MepClasses – Passgenaue Klassifizierung für TGA-Komponenten

„Sag mir, wer Du bist. Dann weiß ich, wonach ich Dich fragen kann.“

So oder so ähnlich funktionieren Programme, die Daten aus BIM-Modellen analysieren können. Und im Idealfall wissen all die unterschiedlichen Elemente durch eindeutig zugeordnete Elementklassen, was sie genau sind. So kann der Flächenheizungskreis nach der Kreislänge und dem Rohrdurchmesser gefragt werden, und die Heizkörperarmatur nach ihrer Voreinstellung für den hydraulischen Abgleich.

Nachdem sich die Erstellung von dreidimensionalen Gebäudemodellen mithilfe von Plattformen wie Revit oder AutoCAD in den Planungsbüros etabliert hat, und die Vorteile der 3D-Planung mittlerweile in der Breite in der TGA angekommen sind, stellt sich zunehmend die Frage nach dem „I“ in BIM, also nach den Informationen, die solch ein Modell und seine Elemente tragen könnten bzw. sollten.

Es ist zwar prima, wenn Visualisierungen erzeugt und Kollisionen vermieden werden können, aber ein ganz wesentlicher Aspekt des kollaborativen Arbeitens und der durchgängigen Nutzung von BIM-Modellen ist natürlich die Kopplung von Elementen mit den für unterschiedliche Anwendungen nutzbaren Daten.

Anders als in der Architektur, wo man für relativ wenige Kategorien durch Zählen oder über Materialangaben kombiniert mit Längen-, Flächen- oder Volumenangaben schon sehr viele nützliche Informationen extrahieren kann, profitieren die Elemente in einem TGA-Modell sehr viel weniger von ihren geometrischen Daten. Mit Anschlussdurchmesser und Einbaulänge kommt man leider nicht sehr weit.

Sie sind vielmehr darauf angewiesen, dass ihnen Daten wie Leistungen, Durchflussmengen, Anwendungsbereiche, etc. als Metadaten mitgegeben werden.

Wo klemmt’s?
Um zu wissen, welche Daten für welche Elemente überhaupt relevant sind, ist als erstes eine möglichst punktgenaue Klassifizierung derselben nötig. Wie Klassifizierungssysteme aufgebaut sein sollten, um auf Basis einer zugewiesenen Klasse darauf schließen zu können, welche Informationen dieses Element liefern kann, das ist alles hinlänglich bekannt. Zumindest in der Theorie.

Was steht also einer Nutzung in der Praxis im Weg?

1. Fehlende eindeutige Identifizierung
Die Revit-Kategorien sind für diese Zwecke nicht geeignet. In AutoCAD fehlt dieser Ansatz für Elemente der TGA gänzlich. Und selbst bei dem wohl bekanntesten Format, den IFC (Industry Foundation Classes), gibt es einige Definitionslücken.

Die Zuweisung einer passenden Elementklasse ist aber nun mal die Voraussetzung für eine passende Attribuierung (s.o.), also dem Zuweisen von Datenfeldern mit Formatangaben.

Und hier liegen die weiteren Hürden:

2. Für alle Elementklassen müssen im Vorfeld Property-Sets definiert werden, d.h. der Satz an Attributen, der relevant ist für das jeweilige Element. 
Reden wir bei Rohrformstücken z.B. von Durchmessern und Widerstandsbeiwerten, so sind es im Falle einer Pumpe dann eher Kurvendaten für den Zusammenhang zwischen Förderhöhe und Fördermenge.

Wenn wir uns nun vergegenwärtigen, dass wir über knapp 200 unterschiedliche Elementklassen nur im Bereich der TGA reden, dann wird schnell klar, wieviel Aufwand hier steckt: Für 200 Elementklassen die Property-Sets zu definieren, und das evtl. sogar gestaffelt nach Planungsphasen (z.B. Vorentwurf, Entwurf, Ausführung), ist machbar, aber scheinbar eine so unattraktive Arbeit, dass sie bisher nicht in nennenswertem Maß in praktische Lösungen gemündet ist.

3. Und wenn die Definition letztendlich nur isoliert für das eigene Planungsbüro erfolgt, dann ist der Vorteil einer durchgängigen Nutzung aller Planungsbeteiligten nicht gegeben.
Natürlich kann man mit manuellem Aufwand oder mit Mapping-Tabellen Elementen ihre Identität zuweisen. Das kann aber nur ein Workaround sein – nicht unser Anspruch. Ansätze hat es schon viele gegeben. Wie das Ganze prinzipiell funktionieren kann, ist schon lange klar. Es mangelt nicht an Konzepten und Beschreibungen, sondern eher an praktischer Umsetzung.

