Themenwoche: BIM im CAFM

 

CAFM-NEWS – Building Information Modeling, kurz BIM, und CAFM wachsen zusammen, langsam zwar, aber erste Projekte zeigen bereits, dass und wie erfolgreich die Integration von Daten aus einem Gebäudemodell für die Betriebsphase erfolgen kann. Damit sich dieser Erfolg einstellt, gibt es eine Reihe von Aspekten, die schon zu Beginn eines Projektes beherzigt werden sollten. Dieser Beitrag erläutert ein sinnvolles Vorgehen und zeigt, was professionelle CAFM-Lösungen heute schon leisten können. 

 

Die Bedeutung von BIM

Die BIM^[1]-Methode gewinnt gegenwärtig nicht zuletzt aufgrund des „European Green Deals“^[2] und der damit verbundenen EU-Taxonomie für nachhaltiges Handeln^[3] eine immer größere Bedeutung. Der Gebäudesektor trägt in einem erheblichen Ausmaß zu den globalen CO₂-Emissionen bei^[4].

Das Umweltbundesamt geht davon aus, dass der Gebäudebetrieb etwa 35 % des Energieverbrauchs und 30 % der CO₂-Emissionen in Deutschland verursacht^[5]. Deshalb hat dieser Sektor eine zentrale Bedeutung auf dem Weg zur Klimaneutralität.

Diese zentrale Bedeutung spiegelt sich in den entsprechenden EU-Richtlinien zu Neubauten und zum Betrieb von Gebäuden wider, welche auf absehbare Zeit im jeweiligen nationalen Recht verankert werden. Wichtige Themen, die sich in den Richtlinien finden, sind die Steigerung der Energieeffizienz und die Reduzierung des Ressourcenverbrauchs. Dies betrifft neben Neubauten auch Bestandsgebäude^[6].

Der Handlungsdruck der Modernisierung des Gebäudesektors ist bereits durch die aktuellen Richtlinien gegeben, wird sich in Zukunft aber noch weiter verstärken. Dies wird auch deutlich, wenn man aktuelle politische Debatten zur Wärmewende im Gebäudesektor verfolgt.

Doch wie kommt man als Betreiber beim Thema nachhaltiger Bau und Gebäudebetrieb weiter?

Ein Weg kann über zuverlässige und aktuelle Gebäudedaten führen. Diese können mögliche Handlungsfelder aufzeigen und die Überprüfung der erreichten Fortschritte anhand formaler Kriterien ermöglichen.

 

BIM als Werkzeug für strukturierte Gebäudedaten

Ein Werkzeug, um dies zu erreichen, ist die BIM-Methode, deren ganzheitlicher Ansatz das Ziel hat, zuverlässige Gebäudedaten zu liefern. Die BIM-Methode kommt vor allen Dingen für Neubauten in Frage und ist in Deutschland für Bundesbauten seit Ende 2022 verpflichtend^[7].

BIM bringt verschiedene Auftragnehmer in einen gemeinsamen und strukturierten Prozess und stellt Daten zentral zur Verfügung. Diese Daten werden bereits in der Entwurfs- und Planungsphase strukturiert und liefern so einen Leitfaden für die verschiedenen Akteure, welche am Bau beteiligt sind.

Die Kehrseite der Medaille ist, dass sich aus der Beteiligung verschiedener Akteure eine nicht zu unterschätzende Herausforderung bei der Sicherstellung der Datenqualität der BIM-Modelle ergibt. Diese kann ohne Abstimmungsprozesse und klare Qualitätsstandards sehr heterogen sein, insbesondere, wenn Daten aus dem Bauvorhaben von verschiedenen Auftragnehmern zurück in das BIM-Modell fließen.

Ferner ist wichtig, solche Informationen zu erfassen, die für den Auftraggeber zur Unterstützung seiner Geschäftsprozesse erforderlich sind. Hier benötigt das BIM-Projektteam Vorgaben zur Identifizierung und Standardisierung der entsprechenden Daten durch das Facility Management, welche idealerweise direkt beim Auftraggeber platziert sind.

Eine Hilfestellung für die Aufgabenstellung dieser Rolle liefert die ISO 19650. Dort finden sich Empfehlungen für die Definition der wichtigen Daten mit den daraus entstehenden Informationsanforderungen und dem Management dieser Daten (Austausch, Koordination) in Bezug auf die unterschiedlichen Projektbeteiligten^[8].

