße und Wandstärke bis hin zu den Dimensionen, Einstellwerten und allen anderen Kenndaten der installierten Bauteile. Selbst Dokumente, wie Wartungsinformationen und Reparaturhinweise, lassen sich mit den Bauteilen verknüpfen.

Das IFC-Gebäudemodell

Bild 6: Um später korrekte Berechnungen durchzuführen, müssen die Räume (»IfcSpaces«) fehlerfrei angelegt sein
Bild 6: Um später korrekte Berechnungen durchzuführen, müssen die Räume (»IfcSpaces«) fehlerfrei angelegt sein
Um eine IFC-Datei als Basis für die TGA-Planung zu verwenden, steht vor dem Import die Frage, ob das IFC-Gebäudemodell die Grundvoraussetzungen erfüllt. Wichtig ist die Einhaltung der Dateistruktur. Bei korrekten IFC-Dateien ist diese immer gleich: Die Hersteller verschiedener Softwaresysteme haben sich auf den zu übertragenden Inhalt der Dateien abgestimmt, um den funktionalen Datenaustausch zu gewährleisten. Dazu müssen die Informationen hierarchisch angeordnet sein (Bild 4).

Ein Modell besteht aus dem Gelände, dem Gebäude und den Etagen. Sollte die Struktur nicht stimmen, kann das zu einem fehlerhaften Import führen. Zur Prüfung ist es sinnvoll, einen IFC-Modellviewer zu verwenden. In DDS-CAD ist dieser bereits integriert. Mit der linken Maustaste wird die IFC-Datei in die geöffnete DDS-CAD-Oberfläche gezogen und das Modell öffnet sich im Betrachtungsmodus. Das IFC-Gebäudemodell kann jetzt auf seine Struktur geprüft werden, ist aber noch nicht bearbeitbar.

IFC-Objekttypen

Bild 7: Das Gebäudemodell unterstützt die Planung der Elektro­installationen; per IFC exportiert wird nur das Elektrofachmodell
Bild 7: Das Gebäudemodell unterstützt die Planung der Elektro­installationen; per IFC exportiert wird nur das Elektrofachmodell

Für die Planung mit IFC wurden bestimmte Objekttypen definiert (mit englischen Bezeichnungen, z. B. »IfcDoor«, »IfcWindow«, »IfcSlab«). Neben der klaren Struktur des Modells müssen die IFC-Objekttypen richtig gewählt und eingesetzt werden. Die Grafik (Bild 5) zeigt ein Gebäudemodell, in dem der Objekttyp für die Fassadenfenster ausgewählt ist (»IfcPlate«). Alle blau markierten Elemente entsprechen diesem Objekttyp. Durch Klick auf das Augen-Symbol können die Objekttypen beliebig ein- oder ausgeblendet werden und das Gebäude so nach und nach in seine Bestandteile zerlegt werden.

IFC-Rauminformationen

Die für die Planung wichtigsten Bestandteile eines Gebäudemodells sind die Rauminformationen. Diese werden durch Objekttypen »IfcSpaces« dargestellt (Bild 6). Die »IfcSpaces« enthalten die Brutto-­ und Netto-Raumvolumina des Gebäudes. Sie bilden zudem im Modell die Beziehung der Räume zueinander ab. Aus dieser Relation ergeben sich dann Informationen, wie z. B. der Abstand zwischen zwei Räumen.

Import des Modells

Erfüllt die IFC-Modelldatei alle Voraussetzungen, kann diese mit dem Import- und Modellmanager in DDS-CAD als Grundlage für die Elektro­planung eingelesen werden. Damit steht ohne viel Aufwand ein vollständiges, intelligentes 3D-Gebäudemodell zur Verfügung. Während des Import-Vorgangs lassen sich verschiedene Einstellungen vornehmen. Man kann unter anderem gezielt Etagen für den Import auswählen.

Die Informationen aus dem IFC-Modell übertragen wir in die Objektstruktur von DDS-CAD. Bei der späteren Koordination der Fachmodelle, z. B. mit dem Architekten, wird aber das IFC-Gebäudemodell nicht wieder mit dem IFC-Modell der Elektroplanung exportiert (Bild 7). Es dient alleine als virtuelle Planungshilfe. Für den Export wählt man ausschließlich die TGA-Planung. Der Architekt wiederum importiert das TGA-Fachmodell in sein Fachmodell und prüft beispielsweise, ob Kollisionen vorliegen. Somit entsteht eine virtuelle Baustelle, die teuren Fehlern beim realen Bauen zuvorkommt.

Teil 3: CAD-Planung

Über den Autor
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Dieter Funke

Technischer Berater, Data Design System GmbH, Ascheberg

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