Herausgeber:
Siemens Schweiz AG Smart Infrastructure Freilagerstrasse 28 8047 Zürich Schweiz
Kontakt:
Zürich, Gossau, Chur Andreas Sulzberger
andreas.sulzberger@siemens.com T. +41 58 558 4023
Bern, Basel, Luzern, Tessin Markus Nobs
markus.nobs@siemens.com T. +41 79 179 7556
Lausanne, Genf, Sion, Fribourg Michael de Straschnov
1 Inhalt
1 Inhalt ... 3
2 Rahmenbedingungen ... 5
2.1 Einheitliches BIM Verständnis ... 5
2.2 Projektablauf ... 6
3 Desigo CC BIM Viewer Use Cases ... 7
4 Mehrwert ... 9
5 Systemlandschaft ... 10
5.1 Übersicht der Systemlandschaft ... 10
5.2 Customer Common Data Environment: ... 10
5.3 Authoring / Projekt Engineering: ... 10
5.4 Identity Cross-Linking & Validation: ... 10
5.5 Operation & Monitoring Visualization / Desigo CC BIM Viewer: ... 11
6 Stakeholders und Prozess ... 12
6.1 Stakeholders ... 12
6.1.1 Kunde / Investor / Betreiber: ... 12
6.1.2 Planer / Unternehmer: ... 12
6.1.3 SIEMENS BIM Engineer:... 12
6.1.4 SIEMENS Desigo CC Engineer: ... 12
6.2 Prozess von der Use Case Definition bis zum Betrieb ... 12
7 Implementierung ... 13
8 BIM Viewer Use Cases - Informationsanforderungen ... 14
9 Modellierungsstandard für den Desigo CC BIM Viewer ... 15
10 Datenmanagement... 15
11 Ausschreibungstexte ... 16
11.1 Allgemeine Anforderungen ... 16
11.2 Beispiel Ausschreibungstext ... 16
Versionierung
Version Datum Beschreibung
1.0 30.04.2021 Initial Dokument Kapitel A + C
Management Summary
Building Information Modeling (BIM) bringt neue und innovative Möglichkeiten in der Planung, Umsetzung und Bewirtschaftung von Gebäuden.
Der Desigo CC (DCC) BIM Viewer verbindet die BIM Modelle des realisierten Gebäudes mit den Echtzeitwerten aus der Automation desselben. Bei Desigo CC handelt es sich um eine integrierte, skalierbare und offene Gebäudemanagement-Plattform.
Die direkte Einbindung des BIM Viewers auf der DCC Plattform ermöglicht eine einfache und schnelle Navigation zwischen den konventionellen DCC Funktionen und dem BIM Viewer. Dem Nutzer stehen diverse neue Funktionen, Navigationsmöglichkeiten und Übersichten zu seinem Gebäude und der darin verbauten Produkten zur Verfügung.
Dem Nutzer steht im BIM Viewer ein digitaler Gebäude Zwilling zur Verfügung welcher verknüpft ist mit den Daten und konventionellen Funktionen aus dem DCC, wie dem Alarmviewer, Trendaufzeichnungen,
Anlagengrafiken, Zeitschaltprogramme etc. Das Verknüpfte BIM Modell ermöglicht unter anderem das direkte Auffinden von Feldgeräten im Modell. So ist es im Störfall einer Brandschutzklappe möglich diese anhand der Platzierung im 3D Modell schnell und einfach im Gebäude aufzufinden. Dies ist eine von diversen neuen effizienzsteigernden Funktionen.
Dieses Dokument zeigt die neuen Funktionen und deren Mehrwerte des Desigo CC BIM Viewer. Auch sind alle Informationen und Anforderungen an das BIM Modell enthalten so, dass dieses optimal genutzt werden kann.
Das Dokument ist in drei Teile aufgeteilt: Strategische Zusammenfassung, Operative Richtlinien zur Umsetzung und Ausschreibungstexte. Die Operativen Richtlinien zur Umsetzung sind aktuell nicht im Dokument enthalten und folgen zu einem späteren Zeitpunkt.
A B C
Strategisch Operativ Ausschreibungstexte
Rahmenbedingungen Implementierungsprozess Allgemeine Anforderungen
Übersicht der Use Cases Use Cases - Informationsanforderungen Beispiel
Ausschreibungstexte
Mehrwert Modellierungsstandard
Systemlandschaft Datenmanagement
Stakeholders & Prozess
A. Strategisch
2 Rahmenbedingungen
Die Rahmenbedingungen definieren die übergeordneten Anforderungen des Prozesses als Grundlage für alle weiteren Kapiteln. Sie beschreiben die allgemeinen und projektübergreifenden Anforderungen an die BIM Methodik.
