Was ist ein BIM-Dateiformat? BIM vs. CAD.

Die Geschichte der CAD-Software (Computer-Aided Design) ist relativ lang. CAD bietet die Möglichkeit, detaillierte Modelle sowohl in 2D als auch in 3D zu erstellen. Aus diesem Grund verlassen sich viele Unternehmen seit Jahren auf CAD-Software. Mit dem Aufkommen von BIM (Building Information Management) in den letzten Jahren dachten viele jedoch, dass der Übergang zwischen den beiden Programmen so einfach wäre wie die Konvertierung von Dateien von einem Format in das andere.

Leider ist das nicht so einfach. Da die Unterschiede zwischen BIM und CAD weit über die Dateiformate hinausgehen, ist der Übergang viel komplizierter als nur die Datenkonvertierung. Auch die Geschichte dieser beiden Begriffe ist völlig unterschiedlich, und mit dieser Geschichte wollen wir beginnen.

Geschichte von BIM

BIM gibt es seit den 1970er Jahren, etwa zur gleichen Zeit, als Softwaretools zur Gebäudemodellierung aufkamen. Sie waren jedoch teuer und für die breite Anwendung ungeeignet. Der Begriff „BIM“ wurde erstmals 1992 in einem Papier von F.P. Tolman und G.A. van Nederveen verwendet. Den Beginn seiner Popularitätswelle verdankt BIM Autodesk, denn das Softwareunternehmen veröffentlichte 2002 ein White Paper mit dem Titel „Building Information Modeling“.

Obwohl BIM noch nicht so alt ist wie CAD, hat es immer seine Nische gehabt: die Architektur. Architekten sind die Hauptzielgruppe für BIM, da es fortschrittliche Funktionen bietet und den gesamten Entwurfsprozess vereinfacht. Die anderen Vorteile von BIM sind eine Folge des ursprünglichen Zwecks, der sich bewährt hat. BIM erfreut sich zunehmender Beliebtheit und beeinflusst regelmäßig, wie Bauprojekte entworfen und ausgeführt werden.

Geschichte von CAD

CAD hat eine viel längere Geschichte als BIM, obwohl es kein einzelnes Ereignis gibt, das für seine Entstehung verantwortlich ist. Oft werden zwei Ereignisse genannt, eines im Jahr 1957 und das andere im Jahr 1960. 1957 brachte Dr. Patrick Hanratty Pronto auf den Markt, das erste Programmiersystem, das eine numerische Steuerung verwendete. Dr. Hanratty wird oft als „Vater des CAD“ bezeichnet, weil dieses Ereignis das frühere von beiden ist. Im Jahr 1960 entwickelte der MIT-Student Ivan Sutherland Sketchpad, das erste Programm, mit dem man technische Zeichnungen mit dem Computer erstellen konnte.

Die Debatte darüber, welches Ereignis der wahre Ursprung von CAD ist, ist noch nicht abgeschlossen, aber beide haben einen wichtigen Beitrag zur Branche und zur Entwicklung von CAD-Software geleistet. CAD-Software wird auch heute noch weiterentwickelt und verändert, wobei die Luft- und Raumfahrttechnik nur ein Beispiel dafür ist, wie wichtig CAD für moderne Bauaufgaben ist. CAD hat sich zu einem De-facto-Standard für jede Form der Konstruktion entwickelt und ist eine berufliche Voraussetzung für Ingenieure.

Was sind CAD und BIM?

Was ist CAD?

Das computergestützte Design (CAD) nutzt die Computertechnologie, um Designdateien und Dokumentationen zu erstellen. Es wird für Projekte verwendet, bei denen mehrere verschiedene Teile und Komponenten nahtlos zusammenpassen müssen. Die Software erstellt sowohl 2D- als auch 3D-Modelle und hat sich in den letzten dreißig Jahren weiterentwickelt, wodurch die Arbeit an komplexen Projekten einfacher und schneller geworden ist.

Die breite Einführung von CAD-Software begann vor Jahrzehnten. Fertigungsrichtlinien aus der Automobil- und Luftfahrtindustrie zwangen die Hersteller, ihre Prozesse anzupassen, um mit der Nachfrage Schritt zu halten. Seit etwa zwei Jahrzehnten ist CAD für die Akteure auf dem Industriemarkt eine Voraussetzung, um mit anderen konkurrenzfähig zu bleiben.

Was sind die wichtigsten Vorteile von CAD?

Einige der wichtigsten Vorteile von CAD als eigenständiges Toolset sind:

• Einfachere Kommunikation – CAD bietet eine einfache Möglichkeit für verschiedene Teams, sich mit Hilfe eines vorhandenen 3D-Modells über bestimmte Teile eines Projekts auszutauschen.
• Feedback und Benutzereingaben – CAD nimmt die ungewöhnlichsten Konzepte auf und verwandelt sie in umfassende dreidimensionale Entwürfe. Das ist ein enormer Vorteil in der Entwurfsphase und ermöglicht es verschiedenen Teams und Spezialisten, in ihren spezifischen Bereichen Feedback zu geben.
• Visualisierung – Projektideen, die bereits in den frühesten Stadien der Projektrealisierung visualisiert werden, bieten viel mehr Perspektive und Einblick.
• Bautechnik – Die Fähigkeit von CAD, spezifische Funktionen für verschiedene Branchen anzubieten, macht es zu einem äußerst vielseitigen Werkzeug, das mehrere Ansätze für Design und Planung abdeckt.
• Umfassende Werkzeuge – CAD bietet viele Funktionen, die zu einer besseren Projektvisualisierung beitragen und gleichzeitig ein noch nie dagewesenes Maß an Anpassungsmöglichkeiten bieten.

Was sind die Grenzen von CAD?

