Modelle & Objekte

Alphanumerische Daten bezeichnen im BIM-Kontext alle nicht‑grafischen, text‑ und zahlenbasierten Informationen, die Bauteile, Räume oder andere Objekte eines digitalen Bauwerksmodells beschreiben. Sie ergänzen die geometrische Repräsentation und umfassen u.a. Bezeichnungen, Klassifikationen, Material- und Leistungsmerkmale, Kennziffern, Herstellerangaben sowie Zeit‑ und Kostendaten.

In BIM‑Modellen treten alphanumerische Daten als Attribute, Eigenschaften (Properties) oder Bauteileigenschaften auf, die direkt an Objekte des Modells gebunden sind. Sie bilden zusammen mit der Geometrie die zentrale Informationsbasis eines BIM‑Projekts und müssen geplant, erhoben, strukturiert und in einer gemeinsamen Datenumgebung (CDE) verwaltet werden. Normen wie die DIN EN ISO 19650 fordern, den Umfang und Detailgrad dieser Informationen (Informationsbedarfstiefe, LOI) pro Phase und Anwendungsfall festzulegen, um einen effizienten Informationsaustausch sicherzustellen.

Alphanumerische Daten spielen in allen Leistungsphasen eine Rolle: In der frühen Planung dienen sie z.B. zur funktionalen Beschreibung von Räumen und Bauteilen, in Entwurf und Ausführungsplanung zur technischen Spezifikation (Materialqualitäten, Klassifikationen, Normverweise), in Ausschreibung und Vergabe zur ableitbaren Leistungsverzeichnis‑ und Kostendatenbasis sowie in Bauausführung und Betrieb für Termin‑, Status‑ und FM‑Informationen. Mit standardisierten Merkmalsstrukturen und Merkmalservern (z.B. DIN BIM Cloud, bSDD) lassen sich alphanumerische Daten modellübergreifend einheitlich definieren und automatisiert für Prüfungen, Auswertungen und Übergaben (z.B. IFC‑Export) nutzen.

Praxisbeispiel

In einem BIM‑Modell einer Schule werden für jedes Türelement neben der Geometrie alphanumerische Daten hinterlegt: Türnummer, Nutzungseinheit, Feuerwiderstandsklasse, Schallschutzklasse, Fluchtwegzuordnung, Hersteller, Wartungsintervall und Kostenkennwert. Diese Merkmale werden aus der Modellautorensoftware in ein IFC‑Modell exportiert und dienen anschließend zur automatischen Türliste für die Ausschreibung, zur Kollisions- und Brandschutzprüfung sowie später im CAFM‑System für die Wartungsplanung.

Ein As-built-Modell ist die digitale, geometrische und informationelle Abbildung des tatsächlich errichteten Bauwerks nach Fertigstellung. Es dokumentiert den realen Ausführungszustand eines Gebäudes oder Infrastrukturprojekts inklusive aller relevanten Abweichungen vom Planungs- und Ausführungsmodell und dient damit als verlässliche, aktuelle Grundlage für Betrieb, Instandhaltung und zukünftige Umbaumaßnahmen.

Im BIM-Prozess entsteht das As-built-Modell typischerweise gegen Ende der Ausführungsphase und in der Übergabe an die Nutzungs- und Bewirtschaftungsphase. Während Planungs- und Ausführungsmodelle vorwiegend die beabsichtigte Soll-Situation abbilden, spiegelt das As-built-Modell den tatsächlich gebauten Ist-Zustand wider. Grundlage hierfür können u. a. Baustellendokumentation, Prüfprotokolle, Revisionsunterlagen und Vermessungs- bzw. Scan-Daten (z. B. Laserscanning) sein.

Typische Anwendungsfälle sind das Flächen- und Raummanagement, die technische Betriebsführung (Facility Management, CAFM), die Planung von Instandhaltungs- und Sanierungsmaßnahmen sowie die rechtssichere Dokumentation gegenüber Eigentümern, Betreibern und Behörden. Das As-built-Modell ist damit ein zentrales Informationsobjekt in der Betriebsphase und unterstützt den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks durch konsistente, digital nutzbare Bestandsdaten.

Das As-Planned-Modell bezeichnet im BIM-Kontext das digitale Bauwerksmodell, das den geplanten bzw. idealisierten Soll-Zustand eines Bauwerks bis zum Abschluss der Werk- bzw. Ausführungsplanung abbildet. Es dient als Referenz der ursprünglichen Planung und grenzt sich damit von As-Built- bzw. Bestandsmodellen ab, die den tatsächlich realisierten Zustand dokumentieren.

Im BIM-Prozess entsteht das As-Planned-Modell in der Planungsphase und wird schrittweise bis zur ausführungsreifen Ausprägung verfeinert. Es umfasst das georeferenzierte 3D-Modell, Werk- und Montageplanung, statische Berechnungen, Materialeigenschaften sowie Kosten- und Termininformationen. Häufig wird es als Teilmodell neben As-Built und As-Maintained geführt und bildet den planungsseitigen Baustein einer konsistenten Informationsbasis über den Lebenszyklus.

Praktisch kommt das As-Planned-Modell insbesondere bei 4D- und 5D-Anwendungen zum Einsatz, wenn Bauabläufe und Kosten mit dem Planungsmodell verknüpft werden. So lassen sich Bauzeiten, Bauphasen und Budgets simulieren und später mit dem Baufortschritt vergleichen. Abweichungen zwischen geplantem und ausgeführtem Bauwerk werden dadurch früh erkennbar, Termin- und Kostenrisiken können analysiert und Nachträge besser begründet werden. Ausführende Unternehmen können auf dem Modell aufbauen und eigene Ausführungs- oder Fertigungsmodelle ableiten, die in den Übergang zum As-Built-Modell einfließen.

Praxisbeispiel

Ein Generalplaner erstellt auf Basis eines Bestandsmodells ein As-Planned-Modell für ein Bürogebäude, integriert darin die Werkplanung der Fachplaner (Architektur, Tragwerk, TGA) und verknüpft das Modell mit einem Terminplan (4D). Während der Bauausführung wird der tatsächliche Baufortschritt regelmäßig per Laserscan erfasst und mit dem As-Planned-Modell verglichen, um Terminverzug und geometrische Abweichungen frühzeitig zu erkennen und zu dokumentieren und das Modell zum Abschluss der Bauphase in ein As-Built Modell fortzuschreiben.

Ein Attribut ist eine eindeutig benannte, geometrische oder nicht-geometrische Eigenschaft eines digitalen Bauobjekts, mit der Merkmale wie Abmessungen, Material, Zustand, Nutzung oder Klassifikation strukturiert beschrieben und maschinenlesbar ausgewertet werden können.

Unter Attribuierung versteht man die systematische Anreicherung von BIM-Fachmodellen und deren Objekten mit diesen alphanumerischen Informationen – zusätzlich zur reinen 3D-Geometrie. Fachmodelle (z.B. Tragwerk, TGA, Baugrund) erhalten dabei projekt- und prozessrelevante Attribute zu Abläufen, Termin- und Kostendaten oder Facility-Management-Anforderungen, während jedes Objekt zumindest mit grundlegenden Eigenschaften wie Name, Objektart, Raum- oder Bauteilbezeichnung versehen wird.

Attribute sind ein Kernbestandteil von BIM, weil sie das Modell zur auswertbaren Datenbank machen. Sie spielen in allen Leistungsphasen eine Rolle: in der Planung zur Mengenermittlung, Kostenschätzung und Variantenbewertung, in der Ausführung zur Bauablauf- und Qualitätssteuerung sowie im Betrieb für Instandhaltung und Dokumentation.

Praxisbeispiel

Eine Tür im Architekturmodell erhält neben der Geometrie Attribute wie Feuerwiderstandsklasse, Schallschutz, Hersteller, Kostenkennwert und Klassifikation. Diese Attribute werden in Ausschreibung, Bauausführung, Abrechnung und später im Facility Management genutzt. Anforderungen an solche Tür-Attribute können etwa über Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) oder Informationslieferungs-Spezifikationen (IDS) festgelegt und anschließend modellbasiert geprüft werden.

