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IFC-Workflow in Revit

Fluchst Du noch oder arbeitest Du schon?

Mit den aktuellen liNear Solutions 20.03 sind auf vielfachen Kundenwunsch deutliche Ver­besserungen für den TGA-­­Workflow auf Basis von IFC-Architekturen dazu gekommen. Am Beispiel einer ARCHICAD-Unter­lage zeigen wir die wichtigsten Schritte auf dem Weg zu einer normgerechten Auslegung.


Was kann IFC leisten und was nicht?
Beschäftigt man sich mit Workflows auf Basis der Industrie ­Foundation Classes (IFC), muss man eine Sache verstehen, um mit realistischen Erwartungen zu starten: Die IFC spezifizieren zum jetzigen Zeitpunkt kein universelles Austauschformat für Gebäudemodelle in dem Sinne, dass der Anwender praktisch die freie Wahl der Autorenplattform hat. Man kann also nicht erwarten, ein Gebäude in ARCHICAD zu modellieren, dieses dann in Allplan weiter anzupassen, um es schließlich zur Weiterverarbeitung in Autodesk Revit zu laden. Solch ein Workflow funktioniert schon bei marktüblichen Textverarbeitungen nur eingeschränkt, warum sollte man also erwarten, dass es mit komplexen parametrisch konstruierten Bauwerken reibungslos funktionieren kann? Davon abgesehen sollte man sich im Rahmen eines integralen Planungsvorhabens natürlich auch die Frage nach dem Sinn stellen. Empfängt man eine IFC-Datei, dann empfängt man in der Regel auch die Arbeit von jemand anderem. Dieser ist verantwortlich für Änderungen und sollte sie in der ursprünglichen Plattform vornehmen.

Selbst einige der Macher von IFC ziehen den Vergleich zu einer PDF, welcher durchaus passend gewählt ist. Die PDF hat den Anspruch, optisch korrekt auszusehen und den Empfänger mit den nötigen Informationen zu versorgen. Sie hat jedoch nicht den Anspruch, in ihrer Grundstruktur wieder bearbeitbar zu sein. Hier hängt man bestenfalls noch Seiten an, markiert Passagen oder kommentiert die vorliegenden Informationen. Will man strukturelle Veränderungen durchführen, dann muss man dies entweder im ursprünglichen Modell machen oder sich auf Einiges an manueller Arbeit einstellen.

Gut, IFC ist also kein Austauschformat zur weiteren Bearbeitung. ­Wofür aber eignet sich IFC nun, wo sind die Fallstricke im TGA-Workflow und wie kann man damit umgehen?

Wie bereits angedeutet, eignet sich IFC sehr gut, um einen Planungsstand eines (Teil-)Modells einzufrieren und zu dokumentieren. Bei einer Ausgabe in eine IFC-Datei wird das parametrische Gebäudemodell aus der Autorensoftware in eine einheitliche geometrische Repräsentation überführt. Zusätzlich werden vorab definierte Datensätze an die verschiedenen Gebäudeelemente angehängt. Über diese Elemente sind die Daten eindeutig identifizierbar und lassen sich im weiteren Prozess filtern, zusammenführen und weiter anreichern. So lange die Kennzeichnung (IfcGuid) eines Bauteils nicht verändert wird, findet es auch jeder Teilnehmer des Planungsvorhabens wieder, was nicht zuletzt eine Voraussetzung für Technologien wie das BIM Collaboration Format (BCF) darstellt. Insbesondere ist es aber auch bei der Arbeit mit einem Koordinationswerkzeug im Wesentlichen egal, aus welcher Autorenplattform eine IFC stammt, so lange sie sich an die IFC-Spezifikation im Allgemeinen und die vereinbarten Projektstandards im Speziellen hält.

Auch für die Planung technischer Gebäudeausrüstung kann ein IFC-basierter Workflow durchaus vorteilhaft sein, falls der beteiligte Architekt kein Revit einsetzt. Leider gibt es gleich nach der Übergabe des Architekturmodells an den TGA-Fachplaner schon einen ersten Dämpfer, der vorrangig die Analyse der Gebäudegeometrie sowie die Adressierbarkeit der verbauten Bauteile betrifft.

IFC-Dateien öffnen oder verknüpfen?
Die erste Entscheidung muss man direkt zu Beginn treffen: Öffnet man die IFC-Datei in Revit oder verknüpft man sie lediglich? Egal ist das nicht, denn im Hintergrund passieren zwei grundverschiedene Sachen.