2.1 Einheitliches BIM Verständnis
Building Information Modeling (BIM) ist eine modellbasierte, digitale, interdisziplinäre und verifizierbare Arbeitsmethodik. Virtuell abgebildete dreidimensionale Gebäudemodelle werden mit alphanummerischen Daten und Dokumenten verknüpft und bieten damit ein konsistentes Abbild aller planungs-, ausführungs- und betriebsrelevanten Informationen. Die Gebäudemodelle enthalten die geometrischen und informativen Abbildungen von Rohren, Kanäle, Möbel, Feldgeräte, Wänden, Türen und vielem Mehr.
Die BIM Methodik bezieht sich nicht nur allein auf das 3D Modell, auch die gesamte prozessuale und
technische Infrastruktur ist einzubeziehen und konsistent anzuwenden. Hierbei wird eine Reihe an technischen, methodischen und informationsbasierten Anforderungen an das BIM Modell gestellt. Die Anforderungen an
das BIM Modell für die Siemens Management Plattform werden im Kapitel B beschrieben und der Zusammenhang definiert.
Für den optimalen Einsatz des BIM Viewer ist es zwingend notwendig, dass die abgegebenen Modelle und Informationen der Projektbeteiligten dem Ausbaustand des Gebäudes entsprechen (As-Built).
2.2 Projektablauf
Um den Desigo CC BIM Viewer für alle Projektbeteiligten optimal, nachhaltig und wirtschaftlich umzusetzen, ist der folgende Projektablauf (Abb. 2.2.1) erforderlich. Dieses Dokument unterstützt alle Projektbeteiligten in der Erarbeitung der LIA/AIR und IAG/EIR und des BAP. Im Folgenden Abschnitt wird auf die einzelnen Schritte der Projektabwicklung eingegangen.
Abbildung 2.2.1: Übersicht BIM Projektabwicklung Phase Vorprojekt
• Definition der Use Cases für den Betrieb unter Verwendung der
Liegenschaftsinformationsanforderungen (LIA/AIR) und Informationsanforderungen Auftraggeber (IAG/EIR)
Phase Planung und Ausschreibung
• Erstellung eines Projektinformationsmodels (PIM) in einem Common Data Environment anhand des BIM Abwicklungsplanes (BAP)
• Ergänzung der Ausschreibungstexte mit den in den Use Cases definierten Informationsanforderungen.
Phase Ausführung
• Sicherstellung, dass das PIM entsprechend der Ausführung nachgeführt wird, so dass dieses als As- Built für das LIM genutzt werden kann.
Phase Inbetriebnahme
• Übernahme des PIM in die Management-Plattform Desigo CC.
Phase Übergabe
• Aus der Management-Plattform Desigo CC wird dem Betreiber ein LIM zur Verfügung gestellt.
Phase Betrieb
• Die im LIA definierten Use Cases stehen dem Betreiber zur Verfügung.
3 Desigo CC BIM Viewer Use Cases
In diesem Abschnitt werden die Desigo CC Use Cases aufgezeigt und kurz beschrieben. Eine detaillierte Beschreibung und die dazugehörigen Anforderungen an das Modell sind im Kapitel B zu finden.
Aussenvisualisierungen
Navigation in der Gesamtansicht
Das Gebäude kann gedreht und bewegt werden, der Gebäudename kann eingeblendet werden und eine Stockwerkliste ermöglicht eine schnelle Navigation in die gewünschte Stockwerkübersicht. Auch kann das Gebäude durch Anklicken einer Tür oder eines Fensters betreten werden.
Fenster Status Überblick Die Fenster der Gebäudehülle werden in Abhängigkeit des Status (offen/geschlossen) eingefärbt.
Jalousie Status Überblick Die Jalousie der Gebäudehülle werden in Abhängigkeit des Status (Höhe und Kippwinkel) eingefärbt.
Raumtemperatur Status Überblick
Die Fenster der Gebäudehülle werden in Abhängigkeit der Raumtemperatur des dahinterliegenden Raums eingefärbt.
Beleuchtung Status Überblick Die Fenster der Gebäudehülle werden in Abhängigkeit der Raumbeleuchtung des dahinterliegenden Raums eingefärbt.