Wie fast jede bestehende Technologie oder jedes System hat auch CAD Nachteile. CAD ist eine recht ressourcenintensive Technologie, auch wenn es sie schon seit einiger Zeit gibt. Eine der Voraussetzungen für CAD ist ein Cloud-Server, was die Kosten für die Implementierung von CAD für konservativere Unternehmen in die Höhe treibt.

Außerdem ist die CAD-Software trotz aller Bemühungen um Benutzerfreundlichkeit immer noch relativ gewöhnungsbedürftig. Es gibt eine Lernkurve, und es fallen Schulungskosten an. Dies schränkt die Zahl der CAD-Experten in diesem Bereich ein. Ein weiteres Problem von CAD ist die Diskrepanz zur Realität, wenn es um den Zusammenbau verschiedener Teile geht. Der Zusammenbau geht im CAD leicht von der Hand, aber in der Realität müssen die Teile zusammengeschweißt oder befestigt werden, was etwas ganz anderes ist, als nur ein Detail mit einem anderen in der CAD-Software zu verbinden.

CAD wird auch heute noch für viele verschiedene Zwecke in einer Vielzahl von Branchen eingesetzt, z.B. im Bauwesen, in der Fertigung, im Anlagenbau, im Industriedesign und so weiter. Die gängigsten Dateiformate für CAD sind DXF, DWG, IGES, STEP, SAT und andere.

Was ist BIM?

Building Information Management (BIM) ist ein völlig neuer Prozess der Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Parteien bei der Planung und dem Bau von Projekten anhand einheitlicher Modelle in einheitlichen Datenbanken. Das Ausmaß der Visualisierung, das BIM bietet, ermöglicht es den Abteilungen, verschiedene Designentscheidungen gemeinsam und vor Beginn des Bauprozesses zu analysieren und zu visualisieren.

Die Große Rezession von 2008 hat maßgeblich dazu beigetragen, dass BIM heute in großem Umfang eingesetzt wird. Sie führte zur Streichung vieler kommerzieller Bauprojekte, und noch mehr wurden auf unbestimmte Zeit verschoben, was die gesamte Branche zum Stillstand brachte. Zu diesem Zeitpunkt ergriffen die AEC-Firmen die Initiative und begannen, ihre Arbeitsabläufe umzugestalten, um BIM als neuen Ansatz für die Planung und den Bau zu nutzen, wobei der Schwerpunkt auf der Zusammenarbeit lag. Diese Veränderung veranlasste auch andere Projektbeteiligte dazu, ihre Bauansätze zu aktualisieren, um mit der Menge an Informationen Schritt zu halten, die die AEC-Branche nun zur Verfügung stellen konnte, während sie gleichzeitig von allen anderen Vorteilen von BIM als einem völlig neuen Ansatz für den Bauprozess profitierten.

Ein wesentliches Merkmal von BIM ist, dass die BIM-Dateien digitale Darstellungen verschiedener potenzieller Einrichtungen mit informationsreichen Modellen zeigen, einschließlich elektrischer Systeme, HLK-Anlagen, verschiedener ästhetischer Teile wie Fenster und Türen und so weiter. Der wichtigste Eckpfeiler von BIM ist die Zusammenarbeit, und zwar in erster Linie.

Was sind die wichtigsten Vorteile von BIM?

BIM bietet über seine kollaborative Grundlage hinaus mehrere Vorteile:

• Fehlersuche – Mit BIM ist es viel einfacher, den ursprünglichen Entwurf mit Hilfe verschiedener Teams zu analysieren, da die verschiedenen Teams Zugriff auf denselben Projektentwurf haben.
• Projekt als Prozess – BIM-Software stellt den gesamten Prozess der Erstellung eines Gebäudes als eine Reihe von Schritten dar, so dass verschiedene Messungen und Überlegungen so früh wie möglich angestellt werden können, um zu verhindern, dass das gesamte Projekt rekonstruiert werden muss.
• Kollisionserkennung – BIM bietet eine automatisierte Kollisionserkennung für verschiedene Materialien und Objekttypen, bis hin zu Bodenmaterialien, Wurzeln und Felsen im Boden, die bei der Erstellung des Projekts stören könnten.
• Mehr als 3D – BIM-Lösungen stellen mehrere Dimensionen des Projekts in einem einzigen Arbeitsprozess dar, einschließlich Kostenkalkulation, zeitliche Beschränkungen, thermische und akustische Eigenschaften und mehr.

Beschränkungen von BIM

Wie CAD hat auch BIM seine Schwachstellen und Probleme. Die größte Herausforderung ist die mangelnde Verbreitung in der Branche. Obwohl BIM in den letzten Jahren im Bauwesen immer beliebter geworden ist, zögern viele Unternehmen noch immer, es zu übernehmen. Dieses Zögern führt zu unnötigen Problemen bei der Interaktion zwischen Unternehmen bei Projekten.

Zumindest ein Teil dieses Zögerns ist verständlich, da die Einführung von BIM für Unternehmen, die noch nie damit gearbeitet haben, teuer ist. Während die langfristigen Vorteile der Einführung von BIM die Investition wert sind, sind die enormen einmaligen Kosten für viele Unternehmen ein großes Hindernis.

Ein weiteres potenzielles Problem für BIM-Anwender ist, dass es noch nicht zum Industriestandard geworden ist. Der Mangel an Experten im Bereich BIM, insbesondere im Vergleich zu älteren Werkzeugen wie CAD, macht es schwierig, BIM-Spezialisten zu finden, die das Personal schulen.

CAD vs. BIM

Natürlich gäbe es keinen Vergleich zwischen BIM und CAD, wenn eines von beiden in jeder Hinsicht perfekt wäre. Auch bei BIM gibt es potenzielle Probleme, die in Zukunft auftreten können, angefangen bei dem Problem, das jede neue Technologie in jedem Bereich hat: Kompatibilität.

Was ist das größte Problem bei BIM?