Die Möglichkeit eine IFC-Datei zu „öffnen“ (eigentlich eher importieren) klingt zunächst nicht uninteressant, denn schließlich bietet diese anschließend die Möglichkeit, einige Bauteile im Notfall weiterzubearbeiten. So zumindest die Theorie. Allerdings beobachtet man hier im Regelfall solche Probleme, die ähnlich auch auftreten, wenn man in Open Office ein Word-Dokument öffnen will: Mit der eigent­lichen Architektur hat das importierte Modell oftmals nicht viel zu tun. Räume werden nicht korrekt platziert, Bauteile stehen nicht auf der Achse und es geschehen allerlei andere störende Dinge. Nun kursieren seit vielen Jahren Gerüchte, dass der IFC-Import eigentlich kein Problem ist, wenn man nur weiß, wie es geht. Leider war es uns nicht möglich, diesen Aussagen die nötige Substanz zu geben. Wir haben in den vergangenen Jahren mit unzähligen Anwendern im In- und Ausland gesprochen und nie auch nur annähernd einen Workflow ableiten können, der bei nicht-idealisierten Gebäudemodellen funktioniert. Zu vielfältig sind die Exporteinstellungen der Quellplattformen und die Importeinstellung der Zielplattform, als dass man da auch nur ansatzweise einen Blumentopf gewinnen könnte. Es gibt sicher für jeden Anwendungsfall eine Kombination an Import-/Export-Einstellungen, verbunden mit restriktiven Modellierungs-Guide­lines, die nicht ganz so schmerzhafte Nachbearbeitungsaufwände mit sich bringen. Schlussendlich blieb aber bislang vielen Anwendern auf diesem Weg nur zu entscheiden, ob sie für die thermischen Lastberechnungen nun ihr Gebäude gleich neu modellieren oder das importierte Modell mit manueller Nacharbeit auf eigene Bedürfnisse anpassen sollen. Beide Wege stellen den TGA-Planer vor schwer lösbare Probleme, sobald der Architekt im späteren Verlauf noch Änderungen publiziert (Abb. 1). 

Die zweite Möglichkeit, eine IFC-Datei als Unterlage für den weiteren Workflow zu verwenden, ist die Methode, sie lediglich in einem ­Revit-Projekt zu „verknüpfen“. Dieser zertifizierte Weg, eine IFC-­Datei in Revit zu verarbeiten, ist sehr stark an die eigentliche Intention von IFC-Workflows angelehnt und wird als Open-Source-Projekt von Auto­desk entwickelt. Man begreift hierbei das IFC-Modell als eine Unterlage, benötigt also lediglich eine korrekte grafische Repräsentation der Architektur und die damit verbundenen Daten der einzelnen Modellelemente. Dies reicht aus, um Maßbezüge bei der Konstruktion der TGA herzustellen und ermöglicht eine präzise Modellierung der eigenen Planungsaufgabe, deren Resultate man später in der Koordinationsumgebung zusammenführt.

Wo ist der Haken? Nun, schaut man sich eine erfolgreich verknüpfte IFC an, dann erkennt man, dass die verknüpften Bauteile zwar entsprechend klassifiziert sind (z. B. als Wand, Fenster usw.), jedoch keine vollständige Revit-Parametrik mehr in sich bergen. Die resultierenden Bauteile haben zwar die Kategorien Wand oder Fenster und sehen auch so aus, verhalten sich aber nicht mehr so. Die Folge ist, dass sie von den meisten Werkzeugen nicht korrekt verarbeitet werden können, so z. B. auch vom Revit-eigenen gbXML-Modellexport und vielen Lösungen für die Schlitz- und Durchbruchsplanung (Abb. 2).
 