 

Das FM – wesentlicher Helfer in BIM-Projekten

Dass dem Facility Management eine wichtige Rolle in der BIM-Methode zukommt, ist mittlerweile bekannt^[9], wird aber in der Praxis häufig nicht entsprechend umgesetzt. Dabei kann das Facility Management einen wichtigen Beitrag zur Definition der BIM-Ziele leisten und auch BIM-Anwendungsfälle an das BIM-Projektteam weitergeben. Diese Zusammenarbeit liefert wichtige Informationen für die Ausarbeitung der Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA), welche die Grundlage für den BIM-Ausführungsplan (BAP) sind.

 

Eine frühe Einbindung des Facility Managements in den BIM-Prozess liefert nicht nur eine Perspektive auf die Betriebsphase des Gebäudes, sondern führt auch zu wichtigen Fragestellungen bzgl. der notwendigen Daten für die zentralen Prozesse des Gebäudebetriebs. Werden diese Daten bereits vorab definiert und entsprechend erfasst, hat der Betreiber einen erheblichen Vorteil, wenn die Daten aus BIM-Modellen ins CAFM übernommen werden.

An dieser Stelle sind Standards von großer Bedeutung, da hier Vorgaben zu Datenstrukturen und Informationstiefe erfasst sind. Im Bereich des Facility Managements ist ein solcher Standard mit CAFM-Connect^[10] vorhanden und kann für die Erfassung von BIM-Daten genutzt werden.

Auch beim Branchenverband GEFMA spielt die Standardisierung von Datenstrukturen und Dateninhalten für das Facility Management eine Rolle und wird aktuell in der Richtlinien-Reihe 480 bearbeitet. Diese wird unter anderem auf grundlegende Datenstrukturen und -inhalte, aber auch auf den BIM2FM-Prozess eingehen.

 

CAFM-Systeme mit Schnittstelle zu BIM-Daten

Professionelle CAFM-Lösungen bieten umfangreiche Möglichkeiten, um auf individuelle Kundenbedürfnisse angepasst zu werden. Dies ist insbesondere für die Integration von Daten aus Gebäudemodellen (CAD-Plänen) relevant, da diese durch das Fehlen von Standards stets individuell ausgeprägt sind.

Idealerweise können CAFM-Systeme auch mit BIM-Daten umgehen. Dabei ist es wichtig, die vollständigen Daten aus BIM-Modellen verarbeiten zu können und diese entweder mit bestehenden CAFM-Daten zu verbinden oder auf Basis der Modelldaten neue CAFM-Objekte zu erzeugen. Mit diesen Fähigkeiten können sowohl Bestands- als auch Neubauten angebunden werden – ganz den Anforderungen der Praxis entsprechend.

Die Datenübernahme von BIM-Daten ins CAFM-System sollte sowohl mehrstufig als auch schrittweise erfolgen, um eine einfache Kontrolle der Ergebnisse sicherzustellen. So kann beispielsweise mit dem Raumbuch gestartet werden und danach mit der Übernahme von Inventar, das sich in diesen Räumen befindet.

Für ein solches Verfahren müssen zunächst alle Daten der BIM-Modelle vollständig im CAFM-System verarbeitet werden. Daten, die nicht für den Betrieb notwendig sind, sollten gefiltert werden. Dies hilft dem Facility Manager, essenzielle Daten von solchen zu trennen, die im CAFM nicht benötigt werden.

 

Erfolgsfaktor Datensparsamkeit

Datensparsamkeit ist ein entscheidender Erfolgsfaktor für die Übernahme von BIM-Modelldaten in die Betriebsphase. Sollte in der Betriebsphase auffallen, dass benötigte Modelldaten bei der Datenübernahme vergessen wurden, bieten moderne CAFM-Systeme die Möglichkeit, diese Daten nachzuliefern. Auch bei einer Aktualisierung von BIM-Modellen kommt dieses Verfahren zum Einsatz.

 

Im nächsten Prozessschritt wird ein Profil für die Datenverknüpfung von BIM-Daten mit CAFM-Daten definiert. Hier muss der Facility Manager entscheiden, welche Objekte aus den Modellen zu welchen Objekten im CAFM gehören. Möglicherweise wird sich dabei herausstellen, dass im BIM-Modell zum Beispiel alle Türen einheitlich als Türen erfasst wurden.

Im Betrieb stellt sich jedoch heraus, dass man zwischen Türen und kraftbetätigten Türen unterscheiden muss. Letztere sind als Anlagen zu betrachten, die mit einem Wartungsprozess verbunden sind. CAFM-Systeme bieten die Möglichkeit, die Modelldaten für das CAFM zu übersetzen und entsprechende Datenobjekte zu ordnen und thematisch zu trennen oder sie zusammenzuführen.

