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BIM lernen im BIM-Labor

Im Rahmen des BIM-Labors sollen die Ergebnisse aus den diversen Forschungsprojekten des BIM-Instituts  sowie die aktuellen Entwicklungen zum Thema BIM und RFID in der Praxis über Aus- und Weiterbildungen Studenten und Berufstätigen nahe gebracht werden. In diesem Zusammenhang werden im BIM-Labor unterschiedliche digitale Werkzeuge zur Erfassung von Daten sowie etablierte Softwareprodukte zur Verarbeitung der Daten über den Lebenszyklus eines Bauwerks für definierte Prozesse vorgestellt. Hierzu zählen u.a. auch Werkzeuge wie Laserscanner und Drohnen zur photogrammetrischen Erfassung von Punktwolken und Umwandlung der Punktwolken durch geeignete Softwareprodukte in geometrische Bauwerksdatenmodelle sowie AutoID-Techniken, wie z.B. Barcode oder RFID, zur Erfassung von realen alphanumerischen Bauprozessdaten. Die Daten werden durchgängig erfasst und innerhalb von Virtual Reality- oder Augmented Reality-Systemen sowie 3D-Druck ausgewertet.

Station 1 – AutoID-Theke: BIM und RFID über den Lebenszyklus eines Bauwerks
Die AutoID-Theke zeigt basierend auf der Kennzeichnung von Objekten die Einsatzmöglichkeiten unterschiedlicher Applikationen über den Lebenszyklus von Bauwerken.
Phase 1: Planung und Vergabe mittels BIM: Architekten und Fachplaner erstellen die Planung mittels BIM. Dies führt zu mehrdimensionalen, digitalen Gebäudemodellen, die aus virtuellen Objekten, die den realen Bauelementen entsprechen, zusammengesetzt sind.
Phase 2: Produktion und Logistik mithilfe von RFID: Die RFID-Technik kommt schon während der Produktion zum Einsatz. Der RFID-Tag wird vom Zulieferer mit der Positionsnummer gemäß Werkplanung und ggf. Produktinformationen beschrieben. Durch die Kennzeichnung mit einem RFID-Tag ist das reale Objekt mit den virtuellen Objektdaten des BIM-Modells verknüpft. Von der Auslieferung bis zur Montage auf der Baustelle kann das Objekt nun automatisiert zugeordnet werden. Neben der Materialverfolgung kann die RFID-Technik auch im Personalbereich genutzt werden und z.B. mit Baustellenausweisen die Verantwortung bzw. Zuständigkeiten dokumentieren sowie Zutrittskontrollen, Zeiterfassungssysteme und Werkzeugregistrierungslösungen effizient unterstützen.
Phase 3: Ausführung: Ein weiterer Einsatzbereich der RFID-Technik ist die Steuerung und Optimierung von Bauprozessen. Dazu ist es notwendig, bereits in der Rohbauphase Transponder in alle raumbildenden und tragenden Bauteile einzubauen. Über Funk können während der gesamten Bau- und Nutzungsphase Daten mit dem Transponder ausgetauscht werden.
Phase 4: Abnahme: Der für die Abnahme zuständige Bauherrenvertreter scannt das Bauteil und seinen Ausweis ein. Über eine Auswahlliste kann er die Leistung als mängelfrei abnehmen oder eventuell vorhandene Mängel erfassen. Die Dokumentation dieser erfolgt direkt via mobilem Endgerät (z.B. Tablet) in einem Mängelprotokoll.
Phase 5: Nutzung: In der Nutzungsphase eines Gebäudes lassen sich durch RFID-Technik, verknüpft mit dem bisher stetig ergänzten digitalen Gebäudemodell, eine Vielzahl von Anwendungen realisieren. So beispielsweise im Rahmen von dienstleistungsorientierten Anwendungen, wie der Inventarisierung von Einrichtungsgegenständen oder Bauteilen. Änderungen werden unmittelbar in eine zentrale Datenbank eingefügt und stehen in Echtzeit weiteren Anwendungen zur Verfügung. Die RFID-Technik kann weiterhin als Hilfe zur Verbesserung der Orientierung innerhalb von komplexen Gebäuden genutzt werden, beispielsweise bei Einsätzen der Feuerwehr, Wartungsrundgängen sowie weiteren Gebäudebegehungen.
Phase 5: Nutzungsänderungen, Dokumentation: Steht ein Eigentümerwechsel oder ein Umbau an, kann dank aller vorhandenen Daten schnell ein umfassender Überblick über die Historie und den aktuellen Zustand des Gebäudes erhalten werden. Veränderungen dieser Objekte werden unmittelbar im digitalen Gebäudemodell umgesetzt.
Phase 6: Abbruch: Auch bei Rückbau oder Abbruch ist die RFID-Technik ein hilfreiches Werkzeug: Da der Lebenszyklus des Gebäudes durchgängig dokumentiert wurde, können relevante Informationen abgerufen werden. Dies können z.B. Schadstofflisten, Informationen zum Tragsystem oder verwendete Baustoffe und deren Mengen sein.

Station 2 – Laserscanner
Mittels eines Laserscanners können Bauwerke über Photogrammetrie aufgenommen und als Punktwolke verarbeitet werden. Mittels 3D-Modellierungssoftware können im Anschluss die 3D-Bauwerksdatenmodelle generiert werden. Anwendungen können Laserscanner sein, z.B. in der As-Built-Kontrolle, der Baufortschrittskontrolle, zur Aufnahme von Bauwerksmodellen beim Bauen im Bestand oder als Basis für die Integration der Daten des Betreibens von Bauwerken.

Station 3 – Drohne
Bildaufnahmen können durch eine Kamera oder einen Laserscanner an der Drohne erzeugt und in Punktwolken überführt werden aus denen 3D-Bauwerksdatenmodelle sowie 3D-Geländemodelle erstellt werden. Der Einsatz der Drohne wird für Außenaufnahmen des Geländes oder der Gebäudehülle eingesetzt. Mittlerweile existieren auch bereits Drohnen, die innerhalb des Bauwerks eingesetzt werden.

Station 4 – VR-Anwendung
Virtuell Reality (VR) ist die Darstellung und gleichzeitige Wahrnehmung der Wirklichkeit und physikalischer Eigenschaften in einer in Echtzeit computergenerierten, interaktiven virtuellen Umgebung. Dem Planer bietet VR ein Werkzeug zur höheren Plansicherheit durch eine zusätzliche visuelle Kollisionsprüfung des 3D-Bauwerksmodells.

Station 5 – AR-Anwendung
Augmented Reality (AR) ist die computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung. AR-An-wendungen bieten die Möglichkeit zusätzliche Informationen über ein reales Bauwerk oder Objekt zu visualisieren. Eine mögliche Anwendung ist z.B. das Einblenden der Leitungsführung bei bereits geschlossenen Wänden oder Straßen.

Station 6 – 3D-Druck
3D-Drucker ermöglichen das »Ausdrucken« von Objekten aller Art. Mittels eines 3D-Druckers werden aus einem virtuellen 3D-Modell reale Objekte erschaffen. Hierbei werden die Objekte Schicht für Schicht aufgebaut.

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