Bei großen Projekten kommt noch ein weiterer Aspekt hinzu, der die IFC-Verknüpfung kompliziert macht. Die IFC-Spaces werden in Revit statt als richtige „Räume“ oder „MEP-Räume“ als „Allgemeine Modelle“ repräsentiert, die sich nicht für die Weiterverwendung im TGA-Workflow eignen. Mit Bordmitteln hat man also kaum eine Chance, auf Basis einer in Revit verknüpften IFC eine thermische Lastberechnung durchzuführen, um die technischen Anlagen zu dimensionieren. Die einzige Alternative stellen bislang tabellarische Eingaben oder grafische Werkzeuge dar, in denen sich eine IFC-Architektur manuell für eine Berechnung erfassen lässt. Dieser Prozess ist aufwendig, fehleranfällig und lässt sich nur schwer in effiziente Planungsprozesse integrieren, da nach erfolgter Berechnung die gewonnenen Erkenntnisse wieder mühsam in das TGA-Teilmodell übertragen werden müssen. Dies ist schon in einer Iteration mühsam und wird bei anstehenden Änderungen zu einer unerträglichen Sisyphus-Arbeit. Es ist also höchste Zeit hier umzudenken.

Die Entwicklungsabteilung von liNear hat aus diesem Grund lange getüftelt, um herauszufinden, wie man zukünftig die bewährten Workflows auch für verknüpfte IFC-Modelle ermöglichen kann. Am Beispiel einer ARCHICAD-Architektur wollen wir demonstrieren, wie Sie als TGA-Fachplaner mithilfe von liNear-Software auf der Revit-Plattform die Brücke zwischen verschiedenen Plattformen schlagen können.

Walkthrough: 
Von einer IFC-Architektur zu einer Heizlast

Im Folgenden möchten wir die Berechnung einer Heizlast auf Basis eines Einfamilienhaus-Modells beschreiben, welches im Format IFC4 vorliegt1. Der generelle Ablauf ist stark verwandt mit dem Workflow auf Basis einer Revit-Architektur, im Detail sind nur wenige Handgriffe anders.

IFC-Klassen zu Revit-Kategorien zuordnen
Wir setzen im Folgenden voraus, dass die Verknüpfung der IFC mit der Standard-Konfiguration durchgeführt wird. Haben Sie spezielle Anforderungen an die Übersetzung von IFC-Klassen und Typen in Revit-Kategorien und Unterkategorien, dann können Sie diese vorher in der IFC-Klassenzuordnung hinterlegen. Da die Lade-/Speicherroutine im Konfigurationsdialog von Revit Probleme mit der Codierung von Umlauten hat, ist es ratsam, diese Anpassungen über einen Texteditor mit der Codierung UTF8 vorzunehmen (Abb. 3).


Info

Zusätzlich zu der vorgegebenen Standardkonfiguration kann es, je nach Exporteinstellungen des Architektur-Autorensystems, ratsam sein, eigene Anpassungen, z. B. an den Zuordnungen für Beläge (IfcCovering) und Rohdecken (IfcSlab) vorzunehmen, damit es beim Import weniger Probleme gibt. Weisen Sie diesen IFC-Typen eine passende Revit-Kategorie zu (z. B. IfcSlab.FLOOR könnte man auf die Kategorie „Geschossdecke“ umleiten). Eine Übersicht über vordefinierte Typen und deren Bedeutung entnehmen Sie der IFC-Spezifikation2. Details zur Konfiguration der IFC-Schnittstelle in Revit finden Sie im Revit IFC-Handbuch von Autodesk3.


IFC-Datei in Revit verknüpfen
Bevor wir die IFC-Datei verknüpfen, stellen wir anhand eines IFC-Viewers sicher, dass die Bauteile in unserem Gebäude von der exportierenden Autorenlösung korrekt klassifiziert wurden und weitgehend kollisionsfrei sind. Weiterhin benötigen wir Räume in Form von IfcSpace-Elementen, um das Modell komfortabel nach Revit übernehmen zu können. Trifft eine dieser Vorbedingungen nicht zu, dann stimmen Sie bitte zunächst die Anforderungen mit Ihrem Architekten ab. Je nachdem müssen möglicherweise noch Export-Klassifizierungen, Ausgabefilter und Eigenschaften für die Geometrieerzeugung an Ihre Bedürfnisse angepasst werden (Abb. 4).  