Vor der Verbindung von BIM-Modelldaten zu CAFM-Daten muss auf Datenfeld-Ebene entschieden werden, welche Daten zueinander passen. Diese Entscheidung trifft der Facility Manager nach einer Analyse der vorliegenden Daten. CAFM-Systeme liefern Hilfestellungen, wie beispielsweise die Möglichkeit, BIM-Modelldaten vor der eigentlichen Anbindung an das CAFM grafisch zu betrachten und alphanumerisch auszuwerten. So kann zum Beispiel das Raumbuch, das sich aus den BIM-Daten ergibt, vorab geprüft werden.

 

So klappt die Datenübernahme

Mit diesen Vorarbeiten folgt im letzten Schritt die Datenübernahme vom BIM-Modell in das CAFM-System. Hierbei ist es wichtig, nach Abschluss des Prozesses eine Ergebniskontrolle vorzunehmen. CAFM-Systeme bieten über Protokolle zur Datenübernahme und Auswertungen der CAFM-Objekte die Möglichkeit, das Ergebnis zu prüfen.

Jede Datenübernahme sollte schrittweise erfolgen, um die Komplexität zu reduzieren. So können zum Beispiel erst alle Räume und danach alle Türen übernommen werden. Nach erfolgreicher Kontrolle geht der Facility Manager zur Anbindung des nächsten Objekts über, bis schließlich alle relevanten Daten verbunden sind.

Der Prozessablauf nimmt es bereits vorweg: Das Verfahren der Datenübernahme erfordert eine detailliere Kenntnis des CAFM-Systems und auch der importierten BIM-Modelle. Eine große Herausforderung kann hierbei die Qualität der Daten in den BIM-Modellen sein, denn diese sind zum Teil nicht für das CAFM-System vorbereitet.

Deshalb ist es mit Blick auf die Datenübernahme in das CAFM-System notwendig, den BIM-Prozess aus dieser Perspektive neu zu betrachten. Die Bauphase macht einen sehr kleinen Teil des Gebäudelebenszyklus aus, wohingegen die Betriebsphase mehrere Jahrzehnte umfasst^[11].

 

Möglichkeiten der BIM-Schnittstelle in waveware

Da die Datenqualität nicht immer optimal ist, bieten professionelle CAFM-Systeme wie waveware von Loy & Hutz ein breites Spektrum an Ansätzen für die Datenübernahme und -anbindung. Für den Fall, dass im CAFM-System Datenfelder aus dem BIM-Modell nicht bekannt sind, kann das System so angepasst werden, dass sich die Daten mit ihren entsprechenden Datentypen übernehmen lassen. Der Facility Manager kann das System an die BIM-Datenanbindung anpassen und umgestalten.

Filtermöglichkeiten vereinfachen die Zuweisung von BIM-Objekten zu CAFM-Objekten. So ist es beispielsweise möglich, anhand des Typs einer Tür zu entscheiden, ob diese als Anlage verstanden werden muss oder ob es sich lediglich um eine normale Tür ohne entsprechende Wartungsplanung handelt.

 

Auch lassen sich einzelne Datenfelder aus BIM-Modellen während der CAFM-Datenübernahme umwandeln, so dass zum Beispiel ein Feuermelder mit einer abgekürzten Bezeichnung im CAFM mit einem vollständigen Namen erzeugt wird.

Es ist möglich, schon bei der BIM-Datenübernahme weitere Prozesse auszulösen. Hierzu zählt beispielsweise die Erstellung von Wartungsterminen für bestimmte Anlagen. Welcher Prozess ausgeführt wird, kann vom Facility Manager individuell festgelegt werden.

Auch die grafische Programmierung individueller Prozesse ist möglich. Diese können über das BIM-Modul beim Datenimport ausgeführt werden. Diese Möglichkeiten sind ein Alleinstellungsmerkmal von waveware und bieten insbesondere beim Umgang mit großen und unter Umständen schwierig zu handhabenden, Datenmengen einen praktischen Mehrwert.

Häufig wird in der Praxis mit Modellen verschiedener Gewerke wie Architektur, technische Gebäudeausstattung und Tragwerksplanung gearbeitet, so dass es nicht nur eine einzelne, sondern mehrere BIM-Modelldateien gibt. Für diesen Fall können die Modelle in einer einheitlichen Struktur gebündelt und sog. Disziplinmodelle als gemeinsames Modell verwendet werden. Dies gilt sowohl für die Datenübernahmen, die lediglich ein einheitliches Profil benötigen, als auch für die Visualisierung der Modelle. Hierbei können einzelne Modellsichten gezielt eingeblendet, ausgeblendet oder alle Modelldaten gleichzeitig angezeigt werden.

 

Visuelle Darstellungsmöglichkeiten

Wurden die BIM-Daten in das CAFM-System übertragen und angebunden, werden Modellvisualisierungen automatisch geladen und sind für die entsprechenden Objekte in 3D- und 2D-Ansichten verfügbar. Dies ermöglicht einen völlig neuen Zugang zu CAFM-Daten. So ist zum Beispiel ersichtlich, wo eine Tür eingebaut ist und welche weiteren Objekte in der Umgebung verortet sind.

