Building Information Modeling
Technologische Grundlagen und industrielle Praxis
- 2021
- Buch
- Herausgegeben von
- Prof. Dr. André Borrmann
- Prof. Dr. Markus König
- Christian Koch
- Dr. Jakob Beetz
- Buchreihe
- VDI-Buch
- Verlag
- Springer Fachmedien Wiesbaden
Über dieses Buch
Building Information Modeling (BIM) ist eine innovative Technologie, die auf der durchgängigen Verwendung digitaler Bauwerksmodelle für alle Planungs-, Ausführungs- und Betriebsprozesse beruht. Das Buch erläutert ausführlich die informationstechnischen Grundlagen der BIM-Methode und vermittelt dem Leser fundiertes Wissen zu allen wesentlichen Aspekten. Die stark überarbeitete zweite Auflage geht ausführlich auf neuste Entwicklungen, u. a. im Bereich der Ausarbeitungsgrade, der BIM-Rollen und der Standardisierung ein und gibt einen vertieften Einblick in die erfolgreiche Einführung von BIM bei namhaften Auftraggebern, Planungsbüros und Bauunternehmen.
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Inhaltsverzeichnis
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Frontmatter
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1. Die BIM-Methode im Überblick
André Borrmann, Markus König, Christian Koch, Jakob BeetzDer Beitrag 'Die BIM-Methode im Überblick' untersucht die Digitalisierung im Bauwesen und die Vorteile von Building Information Modeling (BIM). BIM ermöglicht eine durchgängige Nutzung digitaler Bauwerksmodelle über den gesamten Lebenszyklus, von der Planung bis zum Betrieb und Rückbau. Im Vergleich zu traditionellen Zeichnungsmethoden bietet BIM eine konsistente Datenverwaltung und -nutzung, die Fehler reduziert und die Effizienz steigert. Der Text beleuchtet die historische Entwicklung von BIM, internationale Einführungsstrategien und die technischen Herausforderungen bei der Implementierung. Besondere Aufmerksamkeit wird den verschiedenen Anwendungsfällen und den erforderlichen technischen Werkzeugen geschenkt, die für eine erfolgreiche BIM-Nutzung notwendig sind. Zudem werden die notwendigen Vertragsvereinbarungen und die Rolle von Standards wie IFC (Industry Foundation Classes) detailliert erläutert. Der Beitrag bietet somit einen umfassenden Überblick über die aktuellen Entwicklungen und die praktische Anwendung von BIM im Bauwesen.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
ZusammenfassungBuilding Information Modeling (BIM) basiert auf der durchgängigen Nutzung eines digitalen Bauwerksmodells über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks – vom Entwurf, über die Planung und Ausführung bis zum Betrieb. Das Verfahren geht einher mit dem Ziel eines deutlich verbesserten Datenaustauschs und der dadurch erzielbaren Steigerung der Planungseffizienz durch Wegfall der aufwändigen und fehleranfälligen Wiedereingabe von Informationen, welche die konventionellen Arbeitsabläufe dominieren. Das Kapitel beschreibt die zugrunde liegende Motivation zur Nutzung von BIM, stellt Definitionen der grundlegenden Begrifflichkeiten vor und gibt einen Einblick in die wesentlichen Aspekte der BIM-Methodik. Zudem gibt es einen Überblick über den Stand der Einführung der BIM-Methodik weltweit und in Deutschland. -
Technologische Grundlagen
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Frontmatter
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2. Grundlagen der geometrischen Modellierung
