"BIM in der TGA" mit SOLAR-COMPUTER

Praxis-erprobte BIM-Lösungen mit SOLAR-COMPUTER

BIM ist für SOLAR-COMUTER kein Neuland! Schon seit Firmengründung vor gut 40 Jahren gehört das Verbinden von Architektur mit Rechenanwendungen für Bauphysik und TGA zum Software-Entwicklungskonzept von SOLAR-COMPUTER. Schritt für Schritt entstanden durchgängige und gewerkübergreifende Lösungen. Treibende Kraft war damals der Wunsch nach ganzheitlicher Gebäudemodellierung zur energetischen Gebäude- und TGA-Anlagen-Optimierung ("green building"). Mit "BIM" steht heute die Effizienz von Planungsabläufen im Fokus der Diskussion und bedingt Software-Funktionalitäten, die weitgehend auch Software-Lösungen zur energetischen Optimierung benötigen. Im modularen SOLAR-COMPUTER-Software-Konzept sind diese schon lange realisiert und ergeben die praxis-erprobten heutigen BIM-Lösungen. Schon seit 2014 berichtet SOLAR-COMPTER ausführlich darüber in der Fachpresse, u. a. im AUTOCAD&Inventor-Magazin.

Intelligenter Modell-Kern

Kern des Software-Konzeptes ist ein SOLAR-COMPUTER-spezifisches berechnungs-relevantes physikalisches Gebäude- und TGA-Modell, das unabhängig von Normen, Richtlinien, gesetzlichen Bestimmungen oder anderen Regelwerken ist. Jedes der insgesamt ca. 25 Berechnungsprogramme (Module) enthält diesen Kern und ermöglicht damit optionale nutzbare Durchgängigkeit zwischen den einzelnen Programmen und entsprechenden Gewerken. Darauf aufbauend verfügt jedes Programm über seine spezifische Ausprägung hinsichtlich Konformität mit Regelwerken (DIN, VDI, GEG, etc.) sowie Unterstützung von BIM-Standards (IFC, Revit, AutoCAD, TRICAD, etc.) und Industrie-Konventionen (VDI 3805, etc.).

Integriert arbeiten

Am Beispiel des SOLAR-COMPUTER-Berechnungsprogramms "Heizlastberechnung nach DIN EN 12831-1" sei dies erläutert: Das Programm lässt sich am Arbeitsplatz des Revit-Anwenders direkt in der Revit-Oberfläche integrieren und dort anwenden; die bidirektionale Verbindung erfolgt über das SOLAR-COMPUTER-Tool "GBIS". Vor dem Start der Heizlast-Berechnung führt das Tool automatisch eine Projektprüfung durch; im Fall berechnungs-relevanter Unstimmigkeiten (z. B. unvollständige Raumumschließungen) erscheinen diese in Form eines Reports, der im Revit-Modell zunächst abzuarbeiten ist; ansonsten generiert GBIS das SOLAR-COMPUTER-Berechnungs-Modell, setzt Standards für ggf. noch fehlende Parameter (Bauteil-Zuordnungen, Randbedingungen), startet die Berechnung mit Ermittlung aller Gesamt- und Teil-Ergebnisse in wahlweise aufrufbaren tabellarischen oder grafischen Darstellungen. Die Integration bewirkt, dass Revit- und SOLAR-COMPUTER-Gebäudemodell immer aufeinander abgestimmt sind; dabei wird das Revit-Modell in Form von GBIS-Eigenschaften um spezifische Daten der Anwendung (z. B. Heizlast-Berechnung) ergänzt; dies gilt auch im Fall von manuellen Anpassungen der Eigenschafts-Werte oder der Bauteilzuordnung mit Hilfe des "Bauteil-Managers".

Integration in dezentrale Arbeitsstrukturen

Wie vor beschrieben, arbeitet der Planer"integriert" in seinem eigenen Revit-Modell. Dies muss er sich jedoch zuvor als lokale Kopie aus dem zentralen Modell abgeleitet haben, z. B. durch Kopieren im Anwender-Netzwerk, aus der Cloud oder mittels VPN. Umgekehrt muss er nach Abschluss seiner Planungsaufgabe (z. B. Heizlastberechnung DIN EN 12831-1) sein Revit-Modell inkl. der darin erzeugten Rechenergebnisse und ggf. angepasste Parameter dem zentralen Modell wieder zuführen. Die Integration von Arbeits-Prozessen verschiedener Planer im Unternehmen (ggf. im Homeoffice) sowie externer Spezialisten in eine vorgegebene BIM-Arbeitsstruktur ist damit gegeben.