Wir starten mit einem neuen Revit-Projekt auf Basis der liNear-Vorlage (oder einer anderen geeigneten TGA-Vorlage). Anschließend öffnen wir den Dialog „Verknüpfungen verwalten“ in Revit und klicken auf den zweiten Reiter mit Namen „IFC“. Dort fügen wir eine Verknüpfung auf das gewünschte IFC-Projekt hinzu. Im Hintergrund generiert Revit nun automatisch eine Datei mit der Endung „.ifc.rvt“. Diese Datei beinhaltet ein Revit-Modell, das eine Repräsentation der in der IFC hinterlegten Geometrien und Attribute bietet. Erwähnenswert ist hierbei der Umstand, dass das generierte Modell sich zwar in Revit öffnen und teilweise auch modifizieren lässt, eine umfassende Bearbeitung aber nicht möglich ist. Elemente wie Wände, Fenster, Türen usw. sind in diesem Modell zwar korrekt kategorisiert, lassen sich aber nicht mehr mit den üblichen Revit-Werkzeugen wie z. B. dem Familien- oder Skizzen-Editor bearbeiten  (Abb. 5).

Ist der Import erfolgt, dann sehen Sie nach Verlassen des Dialogs das Modell der referenzierten IFC-Datei. Um eine verbesserte Darstellung zu erreichen, empfehlen wir an diesem Punkt die Revit-Kategorie „Allgemeines Modell“ über den Sichtbarkeitsdialog zu verstecken. Dies bewirkt im Regelfall, dass die grafischen Repräsentationen von Räumen (IfcSpace) und Öffnungen (IfcOpeningElement) nicht mehr explizit dargestellt werden. Weiterhin können Sie so einfach mögliche Fehler in der IFC-Klassifizierungstabelle aufdecken: Bei Fehlern würde die Verknüpfungsroutine statt der korrekten Kategorien nämlich „Allgemeine Modelle“ als Notlösung erzeugen, was in den anschließenden Workflows (Heiz-/Kühllastberechnung, Schlitz- und Durchbruchsplanung usw.) zu technischen Problemen führen kann (Abb. 6).

Geschosse importieren
Ein wichtiger Schritt für die weitere Bearbeitung ist nun die Übernahme von Geschossen aus der Referenz in das aktuelle TGA-Projekt. Hierzu bietet sich unsere Geschoss-Tabelle an. Mittels der Funktion „Importieren/Synchronisieren ...“ können Sie die Geschosse aus der IFC importieren (Abb. 7). Markieren Sie alle Geschosse und ersetzen Sie etwaige bestehende Geschosse in Ihrer Vorlage durch die importierten Daten. Fügen Sie zusätzlich eine Hilfsebene oberhalb des Dachgeschosses auf First­höhe ein. Diese hilft Ihnen später bei der Platzierung von MEP-Räumen. Mithilfe unseres Ansichtsmanagers lassen sich nun im Anschluss für die beiden Geschosse Grundrisse erstellen.

MEP-Räume erzeugen
Wechseln Sie in einen der Grundrisse. Sie sehen hier verschiedene Eigenarten des IFC-Imports. Zum einen werden die IfcSpaces, also die Räume in Ihrer IFC, als allgemeine Modelle angelegt und sind somit für die weitere Verwendung im TGA-Workflow unbrauchbar. Um z. B. mit einer Lastberechnung fortfahren zu können, müssen Sie also, ähnlich wie beim Closed-BIM-Workflow, erstmal entsprechende MEP-Räume erzeugen. Dies können Sie mithilfe der Revit-Basisfunktionalität machen oder mit unserem Werkzeug „MEP-Räume erstellen“ (Abb. 8).

Das liNear-Werkzeug hat neben der Voreinstellung korrekter Höhen und der Übernahme von Raum-Namen und Nummern aus der IFC den entscheidenden Vorteil, dass virtuelle Bauteile beachtet werden (siehe z. B. Wohnen/Küche in Abbildung 9) und auf eine korrekte Behandlung von Türsituationen geachtet wird. Weiterhin werden Namen, Nummern und weitere Parameter in diesem Arbeitsgang (optional) mit übernommen.

 

Zur Sicherheit sollten Sie die MEP-Räume auch noch einmal in einem Arbeitsschnitt oder einer dreidimensionalen Ansicht kontrollieren. Klicken Sie die entsprechenden Räume hierzu in unserem Zonierungs-Werkzeug an und stellen Sie sicher, dass das Raumvolumen korrekt dargestellt wird (Abb. 10).