Basismengen (engl. Base Quantities) sind im IFC‑Standard normierte Mengendefinitionen für BIM‑Objekte, die unabhängig von nationalen oder projektspezifischen Messregeln sind. Sie werden als Brutto‑ und Nettowerte direkt aus der geometrischen Repräsentation eines Elements abgeleitet (z. B. Längen, Flächen, Volumen, Gewichte) und über IfcElementQuantity mit der MethodOfMeasurement = "BaseQuantities" bereitgestellt. Dadurch bilden Basismengen eine international einheitliche Grundlage für Mengenermittlung und Auswertung in IFC‑Modellen.

Im BIM‑Kontext erscheinen Basismengen vor allem in IFC‑Dateien als standardisierte Quantity‑Sets wie „Qto_WallBaseQuantities“, „Qto_WindowBaseQuantities“ oder „Qto_BuildingBaseQuantities“. Diese Sets legen für jeden Objekttyp fest, welche geometrischen Basisgrößen (z. B. Länge, Höhe, Nettofläche, Nettovolumen, Nettogewicht) in welcher Einheit und mit welcher Bedeutung bereitzustellen sind.

Typischerweise werden Basismengen in den Leistungsphasen ab Entwurf über Ausführungsplanung bis zur Ausschreibung und Abrechnung genutzt, da sie eine konsistente, softwareübergreifende Mengenermittlung ermöglichen – unabhängig davon, welches CAD/BIM‑System das Modell erzeugt hat. Viele Autorenwerkzeuge und Viewer können beim IFC‑Export optional Base Quantities generieren und als zusätzliche „Quantity Takeoff“-Sicht bereitstellen, in der etwa für Träger, Stützen, Wände und Decken standardisierte Längen, Flächen, Volumen und Gewichte hinterlegt sind.

Praxisbeispiel

Ein Modellierer exportiert ein Architekturmodell als IFC4 und aktiviert im Exportdialog die Option „Base Quantities“. Der ausgeschriebene Mengenermittler liest die IFC‑Datei in ein AVA‑ oder Kalkulationstool ein und nutzt für die Kostenermittlung ausschließlich die im Set „Qto_WallBaseQuantities“ hinterlegte Nettowandfläche und das Nettovolumen. So werden Mengenergebnisse reproduzierbar und unabhängig von nationalen Messregeln oder der internen Logik der ursprünglichen BIM‑Software.

Ein Baugrundmodell ist ein dreidimensionales, attribuiertes Fachmodell des Untergrunds, das geologische, geotechnische und hydrogeologische Informationen (z.B. Bodenschichten, Kennwerte, Grundwasserstände) räumlich zusammenhängend abbildet und für Setzungs‑, Gründungs‑ und Stabilitätsnachweise im Rahmen des BIM‑Prozesses genutzt wird. Es ergänzt den textlichen geotechnischen Bericht um eine digital auswertbare, modellbasierte Darstellung des Baugrunds.

Im BIM-Kontext wird das Baugrundmodell als eigenes Fachmodell („Fachmodell Baugrund“) geführt, das mit dem Bauwerksmodell und weiteren Fachmodellen (z.B. Verkehrs- oder Infrastrukturanlagen) verknüpft wird. Es bildet die 3D‑Basis für geotechnische Berechnungen und numerische Simulationen, etwa zur Ermittlung von Verformungen des Untergrunds infolge von Bauwerken oder Baugruben, sowie für Grundwassermodellierungen.

Typischerweise entsteht das Baugrundmodell in frühen Leistungsphasen auf Grundlage der Baugrunderkundung und des geotechnischen Gutachtens; seine Aktualisierung begleitet den weiteren Planungs‑, Ausführungs‑ und Betriebsprozess. Für BIM-Projekte wird zunehmend gefordert, dass der Bodengutachter neben dem Gutachten ein 3D‑Baugrundmodell mit strukturierten Attributen zu Bohrprofilen, Schichten und Wasserständen liefert, das in gängige BIM‑Werkzeuge und Austauschformate (z.B. IFC, LandXML) integriert werden kann.

Anwendungsfälle reichen von der Ableitung maßgebender vertikaler Schnitte für geotechnische Nachweise über die Optimierung von Gründungsvarianten bis zur Risikoanalyse (z.B. Setzungsdifferenzen, Baugrubensicherheit) in komplexen innerstädtischen Lagen. Durch die Kopplung mit dem Bauwerksmodell lassen sich Bewegungen des Untergrunds auf konkrete Bauteile projizieren und Massenermittlungen für Erdarbeiten präzisieren.

Praxisbeispiel

Bei der Planung einer innerstädtischen U‑Bahn-Station werden Bohrungen und Sondierungen ausgewertet und in ein 3D‑Baugrundmodell überführt. Daraus werden automatisiert maßgebende Schnitte für die Bemessung der Baugrubenverbauten abgeleitet, Setzungen entlang benachbarter Bestandsgebäude berechnet und verschiedene Gründungsvarianten des Stationsbauwerks im verknüpften BIM‑Gesamtmodell verglichen.

Ein Bauteil ist im Bauwesen eine funktionelle Komponente eines Bauwerks, die geometrisch oder funktional zusammenhängend ist und einen einheitlichen Aufbau bzw. eine einheitliche Konstruktion aufweist, etwa Wände, Stützen oder Decken. Nach EN ISO 10209 ist ein Bauteil ein Bestandteil einer Ausrüstung, der nicht weiter zerlegt werden kann, ohne seine grundlegenden Eigenschaften zu verlieren.

Im BIM-Kontext entspricht das Bauteil inhaltlich einem „Building Element“ (z. B. IfcBuildingElement in IFC 2x3/4) und beschreibt alle physisch vorhandenen, greifbaren Elemente, die primär Teil des Trag- oder Raumtrennungssystems eines Bauwerks sind, wie Wände, Decken, Türen oder Fenster. Bauteile werden im digitalen Bauwerksmodell als Objekte mit eindeutiger Identifikation, Geometrie und umfangreichen Eigenschaften (Material, Mengen, Kosten, Leistungsdaten) geführt und können externen Klassifikationen und Dokumenten zugeordnet werden.

Bauteile treten in BIM in allen Leistungsphasen auf: In der Vor- und Entwurfsplanung werden sie zunächst als generische Objekte modelliert, um Geometrie, Flächen, Volumina und erste Mengen abzuleiten. In der Ausführungsplanung werden sie detailliert mit konkreten Materialien, Schichtaufbauten und technischen Parametern versehen. In Ausschreibung und Vergabe dienen die Bauteile als Basis für Leistungsverzeichnisse und Kostenberechnungen; während Bauausführung und Betrieb unterstützen sie Bauablaufplanung, Instandhaltung, Umbau und Rückbau (z. B. über 4D-/5D-BIM-Informationen).

Im Datenaustausch spielen Bauteile eine zentrale Rolle: Offene BIM-Standards wie IFC – entwickelt von buildingSMART – definieren Bauteile als standardisierte Objekte, um ihre Geometrie und Eigenschaften softwareübergreifend austauschbar zu machen.

Praxisbeispiel

In einem BIM-Modell eines Bürogebäudes werden alle Außenwände als Bauteile des Typs IfcWall erfasst. Jedes dieser Bauteile besitzt Attribute wie Schichtaufbau (z. B. Dämmung, Tragwand, Putz), U-Wert, Feuerwiderstandsklasse und Kostenkennwerte. Auf Basis dieser Bauteilinformationen kann der Planer automatisch Mengen für die Ausschreibung erzeugen, der Energieberater kann die thermische Qualität bewerten, und der Facility Manager nutzt dieselben Bauteildaten später für Wartungs- und Sanierungsentscheidungen.

Ein Bestandsmodell ist ein digitales, geometrisch und informationstechnisch strukturiertes Abbild des aktuellen Ist-Zustands eines bestehenden Gebäudes oder von Teilen davon. Es erfasst den vorhandenen baulichen Zustand mit seinen relevanten Bauteilen, Flächen und Funktionen und dient als verlässliche Grundlage für weitere Planungs‑, Analyse‑ und Bewirtschaftungsprozesse.

Das Bestandsmodell kommt insbesondere zum Einsatz, wenn bestehende Gebäude saniert, umgebaut, erweitert oder im Betrieb optimiert werden sollen. Es wird typischerweise auf Basis von Bestandsunterlagen, Vermessungsdaten oder digitalen Aufmaßen erstellt und bildet die Ausgangsbasis für nachfolgende Fachmodelle (z. B. Architektur, TGA, Tragwerk). Das Bestandsmodell liegt in der Regel in frühen Projektphasen von Um- und Erweiterungsmaßnahmen vor (z. B. Bestandsaufnahme, Vorplanung) und begleitet das Projekt bis in die Ausführungs- und Betriebsphase, indem es laufend aktualisiert werden kann.

