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BABEDO - Digitale Baubestandsdokumentation
In dem Projekt BABEDO entwickelt das Institut für Informationssysteme und Softwaretechnik (IFIS) der Universität Passau zusammen mit einem Unternehmen aus der Region eine digitale Plattform für die Baubestandsdokumentation. Die Verwaltung und Bewirtschaftung von Gebäuden wie Schulen, kulturelle Einrichtungen, Verwaltungsgebäude, Fertigungs- und Werkstattgebäude oder Lagerhallen erfordert eine detaillierte Dokumentation der vorhandenen Bauwerke, ihrer Struktur, der verwendeten Materialien, der vorhandenen Haustechnik, der Beauftragung und Durchführung von Umbau- und Instandhaltungsarbeiten. Die Digitalisierung der Bestandsdokumentation von Gebäuden wird sowohl für Neubauten als auch für Bestandsbauten immer wichtiger. Sie ermöglicht es in vielen Fällen erst, auf wirtschaftlich vertretbare Weise einen nachhaltigen Betrieb sicherzustellen oder einen wünschenswerten Aus- oder Umbau vorzunehmen. Oft ist eine nachträgliche vollständige oder ergänzende Dokumentation der betroffenen Bestandsgebäude erforderlich. Nach Abschluss von Bau-, Umbau- oder Erhaltungsmaßnahmen ist außerdem eine laufende Aktualisierung der Dokumentation notwendig, um die erzielten Gebäudeeigenschaften auch nachhaltig sicherstellen zu können, beispielsweise im Fall von Reparaturen. Die Bestandsdokumentation für die betreuten Anlagen und Gebäude wird oft von Personen ohne spezifische technische Qualifikation vorgenommen. Es gibt zwar zahlreiche Softwarewerkzeuge und Dienstleister für den Bereich der Bestandsdokumentation. In der Regel werden dabei Ansätze aus dem Facility Management verwendet, die wesentlich auf den mit Hilfe eines CAD-Systems erstellten Plandokumenten und einer strukturierten textuellen Dokumentation basieren. Eine Datenbank-basierte Gebäuderepräsentation mit freien Abfragemöglichkeiten entlang unterschiedlichster Dimensionen und eine Vernetzung mit anderen Wissensquellen ist nicht verbreitet. Nicht wenige Anwender beklagen zudem die hohe Komplexität und den großen Anfangsaufwand, die mit dieser Art der Baudokumentation einhergehen. Im Rahmen des BABEDO Projekts soll eine intuitiv bedienbare Informationsplattform für die Gebäudedokumentation geschaffen werden, die die relevanten Informationen verwalten kann, aber nicht die Komplexität der bisherigen Vorgehensweise aufweist. Die wesentliche technische Innovation des Vorhabens liegt in der Kombination einer graphischen Visualisierung eines Gebäudes mit einer strukturellen Aufschlüsselung des Gebäudes nach Art eines Raumbuches auf der Grundlage moderner Datenbanktechnologie. Die so erhaltene graphisch-strukturelle Repräsentation dient als Ordnungsstruktur für die Zuordnung von Informationen und Dokumenten zu den jeweils passenden Gebäudeteilen oder auch dem Gesamtgebäude. Damit können den Gebäudeteilen beliebige Eigenschaften und Informationen zugeordnet werden, beispielsweise Materialeigenschaften oder die Spezifikation der Glassorte für ein Fenster. Aber auch digitale Dokumente wie Ausschreibungsunterlagen oder eine fotografische Dokumentation der letzten Sanierungsmaßnahme können durch einfaches Drag-and-Drop oder in einem Hintergrundprozess an die passenden Gebäudeteile angehängt werden. Es werden alle gängigen digitalen Formate unterstützt, die sich normalerweise auf dem Rechner darstellen lassen, vom Textdokument über Tabellen und digitale Bilder bis hin zu Videos, Sound oder 3D-Graphiken. Selbst Links zu externen Informationsbeständen können