Sollten Sie in Ihrem Grundriss keine korrekten MEP-Raumdarstellungen sehen, stellen Sie unbedingt sicher, dass der Parameter „Höhe für Berechnung“ der jeweiligen Geschossebene auf einen Wert eingestellt ist, bei der die Räume dieses Geschosses ihre maximale Ausdehnung annehmen. In Räumen mit konstantem Querschnitt kann der voreingestellte Wert beibehalten werden, vorausgesetzt die Geschossdecken wurden unterhalb der zugehörigen Geschossebene konstruiert. Ist dies nicht der Fall, z. B. falls der Estrich als eigenstän­diges Element oberhalb der Geschossebene modelliert wurde, korrigieren Sie die Eingabe bitte um eine relative Höhenangabe, die oberhalb der Estrichdicke liegt (Abb. 11).

Parameterübernahme konfigurieren
Ähnlich wie bei dem Zusammenspiel mit Revit-Architektur-Räumen, bietet die liNear-Lösung während oder nach der Erzeugung die Möglichkeit, Daten aus den IfcSpace-Objekten in die entsprechenden MEP-Räume zu übernehmen. Dies ist insbesondere für die Raumbenennung interessant, da wir Raumnamen und -nummern automatisch aus den IFC-Spaces übernehmen können, beispielsweise aus den Parametern „LongNameOverride“ und „IfcName“ (Abb. 12). Über dem Button neben der Einstellung „Weitere Parameter übernehmen“ können Sie außerdem konfigurieren, welche weiteren (gemeinsam genutzten) Parameter Sie in Ihre MEP-Räume übertragen möchten. Hier finden Sie die aus der IFC importierten Parameter­sätze (Abb. 13).

Übernahme in liNear Building und Berechnung der Heizlast
Bei der Übernahme in liNear Building werden im Fall von IFC-Architekturen aktuell noch keine Baustoffeigenschaften aus Wandschichten übernommen. Sind jedoch an Bauteilen (z. B. Fenster/Türen) schon U-Werte hinterlegt, dann kann man den entsprechenden Parameter (z. B. ThermalTransmittance) in der Konfiguration einstellen (Abb. 14). Hier weisen wir allerdings darauf hin, dass sichergestellt werden muss, dass dort an diesem Punkt in der Informations-Lieferkette bereits sinnvolle Werte hinterlegt sind. Kann dies nicht gewährleistet werden, dann sollten Sie den angegebenen Werten nicht vertrauen und stattdessen die Schichtaufbauten bzw. U-Werte im Anschluss einfach in den Projekt-Stammtabellen von liNear Building definieren. 

Der sonstige Workflow unterscheidet sich nicht von der Arbeit mit Revit-Architekturen. Insbesondere können Sie auch bei IFC-basierten Architekturen unsere bidirektionale Anbindung wie gewohnt verwenden, um Daten zwischen den Modellen abzugleichen und die Ergebnisse zu analysieren. Der Suchbefehl („Pipette“-Werkzeug) erlaubt Ihnen, durch die Auswahl von Bauteilen in Revit auf den entsprechenden Modellabschnitt in Building zu navigieren. Umgekehrt erlauben die Befehle „Zoom“ und „Zeigen“ das zu einer Bauteilfläche gehörende Bauteil auch in verknüpften Modellen zu identifizieren. Hierzu bietet sich eine entsprechend auf das Geschoss beschnittene 3D-Arbeitsansicht mit halbtransparenter Schattierung an, bei der die Kategorie „Allgemeines Modell“ ausgeblendet wurde (Abb. 15).

Resümee
Die Neuerungen in liNear Solutions 20.03 bringen deutliche Verbesserungen für die Arbeit mit verknüpften IFC-Architekturen in Revit. Möglich wird dies durch speziell auf diesen Workflow erweiterte Desktop-Funktionalitäten sowie entsprechende Weiterentwicklungen unseres eigenen Building Analyse-Kerns, also des Algorithmus, der ein Gebäudemodell normgerecht in Einzelbauteile für die Lastberechnungen aufteilt. Letzterer wird völlig losgelöst von der Roadmap der unterliegenden Revit-Plattform stetig weiterentwickelt und erlaubt uns, schnell und flexibel auf Ihr Feedback zu reagieren.

Christian Waluga


1 Quelle: Institut für Angewandte Information/Karlsruher Institut für Technologie; 
   www.ifcwiki.org/index.php?title=KIT_IFC_Examples

2  technical.buildingsmart.org/standards/ifc/ifc-schema-specifications/

3  www.autodesk.de/campaigns/inter­operability/ifc-handbuch


Titelgrafik: Good Studio – stock.adobe.com