Typische Anwendungen sind die Kollisionsprüfung bei Eingriffen in den Bestand, Flächen- und Mengenermittlungen für Kostenkalkulationen sowie die Bereitstellung von Daten für das Facility Management. In der Praxis unterstützt ein Bestandsmodell somit alle Aktivitäten, die einen verlässlichen und aktuellen digitalen Zwilling des vorhandenen Gebäudes benötigen.

Praxisbeispiel

Ein Gebäudeeigentümer lässt ein Bestandsmodell seines Bürokomplexes erstellen, um eine geplante Grundrissänderung und Haustechnikmodernisierung zu planen. Auf Basis des digitalen Ist-Zustands können Architekt:innen und Fachplaner:innen Kollisionen frühzeitig erkennen, Mengen ermitteln und Varianten prüfen, ohne aufwändige manuelle Aufmaße während der Planung durchführen zu müssen.

Ein BIM-Modell (Bauwerksmodell) ist die digitale, in der Regel dreidimensionale Repräsentation eines Bauwerks oder Bauwerksteils, in der geometrische Informationen mit alphanumerischen Daten (z.B. Material, Kosten, technische Kennwerte) zu einem vernetzten, objektorientierten Gesamtmodell zusammengeführt werden. Es bildet das reale bzw. geplante Bauwerk über dessen gesamten Lebenszyklus hinweg als virtuelles Bauwerksmodell ab und dient als zentrale, gemeinsam genutzte Informationsquelle im BIM-Prozess.

Im Unterschied zu klassischen 2D-Plänen oder rein geometrischen 3D-Modellen enthält das BIM-Modell eine zusätzliche Informationsebene, in der Bauteile (z.B. Wände, Decken, Träger, Anlagenkomponenten) als Objekte mit Eigenschaften, Relationen und Attributen definiert sind. Dadurch kann das Modell für vielfältige Auswertungen (Mengen, Kosten, Termine, Simulationen) genutzt werden und unterstützt Entscheidungen in Planung, Ausführung und Betrieb.

Im BIM-Kontext entstehen typischerweise mehrere Fachmodelle (Architektur, Tragwerk, TGA etc.), die als Teil- oder Fach-BIM-Modelle geführt und in Koordinations- oder Gesamtmodellen zusammengeführt werden. Das Bauwerksmodell wird über die Leistungsphasen hinweg schrittweise verfeinert und bildet in jeder Projektphase den maßgeblichen Informationsstand ab – von der Vorplanung über Entwurf und Ausführungsplanung bis hin zu Ausführung, Übergabe und Bewirtschaftung.

Typische Anwendungen eines BIM-Modells sind die modellbasierte Kollisionsprüfung, automatische Mengenermittlung und Kostenplanung (5D), Ablauf- und Bauablaufsimulation (4D), Variantenuntersuchungen, Qualitätssicherung der Planung sowie die Übergabe eines as-built- oder as-maintained-Modells an das Facility Management. Auch für Infrastrukturprojekte (Straßen, Brücken, Schienenwege, Wasserbau) werden Bauwerksmodelle eingesetzt und dienen dort als gemeinsame Datengrundlage für alle Beteiligten.

Ein BIM-Modellplan ist ein Teildokument des BIM-Projektabwicklungsplans (BAP), das disziplin- und phasenabhängig die Struktur (Topologie) der Modellelemente der Bauwerksmodelle festlegt. Er definiert, welche Fachmodelle (z.B. Architektur, Tragwerk, TGA) mit welchen Bauteilklassen, Modellgrenzen und Ebenen aufgebaut werden und wie diese Modelle im Projektzusammenhang zueinander stehen.

Im Kontext der BIM-Methodik gehört der BIM-Modellplan zu den zentralen Regelwerken für das modellbasierte Arbeiten und ist typischerweise im BAP bzw. BIM-Abwicklungsplan verortet, der als Kerndokument der BIM-Zusammenarbeit dient. Während der frühen Planungsphasen werden im Modellplan u.a. die Aufteilung in Fach- und Teilmodelle, Geschoss- und Zonenkonzepte sowie grundlegende Modellierungsrichtlinien abgestimmt. In den weiteren Leistungsphasen unterstützt der Modellplan die konsistente Fortschreibung der Modelle (z.B. Steigerung von LOG/LOI) und bildet damit eine wichtige Grundlage für qualitätsgesicherte Fachmodelle, Koordinationsmodelle und Auswertungen. Er steht in engem Zusammenhang mit weiteren BAP-Anhängen wie BIM-Nutzungsplan und Informationsanforderungen und trägt dazu bei, dass alle Beteiligten dieselbe Modelllogik verwenden und fachübergreifend effizient zusammenarbeiten.

Praxisbeispiel

In einem Krankenhausprojekt legt der BIM-Modellplan fest, dass das Architekturmodell Geschosse, Räume und Flure modelliert, während das TGA-Fachmodell nur Technikzentralen, Leitungsnetze und Geräte enthält. Für jede Disziplin wird definiert, auf welchen Ebenen (z.B. Geschosse, Nutzungseinheiten, Zonen) modelliert wird, wie Bauteilkategorien (z.B. Türen, Trennwände, Lüftungskanäle) verwendet werden und welche Elemente in welchem Fachmodell liegen. So wird sichergestellt, dass beim Zusammenführen der Fachmodelle zu einem Koordinationsmodell keine Doppelmodellierungen entstehen und Kollisionsprüfungen eindeutig durchgeführt werden können.

Boundary Representation (BRep oder B‑Rep) ist ein Verfahren der 3D‑Geometriemodellierung, bei dem ein Körper ausschließlich durch seine begrenzenden Flächen, Kanten und Punkte beschrieben wird. Ein Volumen wird also über die Hülle (“Boundary”) modelliert: Verbundene Flächen (Faces), ihre Kanten (Edges) und Eckpunkte (Vertices) definieren eindeutig die Grenze zwischen Innenraum und Außenraum des Körpers.

In CAD und damit auch im BIM‑Umfeld ist BRep neben Constructive Solid Geometry (CSG) eine der zentralen Repräsentationsformen für präzise 3D‑Objekte. BRep‑Modelle kombinieren Geometrie (z. B. NURBS‑Flächen, Kurven) mit Topologie (Beziehungen und Orientierung zwischen Flächen, Kanten und Punkten). Dies erlaubt komplexe Operationen wie Boolesche Operationen, Fillets, Chamfers, Shelling oder Offset‑Flächen und ist Grundlage vieler kommerzieller Geometrie‑Kerne (z. B. Parasolid, ACIS), die auch in BIM‑Authoring‑Tools stecken.

BRep‑Geometrien erscheinen vor allem bei komplexen Bauteilen oder Freiformobjekten, etwa Fassaden mit doppelt gekrümmten Paneelen, Sonderbauteilen im Ausbau oder herstellerseitig importierten CAD‑Komponenten. In IFC‑Modellen werden solche Geometrien typischerweise als IfcFacetedBrep oder IfcAdvancedBrep übertragen. BRep findet sich über den gesamten Lebenszyklus, besonders aber in Entwurf, Ausführungsplanung und Detailplanung, wenn geometrische Genauigkeit und Fertigungsnähe entscheidend sind (z. B. zur NC‑Fertigung, Kollisionsprüfung oder Flächenberechnung). Für rein analytische Zwecke (Mengen, einfache Kollisionsprüfung) werden dagegen oft simplere Volumen‑ oder Meshrepräsentationen verwendet, während BRep die exakte “Engineering‑Geometrie” bereitstellt.

Praxisbeispiel

Eine Architektin modelliert eine frei geformte Dachlandschaft mit komplex gekrümmten Dachflächen. Das BIM‑Authoring‑Tool speichert diese Geometrie intern als BRep mit NURBS‑Flächen und exportiert sie im IFC‑Modell als IfcAdvancedBrep, damit der Fassadenplaner präzise Flächenabwicklungen und Profile ableiten kann.

Eine Bounding Box (dt. Begrenzungs‑ oder Umhüllungsbox) ist ein rechtwinkliger Kasten (in 2D ein Rechteck, in 3D ein Quader), der ein geometrisches Objekt oder eine Menge von Objekten vollständig umschließt und dabei die minimalen Ausdehnungen in allen Koordinatenrichtungen beschreibt. Sie wird typischerweise durch die Koordinaten zweier gegenüberliegender Eckpunkte (Min/Max) oder durch einen Referenzpunkt plus Kantenlängen entlang der Achsen definiert.