BIM ist eine nicht mehr ganz so neue Technologie wie noch vor einigen Jahren. Die weite Verbreitung dieses Ansatzes in Verbindung mit den vielfältigen Vorteilen, die er bietet, verändert schnell die allgemeine Meinung der Branche. Dennoch gibt es bei der BIM-Software noch viele Probleme zu bewältigen, darunter eines der größten: die Interoperabilität. Es gibt immer noch keine universelle Kompatibilität für alle möglichen Zweige der Bauindustrie, auch wenn regelmäßig Anstrengungen in diese Richtung unternommen werden.

Warum ist BIM bei Großprojekten gegenüber CAD vorzuziehen?

Obwohl BIM, so wie wir es heute kennen, erst vor kurzem entstanden ist, gibt es bereits eine große Nachfrage von Bauherren, die am Ende des Bauprozesses ein BIM-Modell des Ist-Zustandes vorlegen wollen, was die Unternehmen zwingt, eher früher als später umzusteigen.

Die Unternehmen selbst haben ihre Prozesse bereits seit Jahrzehnten auf CAD-Software aufgebaut. Der Aufstieg von BIM als Methode hat jedoch dazu geführt, dass viele Kunden in der Praxis verstanden haben, wie groß der Unterschied in Effizienz und Leistung tatsächlich ist. Daher haben die Kunden auf dem Baumarkt begonnen, ihre Ansprüche an die Projektgeschwindigkeit, das Budget und so weiter zu erhöhen.

Zum jetzigen Zeitpunkt ist es außerordentlich schwierig, wettbewerbsfähig zu bleiben, ohne die BIM-Methodik in der einen oder anderen Form anzuwenden. Die Effektivität eines Unternehmens, das nur herkömmliche Methoden zur Verwaltung von Arbeitsabläufen einsetzt, ist begrenzt, und die Möglichkeiten einer richtigen BIM-Integration gehen weit über die Möglichkeiten eines CAD-basierten Systems hinaus.

Wann ist CAD die bessere Wahl?

Obwohl BIM bei komplexen Bauprojekten erhebliche Vorteile bietet, bleibt CAD in vielen Fällen die bessere Wahl. Wenn Sie wissen, wann Sie welches System verwenden sollten, können Sie das richtige Werkzeug für Ihre speziellen Anforderungen auswählen.

• 2D-Zeichnungen und technische Dokumentation – CAD eignet sich hervorragend für die Erstellung präziser technischer Zeichnungen, Werkstattzeichnungen und Fertigungsunterlagen. Für Projekte, die detaillierte 2D-Pläne ohne 3D-Koordination oder Lebenszyklusdaten erfordern, bietet CAD eine schnellere und einfachere Lösung.
• Fertigung und Produktdesign – CAD ist der Industriestandard für das Design von Produkten, Maschinen, Fahrzeugen und Unterhaltungselektronik. Diese Branchen erfordern eine detaillierte geometrische Modellierung, profitieren aber nicht von den gebäudebezogenen Funktionen von BIM, wie z.B. räumliche Beziehungen oder Facility-Management-Daten.
• Frühes konzeptionelles Design – Während der ersten Entwurfsuntersuchung bieten CAD-Tools eine schnelle, intuitive Modellierung, mit der Konzepte ohne die detaillierten Parameter, die BIM erfordert, visualisiert werden können. Diese Flexibilität ermöglicht es den Designern, schnell zu iterieren, bevor sie zu strukturierteren Arbeitsabläufen übergehen.
• Kleine Projekte – Wohnanbauten, kleine gewerbliche Innenräume oder einfache Renovierungen rechtfertigen oft nicht die Zeit- und Kosteninvestitionen, die BIM erfordert. CAD bietet alle notwendigen Dokumentationsmöglichkeiten ohne komplexe Datenstrukturen.
• Teams ohne BIM-Infrastruktur – Unternehmen ohne BIM-Schulung, standardisierte Protokolle oder kompatible Software stehen vor erheblichen Hindernissen bei der Einführung. Die Lernkurve und die Softwarekosten machen CAD zu einer praktikableren Wahl, bis das Unternehmen für eine vollständige BIM-Implementierung bereit ist.
• Branchen außerhalb des Bauwesens – Landschaftsarchitektur, Bauingenieurwesen für bestimmte Anwendungen und verschiedene andere Bereiche nutzen CAD effektiv, ohne die gebäudespezifischen Funktionen von BIM zu benötigen.

Bei der Entscheidung zwischen CAD und BIM geht es nicht darum, welches System besser ist, sondern welches System zu den Projektanforderungen, den Fähigkeiten des Teams und dem Branchenkontext passt.

Was sind die wichtigsten technischen Unterschiede zwischen CAD- und BIM-Modellen?

Die Betrachtungsweise von CAD- und BIM-Modellen unterscheidet sich erheblich. Zunächst einmal besteht der Hauptzweck von CAD-Modellen darin, hochdetaillierte Darstellungen von Strukturen mit einem eher statischen Blickwinkel zu bieten. Ein BIM-Modell hingegen ist von Anfang an dynamisch und bietet die Möglichkeit, hinein- und herauszuzoomen und andere dynamische Aktionen auszuführen, was bei CAD-Modellen schwierig sein kann.

Der Hauptgrund für diesen Unterschied ist der Kontext der verschiedenen Modellteile. CAD-Modelle verfügen nicht über das Wissen, wie die Elemente außerhalb der grundlegenden statischen Perspektive miteinander verbunden sind, was bedeutet, dass die Dinge nicht gleich bleiben, wenn man sie vergrößert oder erweitert.

Ein BIM-Modell hingegen enthält den genauen Kontext, da es sich um Objekte und nicht um geometrische Elemente handelt, und diese Objekte haben eine Art „Logik“ hinter sich (Türen sind an Wänden befestigt, Böden an Fundamenten usw.), so dass diese Logik berücksichtigt werden kann, wenn versucht wird, eine andere Perspektive desselben Produktmodells zu erstellen.