André Borrmann, Volker BerkhahnDer Beitrag behandelt die Grundlagen der geometrischen Modellierung im Kontext von Building Information Modeling (BIM). Ein Building Information Model (BIM) umfasst alle relevanten Informationen für die Planung, den Bau und den Betrieb eines Gebäudes, wobei die dreidimensionale Gebäudegeometrie eine zentrale Rolle spielt. Im Gegensatz zur konventionellen Zeichnungsgestützten Planung wird die Planung und Konstruktion direkt am 3D-Modell durchgeführt, was zu konsistenten Plänen und einer Reduktion von Fehlerquellen führt. Neben der reinen geometrischen Modellierung sind semantische Zusatzinformationen erforderlich, um normgerechte Pläne zu generieren. Das 3D-Modell ermöglicht Kollisionsanalysen, präzise Mengenermittlung und den Anschluss von Berechnungs- und Simulationsverfahren. Der Beitrag unterscheidet zwischen expliziten und impliziten Verfahren zur Geometriebeschreibung, wobei die Boundary Representation (BRep) und die Constructive Solid Geometry (CSG) als wichtige Methoden vorgestellt werden. Besondere Aufmerksamkeit wird der parametrischen Modellierung geschenkt, die es ermöglicht, geometrische Modelle flexibel an veränderte Randbedingungen anzupassen. Freiformkurven und -flächen werden als wichtige Werkzeuge für die Modellierung komplexer Bauwerke hervorgehoben. Der Beitrag bietet einen umfassenden Überblick über die verschiedenen Ansätze und Methoden der geometrischen Modellierung und deren Bedeutung für das Building Information Modeling.KI-Generiert
Diese Zusammenfassung des Fachinhalts wurde mit Hilfe von KI generiert.
ZusammenfassungEine der wichtigsten Voraussetzungen für Building Information Modeling ist die Arbeit mit dreidimensionaler Geometrie. Dieses Kapitel geht daher auf die Grundlagen zur Beschreibung von Geometrie im Computer ein. Dabei werden explizite und implizite Verfahren zur Repräsentation von Volumenmodellen ebenso behandelt wie die Grundlagen der parametrischen Modellierung zur Schaffung flexibler, leicht anpassbarer Modelle. Ein weiterer Schwerpunkt des Kapitels liegt auf Freiformkurven und -flächen und der ihnen zugrundeliegenden mathematischen Beschreibung. -
3. Datenmodellierung
Mathias Artus, Christian Koch, Markus KönigDas Kapitel beschäftigt sich mit der Datenmodellierung im Bauwesen und der Bedeutung semantischer Informationen in digitalen Bauwerksmodellen. Es wird erläutert, warum reine geometrische Daten nicht ausreichen und wie semantische Daten zur umfassenden Beschreibung von Bauwerken beitragen. Verschiedene Modellierungskonzepte wie Entity-Relationship-Diagramme, UML und XML werden vorgestellt und anhand eines Beispiels erläutert. Besondere Aufmerksamkeit wird den Herausforderungen gewidmet, die bei der Modellierung von Bauwerksinformationen auftreten, wie beispielsweise die Bestimmung des richtigen Detaillierungsgrades und die Modellierung unterschiedlicher Sichten auf ein Objekt. Abschließend werden Strategien zur Bewältigung dieser Herausforderungen diskutiert.KI-Generiert
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ZusammenfassungZur umfassenden digitalen Modellierung eines Bauwerks sind neben geometrischen Eigenschaften auch semantische Informationen erforderlich. Hierzu zählen beispielsweise Angaben zum Herstellungsverfahren, zu Baustoffen und Materialen, sowie zu Nutzungseigenschaften von Räumen. Zur Beschreibung und Strukturierung dieser Informationen werden verschiedene Methoden verwendet. Dieses Kapitel erläutert in Vorbereitung auf nachfolgende Kapitel Konzepte und Notationen zur Datenmodellierung, wie zum Beispiel Entitäten und Objekte, Entitätstypen und Klassen, Attribute, Beziehungen und Assoziationen, Aggregation und Komposition, sowie Vererbung. Abschließend werden aktuelle und künftige Herausforderungen bei der Modellierung von Bauwerksinformationen zusammengefasst. -
4. Prozessmodellierung
