Formalisierung von Bauvorschriften für die automatisierte Überprüfung von BIM Modellen

Abstract

Pläne und Gebäudemodelle in der Architektur und Bauindustrie werden in weiten Teilen der Welt manuell auf die korrekte Einhaltung der lokalen baulichen Bestimmungen und mögliche Fehler geprüft. Um diesen zeitaufwändigen Prozess zu automatisieren und somit auch zu beschleunigen, ist es notwendig, dass die relevanten baulichen Richtlinien und Bestimmungen nicht nur von Menschen, sondern auch von Computern verstanden und überprüft werden können. Um dies möglich zu machen, bedarf es einer Formalisierung der relevanten Bestimmungen. Im Zuge dieser Arbeit wird zum einen darauf eingegangen, wie eine solche Formalisierung von Baurichtlinien in Bezug auf Maschinenlesbarkeit aussehen kann, und welche Möglichkeiten bisher erforscht wurden, vergleichbare Rechtstexte für Computer verständlich zu machen. Auch die historische Entwicklung der automatisierten Überprüfung von Plänen und Gebäudemodellen wird dargestellt, um den Fortschritt und Wissenszuwachs in diesem Gebiet in einen Kontext zu setzten. Außerdem werden Beispiele von bereits existierenden Versuchen und Lösungen zur automatisierten Überprüfung auf Konformität mit lokalen Richtlinien aus verschiedenen Ländern und Regionen recherchiert. Beispielhaft werden ausgewählte Paragraphen der österreichischen OIB Richtlinien formalisiert und dann mit Hilfe der Software Solibri Office als Prüfregeln implementiert, um auf die Möglichkeiten einzugehen, wie solche Regeln generell erstellt werden können. Durch die manuelle als auch automatische Überprüfung von Testmodellen mit Hilfe dieser Prüfregeln soll gezeigt werden, wie eine Automatisierung der Konformitätsprüfung in Österreich aussehen könnte und inwieweit diese derzeitig überhaupt möglich ist oder von technischen sowie sprachlichen Faktoren behindert oder erschwert wird.

Plans and building models in the architecture and construction industry are manually checked in many parts of the world for correct compliance with local building regulations and for possible errors. In order to automate and thus accelerate this time-consuming process, it is necessary that the relevant building guidelines and regulations can be understood and verified not only by people but also by computers. In order to make this possible, a formalization of the relevant regulations is necessary. In the course of this work, this thesis deals, on the one hand, with how such a formalization of building regulations can look like in terms of machine readability, and on the other hand, which possibilities have been explored so far to make comparable legal texts understandable for computers. The historical development of automated verification of plans and building models is presented in order to put progress and knowledge growth in this area into context. Furthermore, examples of existing experiments and solutions for automated checks for compliance with local guidelines from different countries and regions are researched. In order to explore the possibilities and challenges of creating code-checking rules, selected paragraphs of the Austrian OIB guidelines are formalized and then implemented as test rules using the software Solibri Office. The manual and automatic verification of test models supported by these test rules shows how automated conformity testing in Austria could look like and to what extent this is currently feasible or limited by technical and linguistic factors.