Im BIM‑Kontext dient die Bounding Box als stark vereinfachte, recheneffiziente Volumenbeschreibung von Bauteilen, Baugruppen oder Räumen. In IFC wird dies z.B. über die Entität IfcBoundingBox realisiert, die als minimale geometrische Repräsentation für beliebige Produkte genutzt werden kann und einen einfachen „Box“-Shape‑Representation‑Typ bereitstellt. Bounding‑Box‑Darstellungen kommen in vielen CAD‑ und BIM‑Werkzeugen vor, um die maximale Ausdehnung von Objekten schnell zu bestimmen, ohne die vollständige Detailgeometrie auswerten zu müssen.

Bounding Boxes werden in verschiedenen Phasen des BIM‑Prozesses genutzt: in der Modellierung (z.B. zur Anzeige vereinfachter Darstellungen in großen Modellen), in der Koordination (Nähe‑ und Grob‑Kollisionsprüfungen, Sichtbarkeits‑ und Auswahltests), bei Austauschformaten wie IFC (Übertragung einer minimalen Geometrie für Viewer oder Vorprüfungen) und in der Analyse (z.B. zur schnellen Ermittlung von Einbau‑, Transport‑ oder Lagerabmessungen). Sie sind insbesondere in frühen Planungsphasen oder für Massen‑/Grobprüfungen nützlich, wo es primär um Lage, Ausdehnung und Überschneidungen geht und nicht um exakte Formen. Da eine Bounding Box nur ein Umhüllungsvolumen darstellt, sollte sie nicht für präzise Mengenermittlung oder Detailnachweise verwendet werden; hierfür ist die exakte Geometrie heranzuziehen.

Ein digitaler Produktpass ist ein strukturierter, elektronischer Datenträger mit einem eindeutigen Identifikator, der produktspezifische Informationen über Herkunft, Eigenschaften, Zusammensetzung, Nutzung, Wartung und Entsorgung eines Bauprodukts oder Bauteils über dessen gesamten Lebenszyklus hinweg bereitstellt. Er ist in der Regel über einen maschinenlesbaren Code (z. B. QR-Code, RFID, UUID) eindeutig referenzierbar und ermöglicht den gezielten Zugriff auf aktuelle, versionierte Produktdaten.

Der digitale Produktpass erscheint typischerweise auf Objektebene: Jedes konkrete Produkt, das einem BIM-Objekt zugeordnet wird (z. B. Fenster, technisches Gerät, Bodenbelag), kann über seinen eindeutigen Bezeichner mit einem digitalen Produktpass verknüpft werden. Bereits in der Planungsphase können Planer geeignete Produkte anhand ihrer hinterlegten Daten (technische Kennwerte, Umwelt- und Zertifizierungsdaten) auswählen. In der Ausführungsphase werden die tatsächlich verbauten Produkte mit ihren individuellen Identifikatoren erfasst und in das BIM-Modell zurückgespielt.

In der Betriebs- und Bewirtschaftungsphase unterstützt der digitale Produktpass das Facility Management, indem Informationen zu Wartungsintervallen, Ersatzteilen, Garantien und Rücknahme- bzw. Recyclingwegen gezielt abrufbar sind. Typische Anwendungen sind u. a. Nachweisführung für Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft, Dokumentation von verbauten Materialien (Materialkataster), Rückverfolgbarkeit bei Mängeln oder Produktrückrufen sowie die Optimierung von Instandhaltungsprozessen. Über standardisierte Schnittstellen kann der digitale Produktpass in CDEs, CAFM‑Systeme und andere digitale Plattformen integriert werden, sodass die eindeutigen Bezeichner als zentrales Bindeglied zwischen physischem Bauteil und seinen digitalen Informationen fungieren.

Praxisbeispiel

In einem BIM-Projekt werden alle verbauten Leuchten mit individuellen QR-Codes versehen. Über das Scannen des Codes vor Ort greifen der Betreiber oder das Wartungsteam direkt auf den digitalen Produktpass zu, der technische Daten, Energieeffizienzklasse, Wartungsanleitungen und verfügbare Ersatzteile anzeigt. Die Verknüpfung der eindeutigen Bezeichner mit dem BIM-Modell ermöglicht es, Wartungsaufträge automatisiert im CAFM-System anzulegen und gleichzeitig die Bestandsdokumentation aktuell zu halten.

Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles, digitales Gebäudemodell (z. B. BIM‑Modell), das die reale bauliche Anlage in Struktur, Geometrie und relevanten Attributeigenschaften so abbildet, dass ihr Zustand, ihr Verhalten und ihre Nutzung über den gesamten Lebenszyklus digital nachvollzogen, analysiert und teilweise auch gesteuert werden können.

Im BIM‑Kontext baut der digitale Zwilling in der Regel auf dem koordinierten, gewerkeübergreifenden Gebäudemodell aus der Planung und Ausführung auf und wird in die Betriebsphase überführt. Während ein klassisches BIM‑Modell vorrangig der Planung, Koordination und Bauausführung dient, erweitert der digitale Zwilling diese Datengrundlage um Betriebs‑, Zustands‑ und Sensordaten (z. B. aus Gebäudeautomation, IoT‑Sensorik oder CAFM‑Systemen). Er kommt vor allem in den Leistungsphasen rund um Übergabe und Betrieb zum Einsatz, kann aber bereits in der Planung konzeptionell vorbereitet werden.

Typische Anwendungen sind das technische und kaufmännische Facility Management, das Monitoring von Energieverbräuchen, die vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance), die Simulation von Nutzungs- oder Umbauvarianten sowie das Störungs- und Flächenmanagement. Durch die Kopplung von physischem Objekt und digitalem Abbild lassen sich Zustände nahezu in Echtzeit visualisieren und auswerten, was fundiertere Entscheidungen zu Betrieb, Optimierung und Werterhalt von Immobilien und technischen Anlagen unterstützt.

Ein Digitales Geländemodell (DGM) ist eine digitale, geometrisch und sachlich strukturierte Repräsentation der bestehenden Geländeoberfläche, die das vorhandene Terrain in Form von Punkten, Linien und Flächen mit zugehörigen Höhendaten beschreibt und damit als Grundlage für Planung, Analyse und Visualisierung im Bauwesen dient.

Im BIM-Kontext erscheint das Digitale Geländemodell typischerweise als eigenes Fachmodell im Umfeld der Vermessung und Infrastrukturplanung. Es wird vor allem in frühen Leistungsphasen eingesetzt, um die topografischen Randbedingungen für Gebäude‑, Verkehrs- und Freianlagenplanungen zu definieren. Das DGM fließt in Standortanalysen, Massenermittlungen (z. B. Erdbewegungen) und in die Kollisionsprüfung mit anderen Fachmodellen ein.

Das Digitale Geländemodell unterstützt die Abstimmung zwischen Hochbau, Tiefbau und Landschaftsplanung, etwa bei der Festlegung von Höhenanschlüssen, Zufahrten oder Entwässerungsrichtungen. Es bildet zudem die Basis für Visualisierungen und Simulationen, etwa zur Bewertung von Sichtbeziehungen oder zur Analyse von Wasserabfluss auf dem Gelände. Durch seine strukturierte, digitale Form kann das DGM effizient in BIM‑Workflows integriert und mit anderen Modellen verknüpft werden, um eine konsistente und koordinierte 3D‑Gesamtplanung des Projektumfeldes sicherzustellen.

Ein Eigenschaftssatz (Property Set, kurz PSet) ist im BIM‑Kontext eine geordnete Menge von Einzel­eigenschaften, die gemeinsam einem Objekt, Objekttyp oder Material zugeordnet werden. In IFC wird dies durch IfcPropertySet bzw. allgemein IfcPropertySetDefinition abgebildet: Der Eigenschaftssatz fungiert als Container, der eine oder mehrere Eigenschaften (IfcProperty) mit eindeutigen Namen und Datentypen bündelt und über Beziehungen wie IfcRelDefinesByProperties an ein oder mehrere Objekte geknüpft wird. Standardisierte Eigenschaftssätze tragen üblicherweise den Präfix „Pset_“ (z. B. Pset_WallCommon).