Markus KönigDas Kapitel befasst sich mit der Prozessmodellierung im Kontext der BIM-Methodik. Es wird betont, dass die Betrachtung der Prozesse, bei denen digitale Bauwerksinformationen erstellt, verändert und verwendet werden, ein wichtiger Bestandteil der BIM-Methodik ist. Diese Prozesse werden von verschiedenen Fachplanern und Unternehmen ausgeführt und müssen koordiniert werden. Die Prozesslandschaft umfasst Planungs-, Kommunikations-, Datenaustausch-, Geschäfts-, Controlling-, Ausführungs- und Bewirtschaftungsprozesse. Eine erfolgreiche Einführung von BIM-Technologien erfordert eine systematische und korrekte Beschreibung dieser Prozesse und deren Zusammenspiel. Die dynamische Ergänzung und Änderung von Prozessen ist ebenfalls von Bedeutung. Die Prozessmodellierung im Bauwesen kann unabhängig von der BIM-Methode angewendet werden und wird in vielen Industrie- und Wirtschaftsbereichen bereits erfolgreich eingesetzt. Das Kapitel geht auch auf die Herausforderungen traditioneller, funktional-orientierter Organisationsstrukturen ein und betont die Notwendigkeit einer prozessorientierten Denkweise für eine erfolgreiche BIM-Implementierung. Workflow-Management-Systeme und Modellierungsansätze wie IDEF und BPMN werden vorgestellt, um die Prozesse zu beschreiben und zu automatisieren. Die Bedeutung von transparenten Prozessen für die Qualitätssicherung und Nachvollziehbarkeit wird hervorgehoben. Das Kapitel bietet eine umfassende Einführung in die Grundlagen und Anwendungen der Prozessmodellierung und Workflow-Management im Bauwesen.KI-Generiert
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ZusammenfassungEin wichtiger Bestandteil der BIM-Methodik ist die Betrachtung der Prozesse, bei denen digitale Bauwerksinformationen erstellt, verändert, verwendet und weitergeben werden. Die Planung und Koordination dieser BIM-Prozesse ist unter anderem eine Aufgabe des Gesamtkoordinators. Es muss festgelegt werden, welche Aufgaben von welchen Personen in welcher Reihenfolge bearbeitet werden sollen. Hierbei sind auch die einzelnen Schnittstellen zu spezifizieren. Eine schlanke und transparente Prozessdefinition kann die Einführung der BIM-Methodik unterstützen. Im Rahmen dieses Kapitels wird eine Einführung in die formale Prozessmodellierung gegeben. Hierbei wird insbesondere auf die Modellierungssprachen Integration Definition for Function Modeling (IDEF) und Business Process Model and Notation (BPMN) eingegangen, die heutzutage im Bereich der BIM-Prozessmodellierung am häufigsten angewendet werden. -
5. Software-Interoperabilität im Bauwesen – Hintergrund und Motivation
André Borrmann, Christian KochDer Beitrag untersucht die Bedeutung der Software-Interoperabilität im Bauwesen, insbesondere im Kontext des Building Information Modeling (BIM). Es wird die Notwendigkeit eines einheitlichen Datenaustauschformats hervorgehoben, um die manuelle Neueingabe von Daten zu vermeiden und die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Softwarewerkzeugen zu verbessern. Die Herausforderungen durch die Fragmentierung der Bauindustrie und die Vielfalt der eingesetzten Softwareprodukte werden beleuchtet. Ein zentraler Punkt ist die Einführung des IFC-Datenmodells durch die Organisation buildingSMART, das als Standard für den Datenaustausch im BIM-Kontext dient. Weitere relevante offene Standards und deren Bedeutung für die Umsetzung von Open BIM werden ebenfalls diskutiert. Das Konzept der Linked Data und dessen zunehmende Bedeutung für die Vernetzung von Datenmodellen rundet den Beitrag ab.KI-Generiert
