1. Platz „BIM für das Facility Management durch interaktive Grundrisse und Graph-basiertes Datenmanagement“

Bereich Baubetriebswirtschaft

Das Projekt

Während sich BIM inzwischen immer weiter im Bauwesen etabliert und mit steigendem Erfolg Anwendung findet, sind die Akteure des Gebäudebetriebs zum größten Teil von diesem Fortschritt ausgeschlossen. Die Gründe dafür sind komplex und vielschichtig, liegen jedoch grundsätzlich im tiefgreifenden Unterschied zwischen Bau- und Betriebsphase. Dabei sind die Informationen aus der Phase des Bauens potenziell interessant für den Gebäudebetrieb, welcher schon seit langem mit ineffizienten Prozessen und Herausforderungen des Datenmanagements zu kämpfen hat. Diese Diskrepanz schlägt sich auch in den wenigen existierenden Softwarelösungen im Bereich BIM für das Facility Management nieder. Mit ihren häufig 3D-fokussierten Benutzeroberflächen, räsonieren sie gut mit den Teilnehmern aus der Bauindustrie, treffen jedoch auf Unverständnis bei Nutzern aus dem Gebäudebetrieb. Diese Arbeit schafft einen Anteil, die beschriebene Lücke zwischen Bau- und Betriebsphase weiter zu verringern und präsentiert ein Konzept, das 3D-fokussierte Benutzeroberflächen mit interaktiven 2D-Grundrissen austauscht. Diese Grundrisse sind leicht zu navigieren, stellen nur geringe Anforderungen an mögliche Endgeräte und können zudem mühelos auf Mobilfunkgeräten dargestellt werden. Dabei werden diese direkt aus den digitalen Gebäudemodellen gewonnen und behalten die Verbindung zu allen relevanten semantischen Daten bei, welche in einer Graph-Datenbank gespeichert werden. Graph-Datenbanken eignen sich besonders dafür, die Struktur der unterschiedlichen IFC-Modelle zu speichern und erlauben es, komplexe Abfragen in schneller Ausführung durchzuführen. Inhalte, die durch der Betrachtung in 2D statt 3D verloren gehen, werden zum einen durch fotorealistische, interaktive Panoramen und zum anderen durch raumbasierte 3D-Teilmodelle kompensiert. Letztere werden zu einem früheren Zeitpunkt generiert und beinhalten nicht nur die Information einer einzigen Disziplin, sondern einen Querschnitt an Informationen aus mehreren Disziplinen kommend. Basierend auf den oben genannten Merkmalen wurde eine prototypische Webapplikation erstellt, um sowohl die Umsetzbarkeit als auch die damit einhergehende Effizienz der vorgestellten Methodik zu untersuchen.

Bewertung der Jury

Mit der vorliegenden Arbeit können 3D-Modelle aus dem BIM-Prozess für das Facility Management nutzbar gemacht werden, sodass der Gebäudebetrieb ebenfalls BIM-basiert, beziehungsweise mit den Informationen aus einem BIM-Modell, erfolgen kann. Hierfür werden verschiedene IFC-Teilmodelle ausgelesen und in einer Datenbank gespeichert. Dadurch werden die Informationen auch Dritten gegenüber zugänglich gemacht. Aufgrund der hohen Komplexität von IFC-Modellen wurde eine Graph-Datenbank gewählt, die dafür optimiert ist, solche komplexen Netzwerke zu speichern und dabei Abfragen trotzdem effektiv zu verarbeitet. Hierzu wurde ein webbasierter Prototyp entwickelt. In der Arbeit wurden verschiedene Szenarien durchgespielt, die auch 2D-Pläne generieren können. Die Arbeit bietet einen hohen Praxisbezug und Realisierbarkeit. Die Jury würdigte besonders den fachübergreifenden Ansatz der Arbeit über den gesamten Lebenszyklus, insbesondere der Nutzung der BIM-Modelle für das Facility Management. So wird BIM der Idee gerecht, einen Mehrwert für den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden zu generieren. In der prämierten Arbeit werden die Informationen aus den 3D-Modellen in 2D-Modelle umgewandelt und so nutzbar für das Facility Management. Damit können die Anwender über eine App auf einem mobilen Endgerät die erforderlichen Informationen nutzen, ohne dass ein großer Verbrauch auf mobilen Endgeräten zu verzeichnen ist. Dieser praktische Nutzen wurde ebenfalls von der Jury besonders herausgestellt.

Der Preisträger

Daniel Zibion studierte erst Umweltingenieurwesen, dann Bauingenieurwesen an der Technischen Universität München und interessierte sich schon früh für die computergestützten Aspekte im Bauen. Um seine Kenntnisse in der Programmierung auszubauen, hat er über sein gesamtes Studium Kurse der Informatik in sein Curriculum eingebracht. In 2017 verbrachte Herr Zibion ein Auslandssemester an der Aalto Universität in Helsinki und fand sich mit seinem interdisziplinären Hintergrund sofort wieder. Dort entwickelte er auch ein Interesse für BIM im Facility Management und begann schließlich seine Arbeit bei dem Finnischen Startup VisuaLynk. In Zusammenarbeit mit der Technischen Universität München und der Aalto Universität entwickelte er über den Sommer 2018 die hier eingereichte Arbeit.

Das Besondere am Projekt

Die vorgestellte Arbeit beschäftigt sich mit dem Gebäudebetrieb, der innerhalb der BIM-Betrachtung weiterhin als unterrepräsentiert gilt. Die wenigen Softwarelösungen und Prototypen im Bereich BIM für den Gebäudebetrieb setzen weitestgehend auf 3D-basierte Visualisierungen. Dem steht diese Arbeit entgegen. Der vorgestellte Prototyp arbeitet mit intelligenten 2D-Grundrissen. Diese sind leicht zu navigieren, stellen nur geringe Anforderungen an mögliche Endgeräte und behalten dennoch die Verbindung zu allen relevanten Informationen der Gebäudemodelle bei. Hier kommt eine andere Besonderheit zu tragen. Statt Informationen direkt aus den Dateien zu ziehen, werden diese vorher in Graph-Datenbanken gespeichert. Damit sind diese nicht nur leichter zugänglich, sondern erlauben es auch, komplexe Anfragen zu stellen.