Gebäudeteilen zugeordnet werden. Später wird es dann genügen, gezielt einen Teil des Gebäudes mit einem Mausklick auszuwählen, um beispielsweise alle verfügbaren Informationen über einen bestimmten Gebäudetrakt abzufragen. Dabei kann sowohl die graphische als auch die strukturelle Repräsentation als Bezugspunkt gewählt werden. Die Suche kann durch die Angabe von Zusatzinformationen, beispielsweise des gewünschten Zeitraums, weiter fokussiert werden. Für eine normierte Ablage und Auszeichnung der digitalen Dokumente kann die DIN 276 eingesetzt werden. Eigene Kostengruppen oder Begriffe können dabei flexibel auf den Bedarf der Anwender angepasst werden. Im Bereich der Baudokumentation gewinnt sowohl national als auch international das sog. Building Information Modeling (BIM) als Grundlage für eine einheitliche Gebäudemodellierung stark an Bedeutung (siehe z.B. de.wikipedia.org/wiki/Building_Information_Modeling und www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/DG/digitales-bauen.html). Im Zuge des Projekts werden ein geeignetes internes Speichermodell und eine geeignete Datenintegrationsschicht definiert und realisiert. Ausgangspunkt sind die IFC-Klassen gemäß DIN EN ISO 16739, die das Standardaustauschformat für BIM darstellen. Zu leisten ist hier neben der reinen Speicherung auch die Verbindung der gespeicherten IFC-Modelle mit Dokumenten, Zusatzinformation und semantischen Eigenschaften. Es wird eine IFC-Schnittstelle gemäß DIN EN ISO 16739 für die Übernahme der Daten des Gebäudemodells aus anderen Systemen und den Export in andere Systeme definiert und realisiert. Die Kopplung des visuellen Gebäudemodells mit der strukturellen Repräsentation wird durch die Speicherung der IFC-Daten in einer Datenbank erreicht. Zusätzlich werden alle verfügbaren Informationen inkl. aller Property Sets übernommen und segmentgenau so verortet wie im Ausgangsmodell. Da das Gebäudemodell nach BIM / IFC selbst eine Graph-artige Struktur hat, aber auch relationale Daten und digitale Dokumente gespeichert werden müssen, wird die Datenspeicherungsschicht der entstehenden Software sowohl eine klassische schema-basierte relationale Datenspeicherung als auch eine Datenspeicherung nach Art der aktuellen Graphdatenbanken vorsehen, um beide Datenformen optimal bedienen zu können. Insbesondere die Effizienz der Speicherung und Anfragebearbeitung sowie die Definition und Handhabung verschiedener Segmente des Bauwerksmodells stellen wissenschaftliche Herausforderungen dar, für die im Lauf des Projekts Lösungen entwickelt werden sollen. Das Projekt setzt auf das bereits bestehende digitale Dokumentationssystem „MonArch" auf, das vor allem für kulturell hochrangige Großbauwerke, archäologische Stätten und urbane Situationen geeignet ist und u.a. bei den Nürnberger Stadtkirchen St. Sebald und St. Lorenz sowie in den Kaiserthermen Trier und der Weißenhofsiedlung in Stuttgart - beide zählen zum UNESCO Welterbe - zum Einsatz kommt (Siehe z.B. www.monarch.uni-passau.de/). Die zahlreichen MonArch-Anwendungsprojekte zeigen, dass der MonArch-Ansatz prinzipiell dem Bedarf der Anwender bereits heute sehr nahekommt. Das Projekt BABEDO soll die für die digitale Baubestandsdokumentation notwendigen Erweiterungen entwickeln und erproben. Das Projekt wird vom IFIS-Institut der Universität Passau in Zusammenarbeit mit der Veit Energie Consult GmbH, Waldkirchen, durchgeführt und als Verbundprojekt im Rahmen des FuE-Programms "Informations- und Kommunikationstechnik" des Freistaates Bayern für drei Jahre gefördert.