Eigenschaftssätze ergänzen die geometrische Modell­information um fachliche Attribute, etwa brandschutz­relevante Kennwerte, technische Spezifikationen, Nutzungskategorien oder Wartungsinformationen. In IFC‑Modellen werden standardisierte PSets gemäß buildingSMART‑Spezifikation (z. B. Pset_BuildingCommon, Pset_WallCommon) automatisch von den Autorensystemen erzeugt; zusätzliche projektspezifische oder unternehmensspezifische PSets können frei definiert werden und ermöglichen eine dynamische Erweiterung des Informationsgehalts ohne Änderung des IFC‑Schemas.

Eigenschaftssätze sind zentral für den modellbasierten Datenaustausch: Informationsanforderungen verweisen häufig explizit auf bestimmte PSets und darin enthaltene Property‑Namen und Datentypen, um sicherzustellen, dass alle beteiligten Softwarelösungen dieselben semantischen Inhalte interpretieren. Damit bilden Eigenschaftssätze die strukturelle Grundlage für durchgängige, maschinenlesbare Fachinformationen im Open‑BIM‑Workflow.

Praxisbeispiel

Für alle tragenden Außenwände eines Projekts wird im IFC‑Modell der standardisierte Eigenschaftssatz „Pset_WallCommon“ verwendet. Darin werden u. a. FireRating, LoadBearing und ThermalTransmittance gepflegt. Der Auftraggeber fordert diese Properties in seinen Austausch­anforderungen explizit, sodass Planer im BIM‑Autorensystem die Werte in genau diesem PSet erfassen und der Prüf‑/Koordinations­software diese Informationen automatisiert auswerten kann (z. B. Abgleich Brandschutzkonzept, energetische Nachweise).

Eine Entität ist in der Datenmodellierung ein eindeutig identifizierbares Informationsobjekt, über das im Datenmodell Informationen gespeichert und verarbeitet werden sollen. Sie stellt damit ein abgegrenztes „Ding“ der realen oder virtuellen Welt dar, das durch Attribute (Eigenschaften) und Beziehungen zu anderen Entitäten beschrieben wird.

Eine Entität bezeichnet typischerweise ein Objekt im zugrunde liegenden Daten- oder Austauschmodell, z. B. im IFC‑Schema. Dort werden alle fachlich relevanten Objekte (z.B. Gebäude, Geschosse, Räume, Wände oder Türen) als Entitäten („IfcBuilding“, „IfcWall“, „IfcSpace“ usw.) mit eindeutig strukturierter Identität, Eigenschaften und Relationen modelliert. Entitäten bilden damit die Grundbausteine von BIM‑Datenstrukturen und sind über das gesamte Projekt hinweg Grundlage für konsistente Informationshaltung.

Ein Fachmodell bzw. Teilmodell ist ein disziplin- oder gewerkespezifisches digitales Bauwerksmodell, das einen in sich abgegrenzten Teil des Gesamtmodells (z.B. Tragwerksmodell, TGA‑Modell, Elektromodell) repräsentiert und die jeweiligen Planungsergebnisse einschließlich der zugehörigen Informationen enthält. Fach- und Teilmodelle bilden gemeinsam das Gesamt- bzw. Koordinationsmodell eines BIM-Projekts.

Im BIM-Prozess werden Fachmodelle von den einzelnen Fachplanungsdisziplinen (Architektur, Tragwerk, TGA, Elektro, Landschaft, etc.) erstellt. Jedes Fachmodell kann wiederum aus mehreren feineren Teilmodellen bestehen, etwa einem TGA-Fachmodell mit den Teilmodellen Heizung, Lüftung und Sanitär. Diese Modelle dienen dazu, Geometrie und alphanumerische Informationen strukturiert zu bündeln und den anderen Projektbeteiligten über eine gemeinsame Datenumgebung oder über Austauschformate wie IFC zur Verfügung zu stellen.

Fach- und Teilmodelle kommen in allen Leistungsphasen zum Einsatz: in der frühen Entwurfsplanung zur Variantenuntersuchung, in der Ausführungsplanung zur Kollisionsprüfung und modellbasierten Mengenermittlung sowie in Ausführung und Betrieb als Informationsquelle für Bauablauf, Abrechnung und Facility Management.

Praxisbeispiel

In einem Krankenhausprojekt erstellt der Architekt ein Architekturfachmodell mit Räumen, Wänden und Türen. Der Tragwerksplaner ergänzt ein Tragwerksfachmodell mit Stützen, Trägern und Decken, während die TGA-Planer ein TGA-Fachmodell mit den Teilmodellen Heizung, Lüftung und Sanitär erzeugen. Alle Fach- und Teilmodelle werden regelmäßig in einem Koordinationsmodell zusammengeführt, um Kollisionen (z.B. Lüftungskanal kollidiert mit Träger) frühzeitig zu erkennen und zu beheben.

Field-to-BIM Rückführung bezeichnet den BIM-Prozess, bei dem auf der Baustelle oder im Bestand erfasste Ist-Daten wie bspw. Messungen, Punktwolken, Fotos, Mängel oder Protokolle strukturiert in ein BIM-Modell zurückgeführt werden, um dieses als digitalen Zwilling an den realen Ausführungs- oder Bestandszustand anzugleichen. Im Gegensatz zu „BIM-to-Field“, bei dem Planungsdaten aus dem Modell auf die Baustelle gebracht werden, beschreibt Field-to-BIM die Rückrichtung: den systematischen Rückfluss von Felddaten in das Modell.

Field-to-BIM Rückführung tritt vor allem in der Ausführungsphase und in der Bestands- bzw. Betriebsphase eines Bauwerks auf. Typische Datenquellen sind Tachymeter und Totalstationen, 3D‑Laserscans (Scan-to-BIM), mobile Baustellen-Apps, Fotodokumentation oder 360°-Kameras, deren Informationen zur Aktualisierung des Modells verwendet werden. Ziel ist ein verlässliches As-built- oder Ist-Modell, das für Qualitätskontrolle, Baufortschrittskontrolle, Abrechnung, Bestandsdokumentation und späteres Facility Management genutzt werden kann.

In der Praxis wird der Prozess oft durch CDE-Plattformen und spezialisierte Field-Software unterstützt: Auf der Baustelle erfasste Daten (z. B. geänderte Leitungsführung, tatsächliche Einbaupositionen, Mängel oder Brandschutzdurchführungen) werden mit Modellobjekten verknüpft und anschließend in das zentrale Koordinationsmodell oder in Fachmodelle zurückgespielt. So entsteht ein konsistenter Informationskreislauf „Field-to-BIM – BIM-to-Field“, der Planungs- und Ausführungsfehler reduziert, Transparenz im Projekt erhöht und langfristig eine belastbare Datengrundlage für Betrieb und Instandhaltung schafft.

Praxisbeispiel

Auf einer TGA-Baustelle werden mittels 3D-Laserscanning die tatsächlich verlegten Rohrleitungen erfasst. Die Punktwolken werden ausgewertet und die Leitungsgeometrien im BIM-Modell angepasst, sodass ein präzises As-built-Modell für spätere Umbauten und Wartung entsteht.

Georeferenzierung bezeichnet im BIM-Kontext die eindeutige Verknüpfung eines digitalen Bauwerksmodells mit einem realen Standort durch die Zuordnung von Koordinaten in einem definierten Koordinatenreferenzsystem (CRS). Dadurch werden die im Modell verwendeten lokalen, kartesischen Koordinaten eindeutig auf geografische Koordinaten (z. B. Landeskoordinatensystem oder UTM) abgebildet und das Bauwerksmodell im realen Raum verortet.

In BIM-Projekten ist Georeferenzierung die zentrale Voraussetzung, um BIM-Modelle mit Vermessungs- und GIS-Daten (Geobasisdaten, Geländemodelle, Orthofotos) zu kombinieren und mit anderen räumlichen Informationen wie Bestandsbauwerken, Leitungen oder Umwelt- und Planungsdaten zu überlagern. Sie unterstützt insbesondere die Integration von BIM und GIS (GeoBIM) und wird in entsprechenden Leitfäden und Praxisrichtlinien – etwa zur Geo-Referenzierung in IFC – behandelt.