BIM-konformes Arbeiten „by design“
Diese praktischen Hürden waren der Ausgangspunkt unserer Überlegungen bei LINEAR, ein Klassifizierungssystem angelehnt sowohl an die IFC (Funktion) als auch an Kostengruppen (Domäne oder Gewerk) zu definieren, dass den Anforderungen der TGA standhält und mit unseren Lösungen für Revit und AutoCAD direkt eingesetzt werden kann. In Verbindung mit den vordefinierten Property-Sets kann sofort BIM-konform gearbeitet werden, ohne in die Details eintauchen zu müssen.

Dieses System der MepClasses bildet ein gemeinsames Daten-Fundament für alle Module unserer Lösungen, und so können unzählige Daten automatisch schon bei der Modellerstellung oder nach der Berechnung strukturiert und maschinenlesbar zugewiesen und aktuell gehalten werden.

Domain.Function.Class
Die Hierarchie der MepClasses ist immer 3-stufig:

1. Domäne (DOMAIN)
Hierunter sind die unterschiedlichen Themenbereiche zu verstehen:

• AirHandling (Lüftung)
• Electrical (Elektro)
• FireSafety (Brandschutz)
• Gas
• Thermal (Heizen/Kühlen)
• Water (Frischwasser/Entwässerung)
• Other (Andere)
   

2. Funktion (FUNCTION)
In der zweiten Gliederungsebene werden Objekte mit vergleichbaren Funktionen zusammengefasst, wie z.B. in der Domäne Thermal (Heizen/Kühlen), wo Ausdehnungsgefäße und Rückflussverhinderer gleichermaßen unter Safety (Sicherheitseinrichtung) zu finden sind. Die Funktion ist also Safety.

3. Klasse (CLASS)
Hier wird schließlich die Objektklasse definiert, also eine spezifische Ausprägung der FUNCTION. Für die Function Safety könnten das beispielweise Rückflussverhinderer, Ausdehnungsgefäße, Wassermangelsicherungen oder Maximaldruckbegrenzer sein.

Property-Sets
Für jede einzelne Objektklasse steht mit der Installation der LINEAR Solutions gleich ein vordefinierter Eigenschaften-Satz (Property-Set) zur Verfügung. Hier wird konkret umgesetzt, was normalerweise in einer Modellentwicklungsmatrix vereinbart wird, nämlich welche Daten zu welchem Zeitpunkt der Planung erwartet werden.

Und dies wird in den LINEAR Solutions sinnvollerweise inklusive Datentyp (also Ganzzahl, Fließkommawert, Text, etc.) und Wertebereich oder Plausibilitätsprüfung definiert.

Damit kann dann die Qualität der Daten schon während der Eingabe validiert und jederzeit leicht für das gesamte Modell überprüft und korrigiert, bzw. vervollständigt werden.

Ein Gebäudemodell auf diese Weise mit maschinenlesbaren Daten angereichert, ermöglicht unzählige automatisierte Auswertungen.

Beispiele:

• Listen von Regulierventilen mit Einstellwerten
• Listen von Komponenten bestimmter Hersteller
• Listen von Komponenten, deren Wartung in einen bestimmten Zeitraum fällt

Natürlich sind die mitgelieferten Property-Sets als Vorschlag zu sehen. Sie sind jederzeit um eigene Daten erweiterbar und können einzelnen oder mehreren Elementklassen gleichzeitig zugewiesen werden.

Die LINEAR Solutions bieten mit der Version 25.0 einen leistungsfähigen Satz an Funktionen, um das Datenhandling im Modell einfach zu halten, und gleichzeitig die Datenqualität zu erhöhen:

Mit diesen Möglichkeiten in unserer Software erhoffen wir uns eine breitere Nutzung der wertvollen Daten, die im Laufe des Planungsprozesses mit dem Modell erfasst werden.

Gedacht als offenes, frei verwendbares Klassifizierungsschema speziell für den Bereich der Gebäudetechnik, laden wir Content-Ersteller wie auch vor- und nachgeschaltete Nutzer solcher Daten ein, die MepClasses praktisch zu nutzen, um mitzuhelfen, den nächsten wichtigen Schritt auf dem Weg zur Digitalisierung im Planungsalltag zu etablieren. Bei Revit-Familien reicht es völlig aus, die Elementklasse im Format Domain.Function.Class in einem Shared Parameter vom Typ Text mit Namen MepClassification mitzugeben. Eine einfache Maßnahme mit großer Wirkung für die Anwender.

Wir sind überzeugt, dass wir damit eine gute Basis für eine digitale(re) Zusammenarbeit liefern, und werden in enger Zusammenarbeit mit Ihnen – unseren Kundinnen und Kunden sowie unseren Partner-Firmen – am Thema dranbleiben.