Gesetzes- und Norm-konforme Gebäude-Berechnungen

Neben der Heizlastberechnung nach DIN EN 12831-1 lassen sich auch für alle weiteren Gebäude-Berechnungs-Programme Raum- und Gebäude-Eckdaten aus dem Revit-Modell ableiten: Kühllast nach VDI 2078 / 6007, Energiebedarf (therm. Gebäudesimulation) nach VDI 2067-10 / 6007, Nachweise nach Gebäudeenergiegesetz GEG / DIN V 18599, Sommerlicher Wärmeschutz nach DIN 4108-2 (Simulation) sowie Wohnungslüftung nach DIN 1946-6 / 18017-3. Sämtliche Programme unterstützen den aktuellen Stand der Gesetzgebung und Normung, insbesondere das seit 1.11.2020 gültige Gebäudeenergiegesetz (GEG). Wo Software-Validierungs-Möglichkeiten definiert sind, erfüllt SOLAR-COMPUTER diese und schafft Anwendern gegenüber dadurch zusätzliche Rechts- und Planungs-Sicherheit; dies betrifft Kühllast, Energiebedarf, sommerlichen Wärmeschutz mittels Simulation, DIN V 18599 sowie alle Beispiele zur Wohnungslüftung.

IFC-Modelle für Gebäudeberechnungen

Im Fall, dass einem Planer die Architektur nicht als Revit-Modell sondern als ein anderes Zeichenmodell in Form einer IFC-Datei ("openBIM") vorliegt, lässt sich auch diese zum Ableiten von Raum- und Gebäudedaten für SOLAR-COMPUTER-Berechnungen nutzen. Bei Vorhandensein von Revit kann der Planer die IFC-Import-Funktion von Revit nutzen, um weiter, wie oben beschrieben, integriert zu arbeiten; alternativ kann der Planer das SOLAR-COMPUTER-Tool "Raumtool 3D" zum Einlesen von Raum- und Gebäude-Geometriedaten verwenden. Aus den eingelesenen Daten kann er ein für Berechnungsanwendungen geeignetes 3D-Gebäudemodell rekonstruieren, dieses visualisieren, auf Berechnungs-Tauglichkeit prüfen und ggf. vorhandene Zeichenfehler oder Unstimmigkeiten in der CAD-Oberfläche des Raumtools 3D beheben. Bei erfolgreich durchlaufenem Prüfalgorithmus generiert Raumtool 3D SOLAR-COMPUTER-Projektdaten für autarke Berechnungen.

Neues Modul: IFC-Manager

"Berechnungs-taugliche" IFC-Modelle sind Voraussetzung für einen effizienten Workflow von der IFC-Datei in die Gebäude- und TGA-Berechnungen. Wie mehr oder weniger berechnungs-tauglich eine IFC-Datei ist, hängt u. a. von den IFC-Objekt-Klassen ab, die der Architekt in seiner Zeichnung verwendet. Verwendet er z. B. für eine Wand nicht die für Berechnungs-Anwendungen sinnvollen IFC-Wand-Klassen "WALL*" sondern "PROXY-ELEMENT" für 3D-Objekte aller Art (Möbel, etc.), fehlen der TGA-Anwendungs-Software entscheidende Unterscheidungsmerkmale zur Wand-Erkennung. Umgekehrt benötigt keine Gebäude- und TGA-Berechnung ein IFC-Element "WALL*", wenn es sich um eine Sanitär-Trennwand handelt. Aufwändige Nacharbeiten im IFC-Modell sind erforderlich, um es berechnungs-tauglich zu machen. Abhilfe schafft hier das neue SOLAR-COMPUTER-Modul: IFC-Manager, der aus Praxiserfahrung und Gesprächen mit vielen Anwendern geboren wurde. Das neue SOLAR-COMPUTER-Tool ist im Prinzip eine mit automatisierten Prüf- und Fehlerkorrektur-Algorithmen ausgestattete Konvertier-Software, die aus mehr oder weniger "berechnungs-tauglichen" IFC-Dateien solche herstellt, die sich arbeits-effizient zum Anschließen integrierter Planungsabläufe eignen, wie oben beschrieben.