Raumfeuchte Status Überblick Die Fenster der Gebäudehülle werden in Abhängigkeit der Raumfeuchte des dahinterliegenden Raums eingefärbt.
Raumluftqualität Status Überblick
Die Fenster der Gebäudehülle werden in Abhängigkeit der Raumfeuchte des dahinterliegenden Raums eingefärbt.
Raumbelegung Status Überblick Die Fenster der Gebäudehülle werden in Abhängigkeit der Raumbelegung des dahinterliegenden Raums eingefärbt.
Alarm Status Überblick
Die Raumflächen werden in Abhängigkeit des mit dem Raum
verknüpften Alarmwertes eingefärbt. Durch die X-Ray Funktion wird die Gebäudehülle transparent und ermöglicht die Sicht auf die
Raumflächen.
Grundrissvisualisierungen
Stockwerkansicht
Jedes Stockwerk kann in der Stockwerkansicht betrachtet werden, dabei wird das BIM Modell auf dem entsprechenden Stockwerk geschnitten und von oben betrachtet und wirkt somit wie ein 2D Grundriss.
Verknüpfung von BIM Objekten mit Desigo CC Objekten
Die im BIM Modell enthaltenen Objekte können mit Objekten, welche im Desigo CC enthalten sind, verlinkt werden. Z.B. kann eine
Brandschutzklappe einer Lüftung aus dem Desigo CC mit dem entsprechenden BIM Objekt verknüpft werden. Dies ermöglicht die Navigation aus der Standard DCC Schema-Ansicht in das BIM Modell zu dem dazugehörigen Objekt.
Navigation in den Raum
In der Stockwerkansicht kann ein Raum ausgewählt und betreten werden. Dabei springt die Kamera in den Raum, welcher in 3D visualisiert wird. In dieser Ansicht kann der Raum besichtigt und durchschritten werden. Auch kann der Raum durch die Tür verlassen werden, um den nächsten Raum zu besichtigen.
Navigation aus dem Alarmviewer
Ist das Desigo CC Objekt mit einem BIM Objekt verknüpft, so kann im Alarmfall aus der Standard Alam Übersicht auf das dazugehörige BIM Objekt navigiert werden.
Raumtemperatur Status Überblick
Die Raumflächen in der Stockwerkansicht können in Abhängigkeit der damit Verknüpften Raumtemperatur eingefärbt werden.
Beleuchtung Status Überblick Die Raumflächen in der Stockwerkansicht können in Abhängigkeit der damit Verknüpften Beleuchtung eingefärbt werden.
Raumfeuchte Status Überblick Die Raumflächen in der Stockwerkansicht können in Abhängigkeit der damit Verknüpften Raumfeuchte eingefärbt werden.
Raumluftqualität Status Überblick
Die Raumflächen in der Stockwerkansicht können in Abhängigkeit der damit Verknüpften Raumluftqualität eingefärbt werden.
Raumbelegung Status Überblick Die Raumflächen in der Stockwerkansicht können in Abhängigkeit der damit Verknüpften Raumbelegung eingefärbt werden.
Alarm Status Überblick Die Raumflächen in der Stockwerkansicht können in Abhängigkeit der damit Verknüpften Alarmierung eingefärbt werden.
Raum Wert Anzeige Die Raumwerte aus der Total Room Automation können als eingeblendete Fenster in der Stockwerkansicht visualisiert werden.
Bubble Fenster Ein im BIM Viewer eingeblendetes Fenster zeigt die wichtigsten Informationen des aktuell ausgewählten BIM Objektes.
4 Mehrwert
Nachfolgend wird eine Grobübersicht der Mehrwerte aufgelistet:
- Überblick der Gebäudeperformance liefert KPIs.
- Verbesserte Betriebseffizienz, spart Betriebspersonal und Ressourcen.
- Zeitersparnis, statt vor Ort Infos zu suchen, spart erforderliches Betriebspersonal und entlastet Personal.
- Intuitive Visualisierung und Verortung der Betriebszustände, spart suchen durch Betriebspersonal und liefert kürzere Auffindungszeiten.
- Kombinierte Visualisierung der Struktur und dynamischer Daten – liefert schnelle Überblicke für das Betriebspersonal und für schnellere, direktere Interventionen.