Organisatorisch erfolgt die Festlegung der Georeferenz in frühen Projektphasen (Vorplanung/Entwurfsplanung), häufig auf Basis der Vermessung des Baugrundstücks und amtlicher Geobasisdaten. Vor dem Einlesen dieser Daten in BIM-Autorensoftware müssen Koordinaten- und Höhensystem eindeutig geklärt werden, um konsistente, georeferenzierte Projektgrundlagen aufzubauen.

Technisch kann die Georeferenzierung in offenen Austauschformaten wie IFC über spezielle Entitäten und Attribute erfolgen (z. B. IfcSite, IfcMapConversion, IfcProjectedCRS). Standardisierte Vorgehensweisen, etwa der „User Guide for Geo-referencing in IFC“, definieren hierzu empfohlene Workflows und Qualitätsstufen (Level of Georeferencing, LoGeoRef), um die Wiederverwendbarkeit und Interoperabilität georeferenzierter BIM-Modelle in unterschiedlichen Softwareumgebungen sicherzustellen.

Ein GUID (Globally Unique Identifier) ist ein 128‑Bit‑Kennzeichen, das weltweit eindeutig ist und der Identifikation einzelner Objekte, Datensätze oder Dateien dient. In BIM‑Anwendungen werden GUIDs als Zeichenketten gespeichert; im IFC‑Standard erfolgt dies als IfcGloballyUniqueId, eine komprimierte 22‑stellige Zeichenfolge auf Basis eines speziellen Base‑64‑Alphabets, die jedem IFC‑Objekt zugeordnet wird und es innerhalb und über Modelle hinweg eindeutig identifizierbar macht.

GUIDs erscheinen vor allem in offenen Austauschformaten wie IFC. Jede Instanz eines IFC‑Objekts (z. B. IfcWall, IfcDoor) erhält eine solche IfcGloballyUniqueId; sie wird automatisch vom Autorensystem generiert und beim Export in die IFC‑Datei in der komprimierten 22‑Zeichen‑Form („IFC‑GUID“) gespeichert. GUIDs werden über den gesamten Lebenszyklus eines Bauteils genutzt: von der Modellierung in der Entwurfs‑ und Ausführungsplanung, über Koordination und Kollisionsprüfung bis hin zu Betrieb und Instandhaltung, um dasselbe reale Objekt in verschiedenen Fachmodellen und Zeitständen wiederzuerkennen.

Typische Anwendungsfälle sind das eindeutige Referenzieren von Bauteilen in BCF‑Issues, das Abgleichen von Modellen aus unterschiedlichen Autorensystemen, das Tracking von Änderungen zwischen Modellständen sowie die Verknüpfung mit externen Datenquellen (z. B. CAFM‑Systeme oder Produktauswahl in bSDD). Da ein Element seine GUID behält, auch wenn sich Geometrie oder Attribute ändern, können Änderungen zuverlässig nachverfolgt werden.

Praxisbeispiel

In einem Koordinationsworkflow erstellt der TGA‑Planer ein BCF‑Issue zu einem kollidierenden Lüftungskanal. Die Kollisionssoftware schreibt die GUID des betroffenen IFC‑Objekts in das BCF‑Ticket. Der Fachplaner kann in seinem Autorensystem exakt dieses Objekt über die GUID selektieren, anpassen und im nächsten IFC‑Export wiedererkennbar bereitstellen.

Ein Koordinationsmodell im BIM-Kontext (auch „federated model“ oder Federation) ist ein digitales Gesamtbauwerksmodell, das temporär durch das Zusammenführen mehrerer Fach‑ bzw. Teilmodelle unterschiedlicher Disziplinen erstellt wird. Es dient primär der interdisziplinären Abstimmung, der Kollisions‑ und Qualitätsprüfung sowie als gemeinsame, modellbasierte Sicht auf das Projekt.

In der Praxis werden Fachmodelle etwa aus Architektur, Tragwerk und TGA in einer Koordinationssoftware oder Kollaborationsplattform überlagert, idealerweise mit gemeinsamem Projektursprung. So entsteht ein zentrales 3D-Abbild des Projekts, das als Datenbasis der modellbasierten Koordination und Kommunikation fungiert. Koordinationsmodelle werden typischerweise von BIM-Koordinator:innen oder BIM-Gesamtkoordinator:innen geführt und zu definierten Meilensteinen aktualisiert.

Koordinationsmodelle kommen in nahezu allen Leistungsphasen zum Einsatz: In frühen Planungsphasen unterstützen sie Variantenstudien, frühzeitige Kollisionsvermeidung und die Abstimmung mit Auftraggeber:innen; in der Ausführungsplanung dienen sie der Detailkoordination der Gewerke; während der Bauausführung werden sie für Baubesprechungen, Baustellenlogistik oder 4D/5D-Auswertungen herangezogen. In vielen Projekten basiert die Federation auf offenen Formaten wie IFC, um Modelle disziplin‑ und softwareübergreifend zusammenzuführen.

Praxisbeispiel

In einem Krankenhausprojekt exportieren Architektur, Tragwerksplanung und TGA ihre Fachmodelle regelmäßig als IFC-Dateien. Die BIM-Gesamtkoordinatorin führt diese wöchentlich zu einem Koordinationsmodell zusammen und führt darin mit einem Model Checker Kollisionsprüfungen durch. Auffällige Konflikte (z.B. Lüftungskanäle, die Träger schneiden) werden als BCF-Issues dokumentiert, den verantwortlichen Planern zugewiesen und in den Koordinationssitzungen gemeinsam gelöst.

Ein Liegenschafts-Informationsmodell (LIM) ist ein digitales, strukturiertes Informationsmodell einer Liegenschaft (Grundstück bzw. Immobilienportfolio), das als „Single Source of Information“ alle für Betrieb, Bewirtschaftung und Weiterentwicklung relevanten geometrischen und alphanumerischen Daten enthält. Es bildet die Liegenschaft als digitalen Zwilling ab und dient insbesondere dem Liegenschafts- bzw. Asset Management über den gesamten Lebenszyklus hinweg.

Im BIM-Kontext ist das LIM die liegenschaftsbezogene Fortführung bzw. Ausprägung der im Projekt erzeugten Modelle (z.B. PIM/BIM) in die Nutzungs- und Bewirtschaftungsphase. Während Planungs- und Bauphase im Vordergrund stehen, wird das LIM vor allem in der Betriebsphase aufgebaut, gepflegt und kontinuierlich fortgeschrieben, etwa bei Umbau, Rückbau oder Erweiterung einer Immobilie. In der Praxis wird das LIM häufig synonym zum Asset Information Model verstanden und bündelt Informationen zu Gebäuden, Außenanlagen, technischen Anlagen, Flächen, Verträgen, Zuständen und Betriebsdaten.

Typische Anwendungen sind das Facility Management (z.B. Wartungsplanung, Flächenmanagement, Instandhaltungsstrategien), Portfolio- und Investitionsentscheidungen sowie die Vorbereitung künftiger Bauvorhaben auf bestehenden Liegenschaften. Voraussetzung ist, dass der Auftraggeber bereits in der Projektphase Liegenschafts-Informationsanforderungen (LIA) definiert und in seine Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) integriert, damit die im Planungs- und Bauprozess erzeugten Informationen später konsistent in das LIM überführt werden können.

Praxisbeispiel

Eine öffentliche Bauherrin lässt ein Verwaltungsgebäude mit BIM planen und errichten. Im Zuge der Übergabe werden die relevanten Bestandsdaten (z.B. Räume, Flächen, technische Anlagen, Wartungsintervalle, Gewährleistungsfristen und Umbauhistorie) in ein Liegenschafts-Informationsmodell überführt. Während der Nutzungsphase pflegt das Facility Management dieses LIM laufend, ergänzt Störungsmeldungen, Umbauten und neue Mietverhältnisse. Wenn Jahre später ein Erweiterungsbau geplant wird, dient das aktuelle LIM als belastbare Datenbasis für die neue Bedarfsermittlung und wird im neuen Projektzyklus zum Projektinformationsmodell (PIM) weiterentwickelt.

Ein Merkmal im BIM-Kontext ist eine inhärente oder erworbene Eigenschaft eines Objekts bzw. einer Klasse (z. B. eines Bauteils), die dieses objektiv beschreibt, etwa „thermischer Wirkungsgrad“, „Schalldämmmaß“ oder „Farbe“. In den relevanten Normen (u. a. ISO 23386) wird das Merkmal als charakterisierendes Datenelement definiert, das einem Objekttyp in Datenwörterbüchern und Datenvorlagen systematisch zugeordnet wird. In IFC‑Modellen wird ein Merkmal typischerweise als Instanz einer IfcProperty‑Entität innerhalb eines IfcPropertySet (Merkmalsliste) realisiert.

