Modellbasierte Überprüfung baurechtlicher und bautechnischer Bestimmungen mittels IFC

Abstract

Die Antwort der Bauwirtschaft auf die Digitalisierung heißt eindeutig BIM. Building Information Modelling umfasst den computergestützten und modellbasierten Planungs- und Bauabwicklungsprozess. Nach der digitalen PDF-Einreichung startete die Stadt Wien im Jahr 2020 ein bis Anfang 2023 laufendes, EU-gefördertes F&E-Projekt namens BRISE-Vienna, welches ein openBIM-basiertes Baubewilligungsverfahren zum Ziel hatte. Dabei soll es dem Bauwerber möglich sein, ein Bauantragsmodell im IFC-Format digital einzureichen. Dieses wird unter teilweiser Einbindung eines von der Stadt Wien erstellten Referenz- und Service-Informations-Modells auf Einhaltung baurechtlicher und bautechnischer Bestimmungen überprüft. Grundlage der Modellüberprüfung stellen hier die Überprüfungssoftware Solibri sowie die darin erstellten Prüfregelsätze. Diese bauen sowohl auf Basis-Regelschablonen als auch von Experten des Forschungsbereiches Digitaler Bauprozess der TU Wien im Zuge von BRISE-Vienna programmierten API-Regelschablonen. Im Fokus dieser Diplomarbeit steht die Erstellung von Prüfroutinen im Kontext zur Modellkomplexität des Bauantrag- und Referenzmodells und damit einhergehenden technischen Herausforderungen. Zum besseren Verständnis der Thematik werden einleitend sowohl grundlegende Begriffsbestimmungen rund um das Thema BIM und IFC-Datenformat als auch der Prozess einer openBIM-Einreichung nach BRISE-Vienna nähergebracht. Übergehend zum Hauptteil behandelt die Arbeit die Grundlagen der Prüfroutinen-Erstellung. Insbesondere die Funktionen von Solibri stehen an dieser Stelle im Vordergrund. Darauf aufbauend werden ausgewählte, repräsentative Themenbereiche der baurechtlichen und bautechnischen Überprüfung von Neubauten in Wien kapitelweise abgearbeitet, mit dem Ziel jeweils optimierte Prüfroutinen zu generieren. Im Rahmen dieser Diplomarbeit oder im Zuge des F&E-Projektes erstellte Test-IFC-Modelle werden in Folge unter Anwendung der erarbeiteten Lösungen in Solibri überprüft und die Ergebnisse grafisch dargestellt. Ziel dieser Arbeit ist es, skalierbare Arbeitsprozesse bei der Erstellung von Prüfroutinen nachzuweisen. Diese sollen auf weitere Themenbereiche der baurechtlichen und bautechnischen Überprüfung von IFC-Modellen übertragbar sein, wodurch sie für potentielle Leserinnen und Leser als Grundlage für zukünftige Projekte dienen können. Eine wichtige Erkenntnis ist dabei, dass sich der Großteil der entsprechenden Anforderungen mittels Überprüfung einzelner Bauantragsmodell-Komponenten oder der räumlichen sowie quantitativen Beziehung zwischen einer Quellkomponente des Bauantragsmodells und Zielkomponente des selbigen bzw. des Referenzmodells abwickeln lässt. Als drittes Prinzip wird die abstrakte Überprüfung von komplexen Beziehungen zwischen Modellkomponenten dokumentiert, welches bei spezifischen mehrdimensionalen Überprüfungsanforderungen angewandt wird und in jedem Fall auf eigens von Experten der TU Wien programmierten Solibri-API-Regelschablonen basiert.

The answer of the construction industry to digitization is clearly BIM. Building information modeling includes the computer-assisted and model-based planning and construction process. After the digital PDF submission, the City of Vienna started an EU-funded R&D-project called BRISE-Vienna in 2020, which ran until the beginning of 2023 and aimed at an openBIM-based building permit procedure. It should be possible for the building contractor to digitally submit a building application model in IFC format, which is then checked for compliance with building law and technical regulations, partially incorporating a reference and service information model created by the city of Vienna. The basis for the model check here is the Solibri model-checking software and the rulesets created within it. These are based both on basic rule templates as well as API rule templates programmed by experts from the TU Wien in the course of BRISE-Vienna. The focus of this thesis is the creation of rulesets in the context of the model complexity of the building application and reference model and the associated technical challenges. For a better understanding of the topic, basic definitions of terms like BIM and IFC data format as well as the process of an openBIM submission in the sense of BRISE-Vienna are introduced. Moving on to the main part, the thesis deals with the fundamentals of creating rulesets. In particular, the functions of Solibri are in the foreground at this point. Selected, representative subject areas of the building law inspection of new buildings in Vienna are processed chapter by chapter with the aim of generating optimized solutions. Test IFC models created by the author are checked using the solutions developed in Solibri and the results are displayed graphically. The aim of this thesis is to demonstrate scalable work processes for the creation of rulesets. These should be transferable to other subject areas of the building law and technical review of IFC models, which means that they can also serve as a basis for future projects for potential readers. An important finding is that the majority of the corresponding requirements can be processed by checking individual building application model components or the spatial and quantitative relationship between a source component of the building application model and a comparison component of the same or the reference model. Likewise, as a third principle, the abstract verification of complex relationships between model components is documented, which is applied to specific multidimensional verification requirements and is always based on Solibri API rule templates specially programmed by experts from the TU Wien.