Ist es möglich, CAD-Modelle in BIM-Modelle zu konvertieren?

Die Konvertierung selbst ist zwar nicht unmöglich, aber definitiv schwierig. Das größte Problem ist die Kompatibilität zwischen den verschiedenen Ansätzen, die zur Erstellung von CAD- und BIM-Modellen verwendet werden. Selbst CAD-Modelle mit umfangreichen Datensätzen können nicht immer vollständig in den BIM-Workflow übertragen werden, weil die Datenformatierung des CAD-Modells nicht mit dem BIM-Workflow kompatibel ist.

Es sei darauf hingewiesen, dass es viele Ausnahmen von dieser Regel gibt. Eines der bemerkenswertesten Beispiele ist die Software von Autodesk. Die Übertragung von Dateien aus AutoCAD in die Autodesk Construction Cloud (ACC) ist relativ problemlos, und der Prozess führt zu einem geringen bis gar keinem Informationsverlust. Die gleiche Logik gilt für andere Software desselben Entwicklers, und es gibt auch separate Konvertierungsdienste, die jedoch oft nicht so effektiv sind.

Direkter Vergleich von CAD- und BIM-Ansätzen

Vergleich von CAD- und BIM-Software

Die obige Tabelle bietet relativ grundlegende Informationen über die Unterschiede zwischen CAD und BIM. Viele andere Unterschiede lassen sich jedoch nur anhand spezifischer BIM- und CAD-Softwarelösungen aufzeigen. Wir werden versuchen, diese Unterschiede anhand von zwei Gruppen von Beispielen zu verdeutlichen:

• Revit vs. SketchUp

Revit ist im Vergleich zu SketchUp viel komplexer. Beide arbeiten mit 3D-Modellen, aber nur Revit fügt Informationen zu verschiedenen Modellelementen hinzu (HLK, Sanitäranlagen usw.) und macht so aus einem CAD-Modell ein BIM-Modell. SketchUp ist anfangs leichter zu erlernen, aber es dauert eine Weile, bis man alle Funktionen beherrscht, und es bietet standardmäßig keine BIM-verwandten Funktionen. Diese Funktionen werden bis zu einem gewissen Grad mit Plugins eingeführt, aber keines reicht aus, um aus SketchUp einen vollständigen BIM-Konkurrenten zu Revit zu machen.

• ArchiCAD vs. AutoCAD

Beide Lösungen bieten Zeichnungs- und Modellierungsfunktionen in 2D und 3D, aber die anderen Funktionen unterscheiden sich stark. AutoCAD ist eine bekannte CAD-Anwendung mit einer steilen Lernkurve und einem hohen Maß an Design- und Rendering-Funktionen. ArchiCAD ist eine BIM-Lösung mit einer etwas sanfteren Lernkurve und zahlreichen Funktionen für die Zusammenarbeit, einschließlich Workflow-Management, Datenaustausch usw.

CAD und BIM sind zwar unterschiedliche Systeme, aber es ist üblich, dass sie nebeneinander existieren. Die Beziehung zwischen den beiden ist symbiotisch, da BIM detaillierte Modelle benötigt, um damit zu arbeiten, und CAD nicht so viele Informationen über jeden Aspekt eines Modells liefern kann wie BIM. Fast jede BIM-Softwareanwendung enthält CAD-Tools, und die meisten CAD-Programme verfügen inzwischen über einige BIM-Funktionen, was zu einer engen Verbindung zwischen den beiden Systemen geführt hat. Diese Verbindung wird in Zukunft wahrscheinlich noch enger werden.

Die Besonderheiten von BIM- und CAD-Dateien

Es ist nicht ungewöhnlich, dass CAD für alle Arten von industriellem Design verschiedener Baugruppen verwendet wird, darunter Smartphones, Computer, Fahrzeuge, Flugzeuge und so weiter. BIM hingegen ist ein speziell auf das Bauwesen bezogenes Werkzeug, das häufig für die Planung und den Bau von Gebäuden wie Schulen, Flughäfen, Büros usw. verwendet wird, sich aber auch allgemein schnell zum neuen Industriestandard entwickelt.

Die zusätzlichen Informationen in diesen Dateien ermöglichen die Erkennung von Kollisionen, die Entdeckung von Problemen und verschiedene andere Funktionen, die den Bauprozess bereits in der Entwurfsphase vereinfachen.

Wenn Sie z.B. die Druckwerte eines bestimmten Teils kennen, können Sie feststellen, dass das Teil nicht aus dem richtigen Material für den Druck besteht, dem es ausgesetzt sein wird. Es ist verständlich, dass verschiedene Merkmale von Modellen, insbesondere Leistungsmerkmale, im Kontext von CAD-Dateien viel Platz beanspruchen und bei der Konvertierung von CAD zu BIM in der Regel gelöscht werden.

CAD- und BIM-Dateiformate und Datentypen

Die Antwort auf die Frage„Was ist eine BIM-Datei?“ ist eng mit den verschiedenen Dateiformaten verbunden, mit denen BIM-Plattformen arbeiten. Das Verständnis dieser Formate wird einfacher, wenn man sie in zwei Hauptkategorien unterteilt: proprietäre Formate, die bestimmten Unternehmen gehören, und nicht-proprietäre Formate, die plattformübergreifend funktionieren.

Was sind die gängigsten BIM- und CAD-Dateiformate?

Verschiedene Dateiformate dienen unterschiedlichen Zwecken im CAD- und BIM-Ökosystem. Wenn Sie wissen, welche Formate proprietär und welche offen sind und wofür sie hauptsächlich verwendet werden, können Teams fundierte Entscheidungen über Softwarekompatibilität und Datenaustauschstrategien treffen.

Es gibt viele weitere spezialisierte Formate für bestimmte Arbeitsabläufe, aber diese stellen die Kernformate dar, die heute in den meisten CAD- und BIM-Projekten verwendet werden.