Im BIM‑Prozess treten Merkmale in nahezu allen Leistungsphasen auf: von der Anforderungserfassung (Informationsanforderungen, Datenvorlagen nach ISO 23387) über Planung und Ausschreibung bis hin zu Ausführung, Betrieb und Rückbau. Sie dienen dazu, nichtgeometrische Informationen strukturiert an Modellobjekte zu binden, z. B. Leistungsdaten, Materialkennwerte, Klassifikationscodes oder Betreiberinformationen. In openBIM‑Workflows werden Merkmale über IFC ausgetauscht, meist gebündelt in Property Sets (Psets) oder über ergänzende Property Set Definitions (PSD), damit verschiedene Softwareanwendungen dieselben sachlich und semantisch eindeutig definierten Eigenschaften interpretieren können.

Ein praktisches Beispiel ist die IFC‑Klasse IfcWall für eine Wand. Dieser Objektklasse sind verschiedene Merkmale wie „Länge“, „Feuerwiderstandsklasse“ oder „Schallschutzklasse“ zugeordnet, gruppiert in Merkmalsgruppen (Psets). Jedes Merkmal besitzt Attribute wie Datentyp, Einheit und zulässigen Wertebereich, die sicherstellen, dass Planungs‑, Ausschreibungs‑ und FM‑Systeme dieselbe Wand mit konsistenten technischen Kennwerten verarbeiten können.

Praxisbeispiel

In einem BIM-Abwicklungsplan wird für alle Außenwände festgelegt, dass die Merkmale „U-Wert“, „Feuerwiderstandsklasse“ und „Tragend (Ja/Nein)“ verpflichtend sind. Der Planer trägt diese Merkmale in seinem Authoring-Tool in einem vordefinierten Property Set ein. Beim IFC-Export werden die Merkmale als IfcProperty-Werte an IfcWall-Objekte übermittelt, sodass der Fachplaner TGA den U-Wert für Energieberechnungen nutzen und der Kostplaner die Feuerwiderstandsklasse für die Ausschreibung filtern kann.

Ein Modellelement ist die digitale Repräsentation eines konkreten Bauteils oder Objekts im BIM-Fachmodell, typischerweise mit Geometrie, Lage und zugehörigen alphanumerischen Informationen (z.B. Material, Abmessungen, Kennungen). Ein Modellelementtyp (Elementtyp) beschreibt als Schablone oder Typdefinition die gemeinsamen Eigenschaften gleichartiger Modellelement‑Vorkommen und wird in IFC durch entsprechende Element‑ und Typ‑Entitäten (z.B. IfcElement und zugehöriger Typ) realisiert.

In der BIM-Praxis bilden Modellelemente die kleinsten fachlich relevanten Bausteine eines Fachmodells: Wände, Decken, Stützen, Türen, Fenster, technische Anlagen oder Einrichtungselemente werden jeweils als einzelne Elemente geführt und in der Modellhierarchie von Fachobjekten bzw. Fachmodellen organisiert. Sie enthalten Geometrie sowie strukturierte Informationen und können je nach Software klassifiziert und für den IFC-Export spezifischen IFC-Entities zugeordnet werden, um sie eindeutig als interoperable Bauelemente zu identifizieren.

Der Modellelementtyp fasst wiederkehrende Elemente (z.B. „Innenwand 11,5 cm GKB“, „Fenstertyp F1“) zusammen und definiert standardisierte Eigenschaften wie Aufbau, Materialien und Leistungsmerkmale. Einzelne Instanzen im Modell verweisen dann auf diesen Typ, was konsistente Änderungen, Auswertungen und Prüfungen ermöglicht, etwa in Open-BIM-Workflows mit IFC-basierten Regeln oder IDS-Anforderungen, die auf bestimmte IFC-Klassen zielen.

Praxisbeispiel

In einem BIM-Projekt werden alle Innenwände des gleichen Aufbaus als Instanzen eines gemeinsamen Modellelementtyps „IW_11,5_GK“ modelliert. Ändert der Planer im Typ die Brandschutzanforderung oder den Schichtaufbau, aktualisieren sich alle zugehörigen Wand‑Modellelemente automatisch. Beim IFC-Export werden diese Elemente als IfcWall mit dem entsprechenden Typ exportiert und können in Prüfregeln (z.B. IDS) gezielt auf Feuerwiderstand und Schallschutz kontrolliert werden.

Ein Modellierungsstandard ist eine verbindliche Regel- und Richtliniensammlung, die festlegt, wie Bauwerksmodelle inhaltlich und geometrisch aufgebaut, strukturiert, benannt, attribuiert und dargestellt werden. Er definiert einheitliche Vorgaben z. B. zu Objektklassen, Ebenen- und Bauteilstrukturen, Detaillierungsgraden, Attributsätzen, Bemaßungs- und Darstellungsregeln sowie zu Dateiorganisation und Qualitätssicherung, damit digitale Modelle konsistent, auswertbar und zwischen allen Projektbeteiligten eindeutig verständlich sind.

Typischerweise werden Modellierungsstandards im Auftraggeber-Informationsanforderungsdokument (AIA/AHM) gefordert und in BAP, Modellierungsrichtlinien oder Bürostandards konkretisiert. Sie stehen in engem Zusammenhang mit LOD/LOI-Konzepten, Klassifikationssystemen und Austauschformaten (z. B. IFC), da sie festlegen, wie Informationen im Autorensystem aufzubauen sind, damit sie verlustarm geprüft, ausgetauscht und weiterverwendet werden können.

Praxisbeispiel

Ein öffentlicher Bauherr legt im AIA fest, dass alle Türen nach einem einheitlichen Namensschema (Gebäude-Geschoss-Raum-Türnummer), mit bestimmten Attributen (Feuerwiderstandsklasse, Schalldämmwert, Fluchtwegrelevanz) und einer vorgegebenen IFC-Klasse (IfcDoor) zu modellieren sind. Der vom Generalplaner erstellte Modellierungsstandard beschreibt im Detail, wie diese Vorgaben in der genutzten CAD/BIM-Software umzusetzen sind.

Montageinformationen bezeichnen im BIM‑Kontext alle strukturiert hinterlegten Angaben, die für die Fertigung, Anlieferung, Positionierung und endgültige Befestigung eines Bauteils oder Systems auf der Baustelle erforderlich sind, insbesondere in Bezug auf Größe, Form, Lage und Menge des Elements.

In BIM‑Modellen treten Montageinformationen typischerweise als Attribute bzw. Parameter an Bauteilobjekten auf, etwa bei Fertigteilen, technischen Anlagen (TGA) oder vorgefertigten Modulen. Sie konkretisieren das digitale Bauteil so, dass aus dem Modell heraus Montageplanung, Bauablauf und Logistik gesteuert werden können. Die Informationen umfassen u. a. Abmessungen, Geometrievarianten, Einbaulage im Raum (z. B. Achsbezüge, Höhenkoten, Orientierung), Stückzahl und ggf. Zuordnung zu Gewerken oder Bauabschnitten.

Besonders relevant sind Montageinformationen in den Planungsphasen der Ausführungsplanung sowie in der Arbeitsvorbereitung und eigentlichen Ausführung. Sie unterstützen Kollisionsprüfungen, Bauzeitenplanung (4D‑Simulation), Mengenermittlung (5D‑Ansätze) und die Koordination zwischen Planung, Fertigung und Montageunternehmen. In Ausschreibungen können sie zudem als Grundlage für detaillierte Leistungsbeschreibungen dienen, indem präzise Einbaubedingungen und -mengen aus dem Modell abgeleitet werden.

Parametrisches Modellieren bezeichnet eine Methode der geometrischen Beschreibung, bei der Bauwerks- oder Bauteilgeometrien über formelbasierte, logische Abhängigkeiten und veränderbare Parameter (z. B. Maße, Winkel, Materialeigenschaften) gesteuert werden. Änderungen an einzelnen Parametern wirken sich automatisch konsistent auf alle abhängigen Geometrien und Beziehungen im Modell aus.