| Principal Investigator(s) at the University | Prof. Dr. Burkhard Freitag (Institut für Informationssysteme und Softwaretechnologie (IFIS)) |
|---|---|
| Project period | 15.12.2017 - 14.12.2020 |
| Source of funding | BayStMWi - Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie > BayStMWi - Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie - IuK Informations- und Kommunikationstechnik |
| Projektnummer | IUK568/001 |
| Themenfelder | Informatik, Angewandte Informatik, Informatik |
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BABEDO - Digitale Baubestandsdokumentation
In dem Projekt BABEDO entwickelt das Institut für Informationssysteme und Softwaretechnik (IFIS) der Universität Passau zusammen mit einem Unternehmen aus der Region eine digitale Plattform für die Baubestandsdokumentation. Die Verwaltung und Bewirtschaftung von Gebäuden wie Schulen, kulturelle Einrichtungen, Verwaltungsgebäude, Fertigungs- und Werkstattgebäude oder Lagerhallen erfordert eine detaillierte Dokumentation der vorhandenen Bauwerke, ihrer Struktur, der verwendeten Materialien, der vorhandenen Haustechnik, der Beauftragung und Durchführung von Umbau- und Instandhaltungsarbeiten. Die Digitalisierung der Bestandsdokumentation von Gebäuden wird sowohl für Neubauten als auch für Bestandsbauten immer wichtiger. Sie ermöglicht es in vielen Fällen erst, auf wirtschaftlich vertretbare Weise einen nachhaltigen Betrieb sicherzustellen oder einen wünschenswerten Aus- oder Umbau vorzunehmen. Oft ist eine nachträgliche vollständige oder ergänzende Dokumentation der betroffenen Bestandsgebäude erforderlich. Nach Abschluss von Bau-, Umbau- oder Erhaltungsmaßnahmen ist außerdem eine laufende Aktualisierung der Dokumentation notwendig, um die erzielten Gebäudeeigenschaften auch nachhaltig sicherstellen zu können, beispielsweise im Fall von Reparaturen. Die Bestandsdokumentation für die betreuten Anlagen und Gebäude wird oft von Personen ohne spezifische technische Qualifikation vorgenommen. Es gibt zwar zahlreiche Softwarewerkzeuge und Dienstleister für den Bereich der Bestandsdokumentation. In der Regel werden dabei Ansätze aus dem Facility Management verwendet, die wesentlich auf den mit Hilfe eines CAD-Systems erstellten Plandokumenten und einer strukturierten textuellen Dokumentation basieren. Eine Datenbank-basierte Gebäuderepräsentation mit freien Abfragemöglichkeiten entlang unterschiedlichster Dimensionen und eine Vernetzung mit anderen Wissensquellen ist nicht verbreitet. Nicht wenige Anwender beklagen zudem die hohe Komplexität und den großen Anfangsaufwand, die mit dieser Art der Baudokumentation einhergehen. Im Rahmen des BABEDO Projekts soll eine intuitiv bedienbare Informationsplattform für die Gebäudedokumentation geschaffen werden, die die relevanten Informationen verwalten kann, aber nicht die Komplexität der bisherigen Vorgehensweise aufweist. Die wesentliche technische Innovation des Vorhabens liegt in der Kombination einer graphischen Visualisierung eines Gebäudes mit einer strukturellen Aufschlüsselung des Gebäudes nach Art eines Raumbuches auf der Grundlage moderner Datenbanktechnologie. Die so erhaltene graphisch-strukturelle Repräsentation dient als Ordnungsstruktur für die Zuordnung von Informationen und Dokumenten zu den jeweils passenden Gebäudeteilen oder auch dem Gesamtgebäude. Damit können den Gebäudeteilen beliebige Eigenschaften und Informationen zugeordnet werden, beispielsweise Materialeigenschaften oder die Spezifikation der Glassorte für ein Fenster. Aber auch digitale Dokumente wie Ausschreibungsunterlagen oder eine fotografische Dokumentation der letzten Sanierungsmaßnahme können durch einfaches Drag-and-Drop oder in einem Hintergrundprozess an die passenden Gebäudeteile angehängt werden. Es werden alle gängigen digitalen Formate unterstützt, die sich normalerweise auf dem Rechner darstellen lassen, vom Textdokument über Tabellen und digitale Bilder bis hin zu Videos, Sound oder 3D-Graphiken. Selbst Links zu externen Informationsbeständen können Gebäudeteilen zugeordnet