Hintergrund

Building Information Modelling (kurz: BIM) ist ein Fach- und Sammelbegriff für digitale Methoden und Werkzeuge, die in der Baubranche verwendet werden. Diese Methoden ermöglichen es auf Grundlage von architektonischen und technischen Daten ein digitales dreidimensionales Modell eines Bauprojektes zu erstellen. Zurzeit werden solche Technologien oft nur in der Planungsphase eingesetzt. Es bestünde jedoch Potential für weitreichende Kosteneinsparungen, wenn sie auch während der Bauausführung und beim Facility Management zum Einsatz kommen würden.

Projektinhalt

Die größten Komplikationen bei der Abwicklung von Bauprojekten treten vor allem während der Bauausführung auf. Die mangelnde Koordination auf der Baustelle oder dass mitunter improvisiert werden muss, sind in vielen Fällen die Folgen einer Arbeitsweise, die sich auf zweidimensionale Pläne und Dokumente in Listenform stützt. Darüber hinaus werden notwendige Anpassungen oder Änderungen oft nur als Handskizze festgehalten oder auf ausgedruckten Plänen eingezeichnet. Es gibt also keine Modelle oder Pläne, die den tatsächlichen Bauzustand akkurat wiedergeben. Ein zentrales dreidimensionales Gebäudemodell, welches stets den aktuellen Baufortschritt abbildet (as-built Modell), wäre aber wünschenswert, weil es Änderungen für alle Beteiligten nachvollziehbar dokumentieren würde. Fehler und Abstimmungsprobleme könnten dadurch reduziert, die Einhaltung von Terminen erleichtert, die Qualität erhöht und letztendlich Kosten einspart werden. Erreichbar wäre ein solches Modell mit Hilfe einer modernen visuellen Datenmodellierung, mit geographisch verorteten Objekten und einem weitgehend automatisierten regelmäßigen Abgleich des Soll-Zustandes mit dem Ist-Zustand in 3D.

Ziele

In diesem Forschungsprojekt wird untersucht, inwieweit mit Hilfe moderner Sensor- und Bildverarbeitungstechnik und intelligenten Methoden der Datenverarbeitung ein umfassendes sich beständig aktualisierendes Gebäudemodell (BIM) realisierbar ist. Die entwickelten Methoden sollen es ermöglichen während der Bauausführung flexibel und schnell auf wechselnde Anforderungen zu reagieren und Anpassungen vorzunehmen. Berücksichtigt werden dabei ökonomische, ökologische sowie technische Parameter. Damit ist das Projekt ein wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer Digitalisierung der Bauwirtschaft. Die vorrangigen Ziele sind

• digitale Gebäudemodelle zu erstellen, die den aktuellen Zustand auf der Baustelle widerspiegeln und den Baufortschritt und die Qualität der Durchführung erfassbar machen.
• eine Methode zu entwickeln, die es vereinfacht die Veränderungen am Gebäude an der Schnittstelle zwischen Planung, Errichtung und Gebäudemanagement zu dokumentieren.
• eine Echtzeit-Verortung (Tracking) von Objekten und Gegenständen über mobile Sensorsysteme  voranzutreiben. Dafür sollen 3D-Bildverarbeitungstechniken eingesetzt werden, die es überflüssig machen künstliche Marker an den Gegenständen anzubringen.
• durch die eingesetzte Technik Abläufe zu automatisieren und den Aufwand, den eine bildliche Dokumentation gebäudetechnischer Installationen mit sich bringt, zu reduzieren.

Methodik

Der Fokus der Fachhochschule St.Pölten liegt darauf grundlegende Methoden zu entwickeln, um Objekte in 3D-Daten zu identifizieren und ihre Position im Raum zu bestimmen. Dafür wird aus dem Datenmaterial, welches die Sensoren liefern, Farb- (Rot-Grün-Blau Farbkanäle), Textur- und auch Tiefeninformation, die über optische Abstandsmessungen (LIDAR sowie SLAM) ermittelt wird, verwendet. Die Projektleitung von der TU Wien setzt ihre Schwerpunkte auf Positionsbestimmung und Kartierung (SLAM Tracking), kümmert sich um die Hardwareintegration, die 3D Rekonstruktion und den Abgleich zwischen Geometrie und dem BIM Modell. Der Firmenpartner ist vorwiegend mit der Anforderungsanalyse und der Evaluation betraut und liefert die notwendigen Daten für das Projekt.

Ergebnis

Die im Projekt entwickelten Methoden und Werkzeuge sollen den Soll-Ist Abgleich bei der Durchführung von Bauvorhaben erleichtern. Mit Hilfe von modernen Sensorsystemen und intelligenten Methoden der Bildverarbeitung werden Objekte automatisiert verortet und damit der Baufortschritt im Modell immer auf den aktuellen Stand gebracht. Den Verantwortungsträgern ist damit ein Instrumentarium in die Hand gegeben, das flexible und schnelle Anpassungen ermöglicht und darin unterstützt zu besseren Entscheidungen – auch unter Einbeziehung von ökonomischen, ökologischen und technischen Parametern – zu kommen.