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ZusammenfassungIm Rahmen von Planung, Errichtung und Betrieb eines Bauwerks kommt eine Vielzahl von unterschiedlichen Softwarelösungen zum Einsatz. Um einen möglichst verlustfreien digitalen Datenfluss auf hohem inhaltlichem Niveau im Sinne des BIG-BIM-Ansatzes zu realisieren, ist es notwendig, Interoperabilität zwischen diesen Softwareprodukten herzustellen. Das Kapitel geht auf die spezifischen Randbedingungen ein, die die Bauindustrie von anderen Wirtschaftszweigen unterscheidet. Eine der wichtigsten Konsequenzen hieraus ist, dass nur herstellerneutrale, offene Datenformate die Realisierung von weitreichender und nachhaltiger Interoperabilität gewährleisten können. Das Kapitel gibt einen Überblick über die gebräuchlichsten offenen Formate im breiten Kontext der BIM-Methode. -
6. Industry Foundation Classes – Ein herstellerunabhängiges Datenmodell für den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks
André Borrmann, Jakob Beetz, Christian Koch, Thomas Liebich, Sergej MuhičDas Industry Foundation Classes (IFC) Datenmodell ist ein herstellerunabhängiges Datenmodell, das den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks abdeckt. Es wurde in den späten 1980er Jahren entwickelt, um den Datenaustausch im Bauwesen zu verbessern. Das IFC-Datenmodell basiert auf der STEP-Spezifikation und verwendet die Datenmodellierungssprache EXPRESS. Es ermöglicht die semantische Beschreibung von Bauwerken und deren geometrische Repräsentation. Das Modell ist in mehrere Schichten aufgeteilt, darunter Core Layer, Shared Layer, Domain Layer und Resource Layer. Jede Schicht hat spezifische Aufgaben und enthält verschiedene Entitäten und Beziehungen. Das IFC-Datenmodell wird in verschiedenen Formaten wie SPFF, ifcXML und ifcOWL bereitgestellt und findet breite Anwendung in der Bauindustrie. Es unterstützt die Interoperabilität zwischen verschiedenen Softwareanwendungen und ist ein wesentlicher Bestandteil der BIM-Strategie. Das Datenmodell wird kontinuierlich weiterentwickelt, um den Anforderungen der Bauindustrie gerecht zu werden.KI-Generiert
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ZusammenfassungMit den Industry Foundation Classes (IFC) steht ein umfassendes und standardisiertes Datenformat für den herstellerneutralen Austausch von digitalen Bauwerksmodellen zur Verfügung. Es bildet damit eine wesentliche Grundlage für die Umsetzung von Big Open BIM. Das Kapitel beschreibt ausführlich den Aufbau des IFC-Datenmodells und geht im Detail auf die darin umgesetzten Ansätze zur semantischen und geometrischen Beschreibung eines Bauwerks und seiner Bauteile ein. Zudem werden die gebräuchlichsten Encodings für IFC-Instanzdaten STEP Part 21, ifcXML, RDF und IFC-JSON vorgestellt und die Möglichkeiten und Einschränkungen des IFC-Datenmodells in seiner aktuellen Form diskutiert. -
7. Prozessbasierte Definition von Modellinhalten
Jakob Beetz, André Borrmann, Matthias WeiseDas Kapitel beschäftigt sich mit der prozessbasierten Definition von Modellinhalten in BIM-Modellen, die im Laufe eines Projektes erstellt werden. Es wird gezeigt, wie durch die Festlegung von Anforderungen an Bauteile, Rollen und Aufgaben der Beteiligten die Komplexität der Modelle reduziert werden kann. Besonders hervorgehoben wird die Methode der Information Delivery Manuals (IDM) und Model View Definitions (MVD), die von buildingSMART entwickelt wurde. Diese Methode ermöglicht eine standardisierte Vereinbarung über den Modellinhalt und reduziert Interpretationsspielräume. Durch die Fokussierung auf bestimmte Anwendungsbereiche wird die Implementierung vereinfacht und die Qualität der ausgetauschten Daten erhöht. Das Kapitel schließt mit einer Zusammenfassung der Vorteile und der zukünftigen Entwicklungen in diesem Bereich.KI-Generiert