Heizung, Klima, Lüftung, Sanitär in BIM-Projekten

Alle Objekte der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) befinden sich innerhalb des Gebäudes und haben daher mindestens einen Ortsbezug zum BIM-Modell. Andere Bezüge sind komplizierter und ergeben sich teils erst indirekt; so bestimmen z. B. die Größen von Fenstern zunächst nur den Wert der berechneten Raum-Heizlast und erst indirekt daraus die Größe oder Bauart eines Heizkörpers. Beides hängt noch von den U-Werten der Raumumschließung ab, die mitunter noch geändert werden müssen, wenn sich nach Festlegung aller Gebäude- und Nutzungs-Eigenschaften beim Prüfen gemäß neuem Gebäuedeenergiegesetz (GEG) herausstellt, dass Nachweise nicht erfüllt werden und Umplanungen notwendig machen. So vielschichtig die Anforderungen an den Planer sind, so BIM-effizient sind auch die Funktionalitäten in den modularen SOLAR-COMPUTER-Programmen für die TGA-Anlagenplanung. Dies betrifft den Verbund der TGA-Anlagen-Objekte mit dem Gebäudemodell ebenso wie die Integration der Rechenanwendung in die Zeichenanwendung (z. B. Trinkwasserinstallation nach DIN 1988-300), aber auch umgekehrt das automatisierte rechnerische Generieren von Standard-Heizflächen-Objekten aus geometrischen Raum-Eckdaten und Heizlast. Insgesamt gibt es im modularen System der SOLAR-COMPUTER-TGA-Anlagen-Software Rechenanwendungen für Heizkörper, Fußbodenheizungen, Kühldecken, Heizungs-/Kühlungs-Rohrnetzen, Trinkwasserinstallation, Entwässerungsnetze, Luftkanalnetze hinsichtlich Druckverlust, Abgleich und Aufmaß.

Neutrale und produktspezifische TGA-Objekte im BIM-Prozess

Zum Lieferumfang von Revit gehört ein universell verwendbarer Datensatz von Familien für TGA-Objekte aller Gewerke. Bei integrierter Anwendung werden diese automatisch mit ebenfalls neutralen TGA-Objekten eines SOLAR-COMPUTER-Datensatzes mit Standard-Parametern für Berechnung und Auslegung verknüpft; numerische Rechenergebnisse (z. B. sich einstellende Druckverluste) werden dank Integration ins BIM-Modell eingepflegt. Spätestens zum Zeitpunkt der Ausführungsplanung reicht dies nicht mehr, wenn die Planung eine produktspezifische Auslegung und genaue Rechenergebnisse verlangt. Abhilfe bieten hier zentrale Daten-Austauschfunktionen innerhalb der SOLAR-COMPUTER-Software, die in der Berechnung die neutralen TGA-Objekte gegen produktspezifische Daten aus VDI 3805-Datensätzen der TGA-Produkt-Hersteller austauschen. Fabrikat- und Produktbezeichnungen sowie numerische Berechnungs-Ergebnisse werden ins Revit-Modell rückgeschrieben und dienen dort zur Anpassung der Zeichnungs-Beschriftung sowie Projekt-Dokumentation. Unabhängig von Revit werden im Markt zunehmend auch "BIM-zertifizierte Revit-Familien" für die TGA angeboten, z. B. von Auxalia (Revit projectBOX), Plandata, BUILDing360 oder TGA-Herstellern (z. B. +GF+, Uponor, Herz). Die Zertifizierung garantiert die automatische Durchgängkeit mit SOLAR-COMPUTER-Rechenanwendungen.

Fazit

BIM-Lösungen mit SOLAR-COMPUTER-Berechnungen für Gebäude und TGA-Anlagen zeichnen sich durch einen hohen Entwicklungsstand aus, der sich aus einschlägiger Sachkenntnis des Planungsgeschehens für Gebäude- und TGA-Anlagen sowie Jahrzehnte Erfahrung mit Softwareentwicklung und Kundenbetreuung herleitet. Die Software kommt hauptsächlich im DACH-Markt, vereinzelt auch weltweit zum Einsatz, und ist in deutscher und englischer Sprache lieferbar. Zeitgemäß bietet SOLAR-COMPUTER Interessenten und Anwendern gegenüber ein breites Online-Spektrum an Informations- und Schulungs-Möglichkeiten an, u. a. Online-Messen (seit 2015), Online-Seminar-Reihen sowie Infos und Tutorials in der Videothek. Näheres siehe www.solar-computer.de.