Welche Dateiformate sind proprietär?

Proprietäre Dateiformate sind Formate, die nur die Software eines bestimmten Unternehmens lesen kann. Da der Markt für BIM-Software relativ groß ist, gibt es viele verschiedene Formate. Einige der bekanntesten sind:

• NWD ist das proprietäre BIM-Format für Autodesk Navisworks. Es lässt sich nur in Navisworks Manage oder Navisworks Freedom öffnen. NWC und NWF sind zwei ähnliche Dateiformate.
• RVT ist das proprietäre Format von Autodesk Revit, das auch die Dateiformate RTE und RFA umfasst.
• AutoCAD-Dateien verwenden das DWG-Dateiformat, das eines der beliebtesten CAD-Dateiformate überhaupt ist und von den meisten CAD-Softwareanwendungen geöffnet werden kann.

Ein beliebter Mythos über das DWG-Format besagt, dass es nur mit 2D-Modellen funktioniert. Das stimmt nicht, denn auch 3D-Objekte passen in das Format, entweder über Basisebenen oder unter Verwendung vollständiger Komponenten und Blöcke. Das DXF-Format (Drawing Interchange Format) funktioniert auch mit BIM-Zeichnungen. Es ist ähnlich wie DWG und etwas größer als dieses, bietet aber den gleichen Grad an Interoperabilität wie die meisten CAD-Plattformen.

Wie können Teams mit proprietären Formaten zusammenarbeiten?

Die gemeinsame Nutzung von Daten zwischen verschiedenen Softwarelösungen stellt eine Herausforderung dar, insbesondere dann, wenn beide Lösungen das gleiche Dateiformat nicht nativ unterstützen. Die Auswirkungen dieser Kompatibilitätsprobleme sind beträchtlich: Jüngste Branchenuntersuchungen zeigen, dass 30 % der AEC-Fachleute aufgrund von Dateikompatibilitätsproblemen mit Projektverzögerungen zu kämpfen haben, während 40 % zusätzliche Zeit mit der manuellen Konvertierung von Dateien verbringen. Ein unzureichender Datenaustausch macht 5-10% der gesamten Projektkosten aus, so dass effektive Strategien zur Zusammenarbeit unerlässlich sind.

In diesem Fall gibt es vier mögliche Ansätze für die Zusammenarbeit:

• Suche nach Kompatibilitäts-Plugins – Versuchen Sie, ein Plugin zu finden, das die Interoperabilität zwischen zwei bestimmten BIM-Lösungen gewährleistet, sofern ein solches Plugin existiert. Diese Plugins werden nicht nur von Softwareanbietern, sondern auch von unabhängigen Programmierern oder Unternehmen entwickelt.
• Exportieren in gängige Formate – Exportieren des BIM-Modells in ein anderes Dateiformat, wenn sowohl die sendende Software als auch die empfangende Software dies unterstützen.
• Umgestaltung von Grund auf – Umgestaltung der erforderlichen Teile von Grund auf mit einer anderen BIM-Software.
• Konvertierung in offene Formate – Konvertierung des BIM-Modells in ein nicht-proprietäres Dateiformat wie IFC. Dieser Schritt kann dazu führen, dass einige der anspruchsvolleren Elemente des Modells bei der Konvertierung verloren gehen, wenn das IFC-Format sie nicht unterstützt.

Welche Dateiformate sind nicht-proprietär?

Proprietäre Datenformate in der Industrie verursachen erwartungsgemäß Koordinationsprobleme, wenn es um die Interaktion mit mehreren verschiedenen proprietären Datenformaten geht. Dieses Problem wird durch die Konvertierung von Dateien in eines der nicht-proprietären Formate mithilfe von Kompatibilitäts-Plugins und ähnlichen Ansätzen gelöst.

Nicht-proprietäre (offene) Formate sind herstellerneutral, oft quelloffen und werden von der internationalen Gemeinschaft gemeinsam entwickelt. Die wichtigsten Beispiele, die wir hier behandeln, sind COBie und IFC.

Was ist COBie?

COBie (Construction Operation Building Information Exchange) ist ein von buildingSMART entwickeltes BIM-Format, das die gemeinsame Nutzung von Bestandsdaten und nicht von geometrischen oder grafischen Daten ermöglicht. Es überträgt Dokumente über verschiedene Projektphasen hinweg, vom Entwurf bis zum Bau. COBie-Dateien werden durch Konvertierung von Excel-Tabellen mit allen Informationen erstellt, die in ein BIM-Modell eingebettet wurden. Es vereinfacht den Prozess der Informationsbereitstellung und fördert gleichzeitig die Zusammenarbeit, da der Dateityp nicht proprietär ist.

Was ist IFC?

IFC (Industry Foundation Classes) ist das beliebteste nicht-proprietäre BIM-Dateiformat und wird von vielen Programmen unterstützt, darunter Revit, Navisworks, Allplan, BricsCAD und andere. Das Problem ist, dass dieses Dateiformat schreibgeschützt ist und sich nicht zur Bearbeitung eignet. IFC-Dateien bieten viele verschiedene BIM-Datenkategorien, darunter Formen, Materialien, Geometrien und räumliche Daten. Zwei ähnliche Dateiformate wie IFC sind ifcXML und ifcZIP, bei denen es sich um XML-Dateien mit den Informationen aus IFC-Datendateien bzw. komprimierten IFC-Dateien handelt.

Warum ist das .BIM-Format wichtig?

Das .BIM-Dateiformat ist eine sehr junge Ergänzung der nicht-proprietären Formatlandschaft. Dotbim, oder .BIM, ist ein BIM-Dateiformat, das erstmals 2022 veröffentlicht wurde. Es ist ein einfaches und quelloffenes Dateiformat, das zudem völlig kostenlos ist und die Interoperabilität und Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Lösungen fördert. Die Dokumentation ist eine Seite lang und enthält alles, was zwischen den verschiedenen Iterationen von BIM-Modellen relevant oder übertragungswürdig ist: Geometrie und Informationen.