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ZusammenfassungÜber den gesamten Lebenszyklus von Bauwerken hinweg sind multi-disziplinäre Gruppen von Experten in Prozessen eingebunden, die eines ständigen Austausches von Informationen bedürfen. Hierfür müssen verlässliche, gut strukturierte und maschinenlesbare Prozesse und Anforderungen an den Informationsaustausch spezifiziert und formalisiert werden.. Für eine sinnvolle Nutzung im Rahmen von Planungsprozesses ist jedoch darüber hinaus festzulegen, welche Informationen von wem wann welchem Projektbeteiligten wie zur Verfügung gestellt werden sollen. Hierzu wurde von buildingSMART die Methode Information Delivery Manual (IDM) entwickelt, die vorsieht, die Datenaustauschprozesse mithilfe einer grafischen Notation zu beschreiben, um daraus Anforderungen hinsichtlich der auszutauschenden Modellinhalte (Exchange Requirements) abzuleiten. Das Datenmodell Industry Foundation Classes (IFC) stellt einen umfassenden herstellerneutralen Standard zur Beschreibung von digitalen Bauwerksmodellen zur Verfügung. Dabei handelt es sich jedoch zunächst nur um eine Datenstruktur, die je nach Anforderung mit unterschiedlichen Daten gefüllt werden muss. Die technische Umsetzung dieser Anforderungen wird mit einer Model View Definition (MVD) realisiert, die genau festlegt, welche Entitäten und Attribute des IFC-Modell verwendet werden dürfen bzw. müssen. Das Kapitel beschreibt im Detail die Herangehensweise der IDM und die Funktionsweise von MVD. -
8. Ausarbeitungsgrade von BIM-Modellen
Jimmy Abualdenien, André Borrmann, Markus KönigDas Kapitel beleuchtet die Bedeutung der Ausarbeitungsgrade von BIM-Modellen in der konventionellen Planung und Ausführung von Bauprojekten. Historisch wurden diese Grade durch den Planmaßstab bestimmt, während digitale Bauwerksmodelle keine Maßstäbe kennen und daher andere Konzepte wie das Level of Development (LOD) erfordern. Das LOD-Konzept unterscheidet sich vom Level of Detail (LoD) durch die Berücksichtigung der Informationsreife und Zuverlässigkeit der Modellinformationen. Das Kapitel erläutert die verschiedenen LOD-Stufen und deren Anwendung in der Praxis, sowie die Unterschiede und Gemeinsamkeiten zu anderen internationalen Konzepten und Standards. Besonders interessant ist die Darstellung der spezifischen Anforderungen und Definitionen in verschiedenen Ländern und Branchen, sowie die Herausforderungen und Lösungsansätze bei der Vereinbarung von Modellinhalten und -beschaffenheit in BIM-Projekten.KI-Generiert
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ZusammenfassungDer Entwurf und die Planung von Bauwerken ist ein fortschreitender Prozess, bei dem zunächst vage und grobe Informationen sukzessive weiter ausgearbeitet werden und an Bestimmtheit, Genauigkeit, Detailliertheit und Zuverlässigkeit gewinnen. In der konventionellen Planung, bei der technische Zeichnungen das wesentliche Mittel der Informationsweitergabe bilden, wird der Ausarbeitungsgrad im Wesentlichen über den Planmaßstab festgelegt. Da digitale Bauwerksmodelle keine Maßstäbe kennen, müssen Detaillierungs- und Ausarbeitungsgrade in BIM-Projekten auf andere Weise spezifiziert werden. Hierzu hat sich international das Konzept des Level of Development (LOD) etabliert, das Vorgaben für die geometrische Detaillierung (Level of Geometry) und die alphanumerische Attributierung (Level of Information) von Modellen umfasst. Neben den LOD-Konzepten verschiedener Organisationen und Auftraggeber in Deutschland wird in diesem Kapitel der europäische Standard Level of Information Needs (LOIN) vorgestellt, der ein einheitliches Rahmenwerk für die Spezifikation von LODs vorgibt. Schließlich werden verschiedene technologische Lösungen für das zentrale Management von Objekttypen und Merkmalen diskutiert. -
