Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung

Forschungsprojekt: Ökobilanzierung und BIM im Nachhaltigen Bauen

Projektsteckbrief

  • Status Abgeschlossen
  • Laufzeit Februar 2019 – Dezember 2019
  • Programm Zukunft Bau

Im Koalitionsvertrag der Bundesregierung ist im Hinblick auf die Digitalisierung auch der verstärkte Einsatz von BIM im Bundeshochbau vorgesehen. Die Nachhaltigkeit und die damit verbundene ökologische Bewertung von Gebäuden hat für die Bundesregierung ebenfalls eine hohe Priorität. Hierbei spielen Zertifizierungssysteme wie das Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB) eine Rolle. Unter Berücksichtigung der Etablierung und Erprobung der Nachhaltigkeitszertifizierung nach BNB und der ohnehin verpflichtenden Anwendung ist deshalb eine Umsetzung unter Berücksichtigung der BIM-Methode die logische Konsequenz.

Projektlaufzeit: Februar 2019 - Dezember 2019

Ausgangslage

BIM ist eine ganzheitliche und kooperative Arbeitsmethode, welche die Digitalisierung des gesamten Bauwerks "von der Wiege bis zur Bahre" ermöglicht und die den unterschiedlichsten Akteuren Perspektiven zur Planung, Analyse, Bau, Betrieb und Optimierung dient. Die Informationstiefe der digitalen Bauwerke wächst durch die Integration der projektspezifischen Daten. Viele Softwarehersteller haben proprietäre BIM-Systeme auf den Markt gebracht, die jedoch aufgrund mangelnder Interoperabilität nicht die universale Lösung für alle Anwendergruppen darstellen.

Seit 1995 entwickelt die Organisation buildingSMART das herstellerunabhängige Open Source-Datenformat Industry Foundation Classes (IFC), welches das Potenzial hat, sich gegenüber den vielen Einzellösungen als Standard durchzusetzen. Durch dieses interoperable Datenformat werden über Softwaregrenzen hinaus Schnittstellen geboten die den Austausch unterschiedlicher Fachdisziplinen auf Basis eines digitalen BIM-Modells erlauben. Das IFC-Datenformat ist flexibel aufgebaut, so dass die Datensätze strukturiert erweitert werden können. Auf Basis dieser IFC-Erweiterungsschemata kann das Datenmodell, bzw. den Objekten oder Eigenschaften Informationsquellen zugewiesen werden und untereinander verknüpft werden. Bislang adressieren die Erweiterungen Materialdaten (z.B. Wärmeleitfähigkeit) und betriebswirtschaftliche Aspekte (Zeit- und Kostenplanungen). Sie eignen sich auch für die Abbildung komplexerer Zusammenhänge (z.B. Ökologie).

Für die ökologische Bewertung von Gebäuden spielen heute vor allen Dingen Zertifizierungssysteme eine Rolle, z.B. das Bewertungssystem Nachhaltiges Bauen (BNB). Als grundlegende Berechnungsmethode für die ökologische Analyse dient hier die Ökobilanzierung (engl. Life Cycle Assessment). Die Umweltwirkungen von Gebäuden sind auf Basis von verifizierten Daten, die das Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat (BMI) kostenlos und qualitätsgeprüft über die ÖKOBAUDAT zur Verfügung stellt, zu ermitteln. Eine Ökobilanz durchzuführen, ist aktuell recht komplex und zeitaufwendig. Energie- und Stoffströme müssen händisch aus 2D-Zeichnungen und Baubeschreibungen entnommen werden. Insbesondere die Technische Gebäudeausrüstung (TGA) wird im Rahmen von Ökobilanzen aufgrund des hohen Aufwands einer detaillierten Betrachtung meist nur vereinfacht und pauschal abgebildet. Das Optimierungspotenzial einer Gebäudeökobilanz als frühzeitiges und iteratives Planungsinstrument kann aktuell so noch nicht vollständig ausgeschöpft werden.

Die ganzheitliche und kooperative Arbeitsmethodik BIM bietet ein hohes Potenzial, die Erstellung von Gebäudeökobilanzen deutlich effizienter zu gestalten. Indem die für die Berechnung notwendigen Informationen früher, strukturierter und einfacher zugänglich sind, wäre eine nahezu voll automatisierte Gebäudeökobilanz zum Beispiel gemäß der Bewertungssystematik des Bewertungssystems Nachhaltiges Bauen (BNB) möglich. Ein ganz essentieller Bestandteil bilden dazu die Ökobilanzdaten, die innerhalb der digitalen Gebäudemodelle abrufbar sein müssten.

Ziel

Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens wurden basierend auf dem Open BIM Standard des IFC-Datenmodells notwendige technische, organisatorische und vertragliche Voraussetzungen und Grundlagen für die Umsetzung der Gebäudeökobilanzierung auf Basis von ÖKOBAUDAT als BIM-Anwendungsfall für zukünftige BIM-Pilotvorhaben des Bundes geschaffen.

Die Untersuchungen orientierten sich stark an dem Ist-Zustand bei der Erstellung einer Gebäudeökobilanz im Rahmen des BNB-Zertifikats. Das bedeutet, es wurde die Gebäudeökobilanz in späten Projektphasen als Grundlage betrachtet, bei der alle notwendigen Informationen auf Materialebene vorhanden sind, um spezifische Datensätze der ÖKOBAUDAT verknüpfen zu können.

Ziel war es, unter den gegebenen technischen Voraussetzungen eine geeignete Anbindungsoption zu definieren, die einen Transfer von ökologischen Informationen aus der ÖKOBAUDAT in das IFC-Datenmodell ermöglicht. Innerhalb der organisatorischen Voraussetzungen, bei denen es galt, die Prozesse mit allen Informationsaustausch-Anforderungen zu definieren, wurden ebenfalls die Abläufe in späten Projektphasen betrachtet. Im Rahmen der vertraglichen Voraussetzungen wurden die Arbeitsergebnisse so aufbereitet, dass sie als Textbausteine in Vertragsgrundlagen integrierbar sind.


Auftragnehmer des Forschungsprojekts war die Technische Hochschule Köln in Zusammenarbeit mit der TMM GROUP GESAMTPLANUNGS GMBH und der Bergischen Universität Wuppertal.

Endbericht

Ökobilanzierung und BIM im Nachhaltigen Bauen Endbericht PDF 2MB Datei ist barrierefrei/ barrierearm Dokumenttyp: Download

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