Das geometrische Element des .BIM-Dateiformats wird nur über triangulierte Netze übertragen. Diese Entscheidung sollte die Interaktion und den Export von einer Lösung zur anderen vereinfachen. Die Verwendung eines einzigen, weit verbreiteten Geometrietyps macht es viel einfacher, potenzielle Kompatibilitätsprobleme beim Export zu vermeiden, z.B. dass Teile der Geometrie verschwinden, weil eine der Lösungen einen bestimmten Geometrietyp nicht unterstützt.

Die Art und Weise, wie .BIM-Dateien mit Transformationen umgehen, ist ebenfalls relativ einfach: Es gibt nur zwei Arten von Transformationen. „Vektor“ beschreibt die Platzierung des Netzes, und„Rotation“ dreht das Netz in die richtige Position. Diese Einfachheit spart auch Platz in Bezug auf die gesamte Dateigröße, da dasselbe Netz mehrfach verwendet und im Modell platziert wird und .BIM dasselbe Netz einfach mehrfach abruft, um ein Modell zu erstellen.

Die in einem BIM-Modell mit .BIM gespeicherten Informationen sind einfach zu handhaben. Sie werden in einem einfachen Wörterbuch gespeichert, und ein einfaches „Schlüssel-Wert“-System verknüpft spezifische Informationen mit einem einzelnen Element oder mehreren Elementen.

Das letzte interessante Element von .BIM, das es wert ist, besprochen zu werden, ist die Tatsache, dass es keine zukünftigen Entwicklungspläne gibt (anders als bei IFC oder COBie). Das Ziel von .BIM war es, ein einfaches Dateiformat zu schaffen, das die meisten BIM-Lösungen öffnen können. Der Versuch, weitere Funktionen hinzuzufügen, würde dieses Ziel aufgrund von Kompatibilitätsproblemen nur noch schwieriger machen.

Wie konvertiert man CAD-Dateien in BIM?

Die Konvertierung von CAD-Dateien in BIM ist zwar technisch möglich, führt aber zu einem teilweisen oder vollständigen Verlust von Daten, insbesondere bei der Arbeit mit fortgeschrittenen CAD-Dateien mit umfangreichen Datensätzen. Das größte Problem ist die Kompatibilität zwischen den verschiedenen Ansätzen, die zur Erstellung von CAD- und BIM-Modellen verwendet werden. Selbst CAD-Modelle mit umfangreichen Datensätzen werden nicht immer vollständig in den BIM-Workflow übertragen, nur weil die Datenformatierung des CAD-Modells nicht mit dem BIM-Workflow kompatibel ist.

Um eine möglichst sichere Konvertierung zu gewährleisten, ist es am besten, Software vom gleichen Entwickler zu verwenden. Autodesk bietet beispielsweise einen einfachen Prozess für die Konvertierung von AutoCAD in Autodesk BIM 360, bei dem die Daten des ursprünglichen CAD-Modells nicht verloren gehen. Die gleiche Logik gilt für andere Software desselben Entwicklers, und es gibt auch separate Konvertierungsdienste, die jedoch oft nicht so effektiv sind.

Verschiedene Merkmale von Modellen, insbesondere Leistungsmerkmale, nehmen im Kontext von CAD-Dateien viel Platz ein und werden bei der CAD-zu-BIM-Konvertierung in der Regel gelöscht. Wenn Sie beispielsweise die Druckwerte eines bestimmten Teils kennen, können Sie feststellen, dass das Teil nicht aus dem richtigen Material besteht, um dem Druck standzuhalten, dem es ausgesetzt sein wird.

Wie können Sie BIM- und CAD-Dateien effektiv verwalten?

Eine effektive Dateiverwaltung ist entscheidend für den Erfolg von BIM- und CAD-Projekten. Schlechtes Dateimanagement führt zu Versionskonflikten, Datenverlust und Projektverzögerungen. Die Einhaltung bewährter Verfahren sorgt für eine reibungslose Zusammenarbeit, erhält die Datenintegrität und optimiert die Arbeitsabläufe zwischen Teams und Softwareplattformen.

Standardisieren Sie Dateiformate für alle Teams

Wählen Sie während des gesamten Projektlebenszyklus einheitliche Dateiformate. Die Verwendung standardisierter Formate wie IFC für die Interoperabilität oder RVT für Revit-basierte Arbeitsabläufe minimiert Verwirrung und reduziert Konvertierungsfehler. Offene Formate bieten eine bessere langfristige Zugänglichkeit und ermöglichen die Zusammenarbeit mit externen Partnern, die andere Software verwenden.

Legen Sie klare Benennungskonventionen fest

Implementieren Sie systematische Benennungsregeln für alle Projektdateien. Fügen Sie Projektcodes, Disziplinbezeichnungen, Versionsnummern und Datumsangaben in die Dateinamen ein. Eine konsistente Benennung erleichtert das Auffinden von Dateien, verhindert versehentliches Überschreiben und hilft den Teammitgliedern, die aktuellsten Versionen schnell zu identifizieren.

Implementieren Sie Versionskontrollsysteme

Verfolgen Sie Änderungen und pflegen Sie den Dateiverlauf mit speziellen Versionskontrollsystemen. Überprüfen Sie Dateien regelmäßig auf Beschädigungen, veraltete Versionen oder nicht autorisierte Änderungen. Die Versionskontrolle verhindert Konflikte, wenn mehrere Teammitglieder an verwandten Dateien arbeiten, und bietet Rollback-Funktionen, wenn Probleme auftreten.

Optimieren Sie Dateigröße und -struktur

Halten Sie die Dateigrößen überschaubar, indem Sie unnötige Elemente entfernen, nicht verwendete Familien oder Blöcke löschen und historische Daten separat archivieren. Große Dateien verlangsamen die Leistung der Software und erschweren die gemeinsame Nutzung von Dateien. Koordinieren Sie Modellaktualisierungen, um doppelte Arbeit zu vermeiden und sicherzustellen, dass Änderungen in verknüpften Dateien korrekt weitergegeben werden.