9. Zertifizierung von BIM-Software
Rasso SteinmannDer Fachtext beleuchtet die Ziele und den Prozess der Software-Zertifizierung durch buildingSMART, insbesondere die Entwicklung und Anwendung des IFC-Datenformats. Die Zertifizierung soll die Qualität der BIM-Software sichern und den Anwendern Orientierung bieten. Der Text beschreibt die verschiedenen Versionen der Zertifizierung, die Weiterentwicklung der Testmethoden und die Nutzung von mvdXML zur Automatisierung. Besondere Aufmerksamkeit wird der Herausforderung gewidmet, ein hohes Qualitätsniveau zu gewährleisten und die Erwartungen der Anwender zu erfüllen. Die Zertifizierung wird als entscheidende Grundlage für den erfolgreichen Datenaustausch in BIM-Prozessen dargestellt, wobei auch die Modellierungsqualität der BIM-Daten eine wichtige Rolle spielt.KI-Generiert
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ZusammenfassungEin wichtiger Datenstandard zum Austausch von Daten zwischen BIM-Software ist IFC – Industry Foundation Classes, der von buildingSMART entwickelt wird. Die IFC-Schnittstellen von BIM-Software sollte zur Sicherstellung eines möglichst hohen Qualitätsniveaus von unabhängiger Seite überprüft und zertifiziert werden. building SMART hat ein entsprechendes Verfahren entwickelt und implementiert. In diesem Kapitel werden die Ziele dieser Zertifizierung, unterschiedliche Erwartungshaltungen daran, das Verfahren sowie die Bedeutung im Gesamtprozess BIM beschrieben. In einem Ausblick werden mögliche künftige weiterführende BIM-Zertifikate (Modellierungsqualität von BIM-Daten, BIM-Kenntnisse, BIM-Prozesse) vorgestellt, die über die Überprüfung der Datenschnittstellen von BIM-Software hinausgehen. -
10. Ordnungssysteme im Bauwesen: Terminologien, Klassifikationen, Taxonomien und Ontologien
Jakob BeetzDas Kapitel untersucht die Bedeutung von Ordnungssystemen im Bauwesen, die seit den Zeiten des römischen Ingenieurs Marcus Vitruvius Pollio eine zentrale Rolle spielen. Es beleuchtet die Entwicklung von Terminologien, Klassifikationen, Taxonomien und Ontologien, die heute unerlässlich sind für die effiziente Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Fachplanern, Produktherstellern und Bauausführenden. Besonders hervorgehoben werden moderne Anwendungen wie das buildingSMART Data Dictionary und die Industry Foundation Classes, die durch maschinenlesbare Formalisierung des Wissens die Automatisierung und Interoperabilität im Bauwesen vorantreiben. Die Integration dieser Systeme in BIM-Modelle und die Nutzung von Semantic Web und Linked Data werden als zukunftsweisende Technologien dargestellt, die die Effizienz und Präzision im Bauwesen weiter steigern.KI-Generiert
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ZusammenfassungOrdnungssysteme sind im Bauwesen ein wichtiges Mittel, um Bedeutungen von Begriffen eindeutig festzulegen und zu strukturieren, damit sie von allen Beteiligten konsistent verwendet werden. In ihrer bewährten Form als Texte und Tabellen sind sie für den Gebrauch von Experten bestimmt, um eindeutige und verbindliche Spezifikationen, Anforderungen und Absprachen über Bauwerke, ihre Bauteile sowie deren Eigenschaften zu erstellen. Für den Einsatz im Kontext von Building Information Modeling können sie in maschinenlesbarer Form zu semantischen Auszeichnung von Modellobjekten verwendet werden und so den Informations- und Datenaustausch weiter harmonisieren. In diesem Kapitel werden die Grundlagen, Anwendungen und technischen Umsetzungen verschiedener Ordnungssysteme vorgestellt und erläutert. -