werden. Später wird es dann genügen, gezielt einen Teil des Gebäudes mit einem Mausklick auszuwählen, um beispielsweise alle verfügbaren Informationen über einen bestimmten Gebäudetrakt abzufragen. Dabei kann sowohl die graphische als auch die strukturelle Repräsentation als Bezugspunkt gewählt werden. Die Suche kann durch die Angabe von Zusatzinformationen, beispielsweise des gewünschten Zeitraums, weiter fokussiert werden. Für eine normierte Ablage und Auszeichnung der digitalen Dokumente kann die DIN 276 eingesetzt werden. Eigene Kostengruppen oder Begriffe können dabei flexibel auf den Bedarf der Anwender angepasst werden. Im Bereich der Baudokumentation gewinnt sowohl national als auch international das sog. Building Information Modeling (BIM) als Grundlage für eine einheitliche Gebäudemodellierung stark an Bedeutung (siehe z.B. de.wikipedia.org/wiki/Building_Information_Modeling und www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/DG/digitales-bauen.html). Im Zuge des Projekts werden ein geeignetes internes Speichermodell und eine geeignete Datenintegrationsschicht definiert und realisiert. Ausgangspunkt sind die IFC-Klassen gemäß DIN EN ISO 16739, die das Standardaustauschformat für BIM darstellen. Zu leisten ist hier neben der reinen Speicherung auch die Verbindung der gespeicherten IFC-Modelle mit Dokumenten, Zusatzinformation und semantischen Eigenschaften. Es wird eine IFC-Schnittstelle gemäß DIN EN ISO 16739 für die Übernahme der Daten des Gebäudemodells aus anderen Systemen und den Export in andere Systeme definiert und realisiert. Die Kopplung des visuellen Gebäudemodells mit der strukturellen Repräsentation wird durch die Speicherung der IFC-Daten in einer Datenbank erreicht. Zusätzlich werden alle verfügbaren Informationen inkl. aller Property Sets übernommen und segmentgenau so verortet wie im Ausgangsmodell. Da das Gebäudemodell nach BIM / IFC selbst eine Graph-artige Struktur hat, aber auch relationale Daten und digitale Dokumente gespeichert werden müssen, wird die Datenspeicherungsschicht der entstehenden Software sowohl eine klassische schema-basierte relationale Datenspeicherung als auch eine Datenspeicherung nach Art der aktuellen Graphdatenbanken vorsehen, um beide Datenformen optimal bedienen zu können. Insbesondere die Effizienz der Speicherung und Anfragebearbeitung sowie die Definition und Handhabung verschiedener Segmente des Bauwerksmodells stellen wissenschaftliche Herausforderungen dar, für die im Lauf des Projekts Lösungen entwickelt werden sollen. Das Projekt setzt auf das bereits bestehende digitale Dokumentationssystem „MonArch" auf, das vor allem für kulturell hochrangige Großbauwerke, archäologische Stätten und urbane Situationen geeignet ist und u.a. bei den Nürnberger Stadtkirchen St. Sebald und St. Lorenz sowie in den Kaiserthermen Trier und der Weißenhofsiedlung in Stuttgart - beide zählen zum UNESCO Welterbe - zum Einsatz kommt (Siehe z.B. www.monarch.uni-passau.de/). Die zahlreichen MonArch-Anwendungsprojekte zeigen, dass der MonArch-Ansatz prinzipiell dem Bedarf der Anwender bereits heute sehr nahekommt. Das Projekt BABEDO soll die für die digitale Baubestandsdokumentation notwendigen Erweiterungen entwickeln und erproben. Das Projekt wird vom IFIS-Institut der Universität Passau in Zusammenarbeit mit der Veit Energie Consult GmbH, Waldkirchen, durchgeführt und als Verbundprojekt im Rahmen des FuE-Programms "Informations- und Kommunikationstechnik" des Freistaates Bayern für drei Jahre gefördert.
| Principal Investigator(s) at the University | Prof. Dr. Burkhard Freitag (Institut für Informationssysteme und Softwaretechnologie (IFIS)) |
|---|---|
| Project period | 15.12.2017 - 14.12.2020 |
| Source of funding | BayStMWi - Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie > BayStMWi - Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie - IuK Informations- und Kommunikationstechnik |
| Projektnummer | IUK568/001 |
| Themenfelder | Informatik, Angewandte Informatik, Informatik |
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