Verwenden Sie einen zentralen Cloud-Speicher

Speichern Sie Projektdateien in sicheren gemeinsamen Datenumgebungen (CDEs) oder cloudbasierten Plattformen statt auf lokalen Laufwerken. Die zentrale Speicherung stellt sicher, dass alle Teammitglieder auf die aktuellen Versionen zugreifen können, ermöglicht die Zusammenarbeit in Echtzeit, bietet Redundanz bei der Datensicherung und gewährleistet die Zugriffskontrolle für sensible Projektinformationen.

Die Zukunft von BIM und CAD

Die Bau- und Planungsbranche entwickelt sich rasant weiter. Neue Technologien verändern die Art und Weise, wie Projekte konzipiert, geplant und umgesetzt werden. CAD und BIM sind keine statischen Systeme, sondern entwickeln sich zusammen mit neuen Technologien weiter, die eine weitere Rationalisierung der Arbeitsabläufe, eine bessere Zusammenarbeit und bessere Projektergebnisse versprechen. Das Verständnis dieser Zukunftstrends hilft Fachleuten, sich auf die nächste Generation von Design- und Baumethoden vorzubereiten.

Wie werden KI und Automatisierung das Design verändern?

Künstliche Intelligenz stellt eine der bedeutendsten technologischen Veränderungen in CAD- und BIM-Arbeitsabläufen dar. KI-gestützte Designtools beginnen bereits damit, sich wiederholende Aufgaben zu automatisieren, große Mengen von Projektdaten zu analysieren und intelligente Vorschläge zu machen, für die menschliche Designer wesentlich länger brauchen würden.

Das generative Design geht noch einen Schritt weiter, indem es Systemen ermöglicht, automatisch mehrere Designoptionen auf der Grundlage bestimmter Parameter zu erstellen. Anstatt ein Projekt von Grund auf neu zu entwerfen, geben die Designer Anforderungen wie Tragfähigkeit, optimale Grundfläche, Budgetbeschränkungen und Materialpräferenzen ein. Das System generiert dann zahlreiche realisierbare Designalternativen, die jeweils für unterschiedliche Prioritäten optimiert sind. Dieser Ansatz spart Zeit und erforscht Designmöglichkeiten, die menschliche Designer möglicherweise nicht in Betracht ziehen.

Die jüngsten Fortschritte bei den KI-Tools haben diese Möglichkeiten zunehmend zugänglich gemacht. Moderne KI-Systeme verarbeiten sowohl Text als auch visuelle Informationen gleichzeitig, so dass sie in der Lage sind, die Designabsicht anhand von Skizzen, Fotos oder verbalen Beschreibungen zu verstehen. Die Technologie, die hinter Tools wie ChatGPT steckt, zeigt, wie schnell sich die KI-Fähigkeiten weiterentwickeln – was vor einigen Jahren noch unmöglich schien, wird nun zur Standardfunktionalität.

Algorithmen des maschinellen Lernens verbessern auch die Erkennung von Kollisionen, die Genauigkeit von Kostenschätzungen und die Bauplanung. Diese Systeme lernen aus historischen Projektdaten, um potenzielle Probleme vorherzusagen, optimale Bauabläufe vorzuschlagen und Kosteneinsparungsmöglichkeiten früher im Planungsprozess zu erkennen.

Welche Rolle werden VDC und digitale Zwillinge spielen?

Neben den traditionellen BIM-Workflows gibt es zwei neue Konzepte, die die Art und Weise, wie die Branche an die Projektabwicklung und das Gebäudemanagement herangeht, neu gestalten: Virtual Design and Construction (VDC) und digitale Zwillinge.

VDC erweitert BIM durch die Integration von Designmodellen mit Projektplanung, Kostenmanagement und Bauplanung in einer einheitlichen Methodik. Während sich BIM in erster Linie auf das Gebäudemodell selbst konzentriert, umfasst VDC den gesamten Projektabwicklungsprozess. Es kombiniert 3D-Modelle mit Zeit- (4D) und Kostendimensionen (5D) und ermöglicht so umfassende Projektsimulationen vor Baubeginn. Diese Integration ermöglicht es den Teams, Konflikte zu erkennen, Bauabläufe zu optimieren und fundierte Entscheidungen über die Ressourcenzuweisung und den Zeitplan des Projekts zu treffen.

Digitale Zwillinge stellen die nächste Evolutionsstufe im Lebenszyklusmanagement von Gebäuden dar. Ein digitaler Zwilling ist ein dynamisches virtuelles Abbild eines physischen Objekts, das in Echtzeit mit Daten von Sensoren, IoT-Geräten und Gebäudemanagementsystemen aktualisiert wird. Im Gegensatz zu statischen BIM-Modellen spiegeln digitale Zwillinge kontinuierlich den aktuellen Zustand des Gebäudes während seiner gesamten Lebensdauer wider.

Die praktischen Anwendungen von digitalen Zwillingen gehen weit über den ersten Bau hinaus. Gebäudemanager nutzen diese virtuellen Repliken für die vorausschauende Wartung, um potenzielle Geräteausfälle zu erkennen, bevor sie auftreten. Energiemanagementsysteme optimieren die Gebäudeleistung durch die Analyse von Echtzeitdaten über Belegung, Wetterbedingungen und Systemeffizienz. Durch die Integration von IoT-Sensoren mit BIM-Modellen entstehen intelligente Gebäude, die sich an veränderte Bedingungen und Nutzerbedürfnisse anpassen.