11. Linked Data im Bauwesen
Jakob Beetz, Pieter Pauwels, Kris McGlinn, Seppo TormäDas Kapitel 'Linked Data im Bauwesen' beleuchtet die Herausforderungen und Lösungen im Bereich der Informationsintegration und -austausch im Bauwesen. Es wird erläutert, wie Linked Data auf den Grundlagen des Semantic Web aufbaut und wie diese Technologie die Interoperabilität zwischen verschiedenen Datenquellen und -modellen verbessert. Besonders wird auf die Anwendung von Linked Data im Bauwesen eingegangen, einschließlich der Verwendung von Ontologien und Vokabularen zur semantischen Anreicherung von Gebäudedaten. Der Text beschreibt auch die Möglichkeiten zur Verknüpfung von Multi-Modellen und die Nutzung von Linked Data in Common Data Environments. Abgerundet wird das Kapitel durch die Darstellung von Anwendungsfällen und die Diskussion über die Vorteile und Herausforderungen der Implementierung von Linked Data im Bauwesen.KI-Generiert
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ZusammenfassungIn diesem Kapitel wird ein Überblick über den aktuellen Stand der Technik, zukünftige Trends und konzeptionelle Grundlagen von Linked Data im Bereich Architektur und Bauwesen gegeben. Nach einer kurzen Einführung in die grundlegenden Konzepte von Linked Data und dem Semantic Web folgen praktische Anwendungen im Bausektor, die die Verwendung von OpenBIM-Standards für den Informationsaustausch und die Erstellung dynamischer Modellerweiterungen mit externen Vokabularen und Datensätzen umfassen. Es wird eine Einführung in die Nutzung der Linked-Data-Standards für domänenspezifische, föderierte Multi-Modelle und die Verwendung etablierter Abfrage- und Schlussfolgerungsmechanismen zur Bewältigung der Herausforderungen der Branche gegeben. Das Kapitel wird mit einer Erörterung der aktuellen Entwicklungen und zukünftigen Trends abgeschlossen. -
12. 3D-Stadtmodellierung: CityGML
Sebastian Ebertshäuser, Thilo Brüggemann, Petra von BothDas Kapitel beleuchtet die Bedeutung von 3D-Stadtmodellierung und die Rolle des CityGML-Standards in diesem Bereich. CityGML ermöglicht eine vereinheitlichte Abbildung urbaner Strukturen und unterstützt vielfältige Anwendungen wie Telematik- und Navigationssysteme sowie Augmented-Reality-Applikationen. Die Standardisierung von CityGML durch das Open Geospatial Consortium (OGC) und seine Integration in internationale Normen wie ISO 191xx werden detailliert beschrieben. Besonders hervorgehoben wird die Flexibilität und Interoperabilität von CityGML, die es zu einem wichtigen Werkzeug für die fachübergreifende Zusammenarbeit macht. Die Entwicklung und Anwendung von CityGML in verschiedenen Kontexten, einschließlich der INSPIRE-Richtlinien der Europäischen Union, zeigen die zunehmende Bedeutung und Akzeptanz dieses Standards in der Geoinformatik und Stadtplanung.KI-Generiert