Das parametrische Modellieren kommt vor allem bei der Erstellung von Bauwerksmodellen und intelligenten Bauteilfamilien zum Einsatz. Es wird überwiegend in frühen Leistungsphasen (Konzept- und Entwurfsplanung) genutzt, um Variantenstudien, Optimierungen und schnelle Anpassungen zu ermöglichen, bleibt aber auch in Ausführungsplanung und Detailierung relevant, bspw. bei der Ableitung von Plänen, Mengen und Bauteillisten aus einem konsistenten Modell.

Typische Anwendungen sind die Modellierung wiederkehrender, regelbasierter Bauteile (Fenster, Türen, Stützen, Träger), komplexer Fassadensysteme, Treppen- und Geländergeometrien oder adaptiver Bauteile, die sich automatisch an Gegebenheiten wie Geschosshöhen, Rastermaße oder Achsverschiebungen anpassen. Durch parametrische Beziehungen zwischen Bauteilen (z. B. Abhängigkeit von Brüstungshöhen, Abständen oder Achsrastern) lassen sich Planungsänderungen effizient und fehlerärmer umsetzen.

Parametrisches Modellieren unterstützt zudem die integrale Planung, da geometrische Parameter mit nicht-geometrischen Informationen (z. B. Leistungsdaten, Kostenkennwerten) verknüpft werden können. Dadurch wird es möglich, automatisiert Varianten zu vergleichen, Optimierungen (z. B. Flächeneffizienz, Tageslicht, Energiebedarf) durchzuführen und konsistente Daten für Auswertungen, Simulationen und Kollisionsprüfungen in unterschiedlichen BIM-Anwendungsfällen bereitzustellen.

Praxisbeispiel

Eine Treppe wird parametrisch modelliert, indem Steigungshöhe, Auftrittsbreite, Gesamtgeschoss-Höhe und maximale Steigungszahl als Parameter hinterlegt werden. Ändert sich die Geschosshöhe im Entwurf, berechnet das System automatisch die neue Anzahl der Stufen und passt die Treppengeometrie an, ohne dass die Treppe vollständig neu konstruiert werden muss.

Ein Projekt-Informationsmodell (PIM) ist die gesamthafte, digital organisierte Zusammenstellung aller projektbezogenen Informationen eines Bau- oder Infrastrukturvorhabens während der Planungs‑, Entwurfs‑ und Ausführungsphase. Es umfasst geometrische Modelle, alphanumerische Daten und Dokumente, die von allen beteiligten Disziplinen erzeugt, fortgeschrieben und zur gemeinsamen Nutzung im BIM-Prozess bereitgestellt werden.

Das PIM bündelt alle Informationen, die erforderlich sind, um die vom Auftraggeber definierten Informationsanforderungen (z.B. über EIR/PIA) phasengerecht zu erfüllen. Dazu zählen u.a. Fachmodelle (Architektur, Tragwerk, TGA), föderierte Modelle, IFC-Exporte, Auswertungen zu Mengen, Kosten und Terminen sowie ergänzende Unterlagen wie Berichte oder COBie-Daten. Dieses Informationspaket wird im Projektverlauf iterativ angereichert, qualitätsgesichert und dient als zentrale Referenz für Koordination, Prüfungen (z.B. Kollisionserkennung), Simulationen und Entscheidungsfindung.

Typischerweise entsteht das PIM bereits in frühen Projektphasen (Projektaufsetzung, Vor‑ und Entwurfsplanung) und wird bis zur Ausführung und Übergabe kontinuierlich weiterentwickelt. Es bildet die Datengrundlage für Ausschreibungen, Bauablauf‑ und Kostenplanung sowie für Freigabe‑ und Genehmigungsprozesse. Mit Abschluss des Bauwerks geht das finale PIM (oft in Form eines „As-built“-Modells) in ein Asset Information Model (AIM) über, das vorrangig den Betrieb und die Instandhaltung unterstützt.

Praxisbeispiel

Bei einem Krankenhausneubau erstellen Architekt, Tragwerksplaner und TGA-Planer jeweils eigene Fachmodelle und liefern ergänzende Daten zu Materialien, Brandschutzklassen, Raumnutzungen, Medizintechnik und Bauablaufterminen. Diese Informationen werden in der CDE zu einem föderierten Projekt-Informationsmodell zusammengeführt. Das PIM dient der visuellen Koordination, der automatisierten Kollisionsprüfung, der Mengenermittlung für die Ausschreibung sowie der Simulation von Bauzeiten und Energiekonzepten. Nach der Abnahme werden die finalen, geprüften Modelldaten aus dem PIM strukturiert an den Betreiber übergeben und in dessen AIM- bzw. CAFM-System überführt.

Eine Punktwolke ist die Menge von Punkten eines Vektorraums, die eine unorganisierte Struktur aufweist. Eine Punktwolke beschreibt ein Objekt, ein Gebäude oder eine Umgebung ausschließlich über diskrete, im Raum verortete Messpunkte, ohne dass zwischen diesen Punkten zunächst Flächen, Kanten oder Volumenkörper definiert sind.

Punktwolken werden typischerweise durch 3D-Laserscanning (Terrestrisches Laserscanning, TLS) oder photogrammetrische Verfahren erstellt und dienen als digitale Bestandsaufnahme der realen Bauumgebung. Sie werden vor allem in frühen Projektphasen der Bestands- und Zustandserfassung eingesetzt, etwa beim Bauen im Bestand, bei Sanierungen oder Erweiterungen, um eine belastbare geometrische Grundlage für das weitere BIM-Modell (As-Built- oder Bestandsmodell) zu erhalten.

Punktwolken werden in Spezialsoftware visualisiert, bereinigt und mit Koordinatensystemen und Referenzpunkten verknüpft. Anschließend erfolgt meist eine Modellableitung („Scan-to-BIM“), bei der Bauteile wie Wände, Decken oder Stützen anhand der Punktwolke manuell oder halbautomatisch als BIM-Objekte nachmodelliert werden. In späteren Phasen können Punktwolken auch zur Qualitätssicherung dienen, z. B. durch den Abgleich des ausgeführten Bauwerks mit dem geplanten BIM-Modell (Soll-Ist-Vergleich) oder zur Deformationsanalyse bei Bauwerksüberwachungen.

Praxisbeispiel

Ein Bestandsgebäude ohne aktuelle Pläne wird mittels 3D-Laserscanning aufgenommen. Die entstandene Punktwolke dient dem Planungsbüro als Grundlage, um ein detailliertes BIM-Bestandsmodell zu erzeugen und darauf die Umbauplanung aufzusetzen. Auf einer Baustelle wird in regelmäßigen Abständen gescannt. Die verschiedenen Punktwolken werden mit dem BIM-Ausführungsmodell überlagert, um Toleranzen, Abweichungen und eventuelle Kollisionen frühzeitig zu erkennen.

Ein Revisionsmodell ist ein digitales Bauwerksmodell, das den tatsächlich ausgeführten („wie gebaut“) und geprüften Zustand eines Bauwerks nach Abschluss der Bauausführung abbildet und zugleich als Teil der Revisionsdokumentation dient. Es basiert in der Regel auf dem Ausführungs‑ bzw. Planungsmodell, wird während der Bauphase fortgeschrieben und hinsichtlich Geometrie und Informationsgehalt an die reale Ausführung angepasst.

Das Revisionsmodell entspricht funktional dem sogenannten As-built-Modell: Alle während der Bauausführung erfolgten Änderungen, Abweichungen vom Entwurf und nachträglichen Anpassungen werden in die Fachmodelle eingearbeitet, sodass das Modell am Ende den IST-Zustand des Bauwerks vollständig und konsistent beschreibt. Der geforderte Detaillierungs- und Informationsgrad richtet sich nach den Auftraggeberanforderungen (z. B. LOIN/LOD) und der vorgesehenen Nutzung, etwa für Bewirtschaftung, Instandhaltung oder Umbau.

In der Projektabwicklung entsteht das Revisionsmodell typischerweise in der Ausführungs- und Übergabephase: Das Bauunternehmen und die Fachplaner aktualisieren ihre Fachmodelle laufend anhand von Nachträgen, Baustellenanweisungen und Aufmaßdaten (z. B. Laserscan/Punktwolke) und führen sie zu einem konsolidierten Revisionsmodell zusammen. Nach der Abnahme kann dieses in ein Asset Information Model (AIM) bzw. Betreiber‑ oder Bestandsmodell überführt werden und bildet dann die digitale Grundlage für Facility Management, Lebenszyklusanalysen, Modernisierungs- und Erweiterungsplanungen.