Da diese Technologien immer ausgereifter werden, verschwimmen die Grenzen zwischen der Planungs-, Bau- und Betriebsphase immer mehr. Gebäude werden zu lebendigen digitalen Gebilden, deren virtuelle Gegenstücke kontinuierliche Erkenntnisse liefern, die die Leistung verbessern, die Kosten senken und den Lebenszyklus von Anlagen verlängern.

Wichtige Erkenntnisse

• CAD und BIM dienen unterschiedlichen Zwecken: CAD eignet sich hervorragend für 2D-Zeichnungen und Produktdesign, während BIM datenintensive Modelle für komplexe Bauprojekte liefert, die Lebenszyklusmanagement und Zusammenarbeit erfordern.
• Die Wahl des Dateiformats hat erheblichen Einfluss auf den Projekterfolg: 30% der AEC-Fachleute erleben Verzögerungen aufgrund von Formatinkompatibilität, und ein schlechter Datenaustausch verursacht 5-10% der Projektkosten.
• Offene Formate ermöglichen eine bessere Zusammenarbeit: Standards wie IFC und COBie fördern die Interoperabilität zwischen verschiedenen Softwareplattformen, reduzieren Konvertierungsprobleme und gewährleisten die langfristige Verfügbarkeit von Daten.
• Effektive Dateiverwaltung verhindert kostspielige Probleme: Die Standardisierung von Formaten, die Implementierung einer Versionskontrolle und die Verwendung eines zentralen Cloud-Speichers rationalisieren Arbeitsabläufe und minimieren Fehler zwischen Projektteams.
• Aufkommende Technologien verändern die Branche: KI-gestütztes generatives Design, virtuelles Design und Konstruktion (VDC) und digitale Zwillinge erweitern die traditionellen CAD- und BIM-Funktionen um vorausschauende Wartung und Gebäudeoptimierung in Echtzeit.
• Wählen Sie das richtige Tool für Ihre Bedürfnisse: Weder CAD noch BIM sind universell überlegen – wählen Sie je nach Projektkomplexität, Teamfähigkeiten, erforderlichen Funktionen und danach, ob Sie Daten über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes oder nur die Entwurfsdokumentation benötigen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist der Hauptunterschied zwischen CAD und BIM?

CAD konzentriert sich auf die Erstellung digitaler Zeichnungen und Modelle, die in erster Linie der Planung und Dokumentation dienen. BIM geht über die Geometrie hinaus und umfasst intelligente, datenintensive Modelle, die Informationen über Materialien, Kosten, Zeitpläne und Beziehungen zwischen Gebäudeelementen enthalten. Während CAD statische Zeichnungen erstellt, erzeugt BIM dynamische Modelle, die die Zusammenarbeit und den Datenaustausch während des gesamten Gebäudelebenszyklus unterstützen.

Welches Dateiformat sollte ich für BIM-Projekte verwenden?

Die Wahl hängt von der Software und den Anforderungen Ihres Teams an die Zusammenarbeit ab. Für Arbeitsabläufe mit nur einer Software sollten Sie native Formate wie RVT (Revit) oder DGN (MicroStation) verwenden. Für die Zusammenarbeit mit mehreren Softwareprogrammen bieten offene Formate wie IFC die beste Interoperabilität. Für Projekte, die Asset-Daten erfordern, sollten Sie COBie verwenden, während für die Problemverfolgung das BCF-Format von Vorteil ist.

Kann ich CAD-Dateien in BIM konvertieren?

Ja, aber die Konvertierung führt zu einem teilweisen oder vollständigen Verlust von Daten, insbesondere bei komplexen CAD-Dateien. Der beste Ansatz ist die Verwendung von Software desselben Entwicklers – die Konvertierung von AutoCAD in Revit innerhalb des Autodesk-Ökosystems minimiert beispielsweise den Informationsverlust. Leistungsmerkmale und detaillierte Spezifikationen werden bei der Konvertierung in der Regel gelöscht, da den CAD-Modellen die strukturierten Daten fehlen, die BIM erfordert.

Ist BIM besser als CAD?

Keines der beiden Systeme ist universell besser – jedes dient einem anderen Zweck. BIM eignet sich hervorragend für komplexe Bauprojekte, die Koordination, Lebenszyklusmanagement und kollaborative Arbeitsabläufe erfordern. CAD ist nach wie vor die bessere Wahl für 2D-Zeichnungen, Fertigungsdesign, frühe konzeptionelle Arbeiten und kleinere Projekte, bei denen die BIM-Infrastruktur einen unnötigen Mehraufwand bedeuten würde. Die Entscheidung hängt von den Projektanforderungen, den Fähigkeiten des Teams und dem Branchenkontext ab.

Was sind proprietäre und offene BIM-Formate?

Proprietäre Formate wie RVT, NWD und DGN gehören bestimmten Softwareanbietern und bieten eine Vielzahl von Funktionen, die jedoch Kompatibilitätsprobleme verursachen. Offene Formate wie IFC, COBie und BCF sind herstellerneutrale Standards, die in internationaler Zusammenarbeit entwickelt wurden. Offene Formate ermöglichen einen besseren Austausch von Daten zwischen verschiedenen Plattformen und gewährleisten eine langfristige Zugänglichkeit, auch wenn bei der Konvertierung manchmal anspruchsvolle Elemente verloren gehen.

Brauche ich BIM für kleine Projekte?

Nicht unbedingt. Kleine Wohnanbauten, einfache Renovierungen oder einfache gewerbliche Innenausstattungen rechtfertigen oft nicht den Zeit- und Kostenaufwand und die Komplexität, die BIM erfordert. Für diese Projekte bietet CAD ausreichende Dokumentationsmöglichkeiten, ohne dass der Aufwand für die Verwaltung komplexer Datenstrukturen oder die Koordinierung mehrerer Disziplinen erforderlich ist. BIM wird wertvoll, wenn an einem Projekt mehrere Beteiligte beteiligt sind, eine Kollisionsprüfung erforderlich ist oder Daten für das Lebenszyklusmanagement benötigt werden.