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ZusammenfassungVirtuelle 3D-Stadtmodelle gewinnen kontinuierlich an Bedeutung und werden bereits heute für vielfältige Anwendungszwecke eingesetzt. Ihr Einsatzspektrum reicht dabei von der einfachen grafischen Visualisierung stadträumlicher Strukturen, über Telematik- und Navigationssysteme, bis hin zu Augmented-Reality-Applikationen sowie komplexen Simulationen im urbanen Kontext. Als offenes und herstellerneutrales Format für die Datenhaltung und den fachübergreifenden Austausch konnte sich der internationale OpenGIS® Datenstandard CityGML etablieren. CityGML erlaubt eine vereinheitlichte Abbildung urbaner Strukturen mittels thematisch klassifizierter Stadtobjekte und beschreibt neben Geometrie, Lage und Aussehen auch dedizierte semantische Eigenschaften sowie topologische Beziehungen. Ferner ermöglicht der Standard die simultane Repräsentation des Abbildungsgegenstands in mehreren logisch aufeinander aufbauenden Detaillierungsgraden. Durch eine konvergente Deklination der stadträumlichen Strukturen vom 2-dimensionalen regionalen Maßstab bis hin zu differenzierten architektonischen 3D-Gebäudemodellen realisiert CityGML zudem auch eine integrative Funktion und verbessert die Interoperabilität zwischen GIS-Applikationen und BIM im Kontext domänenübergreifender Kollaborationen. -
13. BIM-Programmierschnittstellen
Julian Amann, Sebastian Esser, Thomas Krijnen, Jimmy Abualdenien, Cornelius Preidel, André BorrmannDas Kapitel behandelt die verschiedenen Methoden und Verfahren zum Zugriff auf IFC-Daten im Bauwesen. Es wird sowohl auf den Early-Binding-Ansatz eingegangen, bei dem Entitäten des EXPRESS-Schemas in eine Hochsprache abgebildet werden, als auch auf den Late-Binding-Ansatz, der ein generisches, datenmodellunabhängiges Interface verwendet. Darüber hinaus werden XML-basierte IFC-Daten und deren Verarbeitung mittels SAX und DOM erläutert. Visuelle Programmiersprachen und webbasierte Schnittstellen werden ebenfalls thematisiert, um die Nutzung von BIM-Daten zu erleichtern. Besonders interessant sind die praktischen Beispiele und die Diskussion über die Vorteile und Herausforderungen der verschiedenen Ansätze.KI-Generiert
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ZusammenfassungIn diesem Kapitel wird auf die verschiedenen Möglichkeiten zur Programmierung von BIM-Applikationen eingegangen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf der Verarbeitung von Daten im herstellerneutralen Austauschformat Industry Foundation Classes (IFC). In diesem Zusammenhang werden der Zugriff auf Daten im Format STEP Clear Text Encoding erläutert und dabei die Unterschiede zwischen dem Early-Binding- und dem Late-Binding-Ansatz diskutiert. Da für den Austausch von IFC-Daten das Format ifcXML eine zunehmend wichtigere Rolle einnimmt, wird auch auf den Einsatz der entsprechenden Zugriffsvarianten SAX (Simple API for XML) und DOM (Document Object Model) eingegangen. Im Anschluss wird auf verschiedene Geometrierepräsentationen der IFC und deren Interpretation Bezug genommen. Darauffolgend wird die Add-In-Entwicklung behandelt, die es erlaubt, existierende Softwareprodukte an eigene nutzungsspezifische Anforderungen anzupassen. Auch das Thema webbasierte Programmierschnittstellen (REST API) findet in diesem Kapitel Beachtung und es werden neben dem programmiertechnischen Umgang mit IFC-Daten weitere Aspekte des Datenaustauschs in Bauprojekten beleuchtet. In den letzten Abschnitten des Kapitels werden die visuelle Programmierung und die Abbildung der Industry Foundation Classes auf Semantic-Web-Technologien (RDF, SPARQL) betrachtet.
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- Titel
- Building Information Modeling
- Herausgegeben von
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Prof. Dr. André Borrmann
Prof. Dr. Markus König
Christian Koch
Dr. Jakob Beetz
- Copyright-Jahr
- 2021
- Electronic ISBN
- 978-3-658-33361-4
- Print ISBN
- 978-3-658-33360-7
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-658-33361-4
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