 

Diese visuelle Komponente wird insbesondere dann interessant, wenn man grafische Auswertungen nutzt, zum Beispiel: “Zeige alle Feuerlöscher in einem bestimmten Flur an.” Die Möglichkeiten sind auch hier vielfältig und reichen von sehr spezifischen Auswertungen mit wenigen Objekten zu stockwerksübergreifenden Visualisierungen. Ein Beispiel hierfür ist die Kolorierung von Räumen nach der Zugehörigkeit zu Abteilungen oder Kostenstellen.

Um die Möglichkeiten von BIM-Modellen im CAFM nutzen zu können, bietet waveware Schnittstellen zu den Dateiformaten IFC2x3 sowie IFC4 und unterstützt damit den Open-BIM-Ansatz. Zudem existiert eine Schnittstelle zu CAFM-Connect, um diesen Datenstandard einzulesen.

Nicht jeder Kunde kann oder möchte mit IFC-Dateien arbeiten und entscheidet sich für den sog. Closed-BIM-Ansatz. Hier bietet waveware die Möglichkeit, BIM-Modelle aus Autodesk Revit einzulesen – sowohl wenn diese offline als Dateien vorliegen als auch über die direkte Anbindung an die Autodesk Construction Cloud. In beiden Fällen sind alle 2D- und 3D-Modellansichten in waveware verfügbar und können beispielsweise für Auswertungen genutzt werden.

Darüber hinaus bietet waveware die Möglichkeit, alphanumerische CAFM-Daten in der BIM-Modellansicht einzublenden. Dies ist sowohl für 2D- als auch 3D-Modellansichten möglich. Ein Beispiel für einen Anwendungsfall dieser Funktionalität ist die Anzeige von Daten aus dem CAFM-Raumbuch im BIM-Modell. Auf diese Weise lässt sich das BIM-Modell optisch mit CAFM-Daten anreichern, um damit eine visuelle Verknüpfung von Betriebsdaten und BIM-Modelldaten zu schaffen.

 

Ausblick: BIM und AIA integrieren

Um den Datenimport aus BIM-Modellen weiter zu vereinfachen, arbeitet Loy & Hutz aktuell mit dem BIM-Beratungsunternehmen AEC3 an einer Schnittstelle zum Produkt BIMQ, einer webbasierten Software zur formalen Erfassung der Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA). Mithilfe dieser Schnittstelle wird es in Zukunft möglich sein entsprechend aufbereitete BIM-Modelle automatisiert mit CAFM-Daten zu verbinden.

Autor: Jörg Wilharm

 

 

Quellenverweise

[1] BIM ist eine Abkürzung für „Building Information Modeling“

[2] https://commission.europa.eu/strategy-and-policy/priorities-2019-2024/european-green-deal_en , abgerufen am 06.06.2023

[3] Vgl.: https://ec.europa.eu/sustainable-finance-taxonomy/ , abgerufen am 06.06.2023

[4] Vgl.: https://ourworldindata.org/grapher/co-emissions-by-sector?time=2010..latest&facet=none , abgerufen am 06.06.2023

[5] Vgl.: https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/energiesparende-gebaeude#gebaude-wichtig-fur-den-klimaschutz , abgerufen am 06.06.2023

[6] Dazu finden sich detaillierte Informationen auf der Übersichtsseite für die Sektorziele für Bau und Immobilien, https://ec.europa.eu/sustainable-finance-taxonomy/sectors/sector/7/view , abgerufen am 06.06.2023

[7] Vgl.: https://www.bmi.bund.de/SharedDocs/downloads/DE/veroeffentlichungen/2021/10/masterplan-bim.pdf , abgerufen am 06.06.2023

[8] Vgl.: Civil engineering in general, https://www.iso.org/ics/93.010/x/p/1/u/0/w/0/d/0 , zuletzt abgerufen am 06.06.2023

[9] Vgl.: Michael May, Markus Krämer, Maik Schlundt (Hrsg.): BIM im Immobilienbetrieb: Anwendung, Implementierung, Digitalisierungstrends und Fallstudien – Springer Verlag 2023, S. 5.

[10] Siehe https://www.cafmring.de/cafm-connect/ , zuletzt abgerufen am 06.06.2023

[11] Vgl.: Michael May, Markus Krämer, Maik Schlundt (Hrsg.): BIM im Immobilienbetrieb: Anwendung, Implementierung, Digitalisierungstrends und Fallstudien – Springer Verlag 2023, S. 4.

Abbildungen: Loy & Hutz