- Der BIM Viewer führt das Betriebspersonal bei Störungen und Alarmen direkt zum Geschehen ohne das Drittdokumente wie Elektroschema, Prinzipschema oder HLK Pläne genutzt werden.
- Ermöglicht ein räumliches Vorstellungsvermögen des Gebäudes und der darin enthaltenen Räumlichkeiten und Anlagen.
- Einfacher und schneller Übersicht mit allen Gewerken und Stockwerken.
- Besichtigung des Gebäudes und Besprechung von Anlagen direkt im Modell.
- Informationen aus der Planung und Ausführung können über das Modell direkt in den BIM Viewer importiert werden.
- Die Nutzung des BIM Viewer kann auf die Anwendungsfälle des Kunden angepasst werden.
- Mit wenig Aufwand können aussagekräftige Ansichten, verknüpft mit Livewerten, erstellt werden.
5 Systemlandschaft
5.1 Übersicht der Systemlandschaft
Nachfolgend wird eine übergeordnete Systemlandschaft erklärt, die für den Desigo CC BIM Viewer benötigt wird. In diesem Prozess werden die Daten aus einem Common Data Environment (CDE) transferiert, mit den Daten aus den in Desigo CC referenzierten Feldgeräten verlinkt, und führen dazu, dass das Modell im BIM Viewer in Desigo CC als visuelles Betriebs- und Überwachungsmedium dem Betreiber zur Verfügung steht.
Abbildung 5.1.1: Übersicht der Systemlandschaft und Stakeholder.
5.2 Customer Common Data Environment:
Das Customer Common Data Environment (CDE) wird entsprechend ISO 19650 als offene Schnittstelle während der Planung, Ausführung und Inbetriebnahme Phase genutzt, um die Zusammenarbeit/Kollaboration mit den Architekten, Fachplanern und dem Siemens System Engineering (Desigo CC Engineer) zu optimieren. Es dient als Quelle für die digitalen Bauwerksmodelle und wird in weiterer Folge auch in den Betrieb übernommen.
5.3 Authoring / Projekt Engineering:
Bei den Autorentools handelt es sich einerseits um die native Modellierungssoftware, die für die Erstellung der geometrischen Bauwerksmodelle verwendet wird, und anderseits um die Tools, die während des System Engineerings sowie der Inbetriebnahme für Brandmeldetechnik, Sicherheitstechnik und MSR genutzt werden.
5.4 Identity Cross-Linking & Validation:
Während des Identity Cross-Linking und Validation Prozesses werden die Daten aus dem CDE ausgelesen, bereinigt, korreliert und in einer Verlinkungstabelle gemappt, um zwischen dem geometrischen Objekt im BIM Viewer und dem realen Feldgerät eine Verbindung herzustellen. So werden die realen Objekte mit den digitalen Objekten im digitalen Zwilling verbunden. Während dem Prozess werden die folgenden Aktionen durchgeführt:
• Importieren & Bereinigen
• Daten korrelieren
•
5.5 Operation & Monitoring Visualization / Desigo CC BIM Viewer:
• Während des Betriebes wird der Desigo CC BIM Viewer mit dem Customer Common Data-
Environment verbunden, um immer die aktuellen Daten zu gewährleisten. Des Weiteren fungiert der Desigo CC BIM Viewer als «Single Pane of Glass User Interface» für den Betrieb via einer integralen 2D, 3D und Schemata Visualisierung.
• Systemische Bedingungen
• Um die BIM Daten in Desigo CC aktuell zu halten, wird eine Schnittstelle zum Kundenseitigen CDE benötigt. Im CDE liegen die aktuellen as-built BIM Daten im IFC Daten Format.
6 Stakeholders und Prozess
6.1 Stakeholders
Abbildung 6.1.1: Übersicht des Stakeholders im Prozess.
6.1.1 Kunde / Investor / Betreiber:
Kundenseitig werden Ziele, Use Cases und die LIA/IAG (1a + 1b) definiert, um die gewünschten Mehrwerte über den gesamten Gebäudelebenszyklus ermöglichen zu können.
6.1.2 Planer / Unternehmer:
Ein BIM-Abwicklungsplan BAP für die Planungs- und Ausführungsphase wird als Antwort auf die LIA und IAG (2a) erstellt. Die Auftragnehmer sind zuständig für die Lieferung der jeweiligen BIM Modelle für Architektur, MEP etc. (2b)
6.1.3 SIEMENS BIM Engineer:
Zuständig für die Sicherstellung der BIM Modelle mit sämtlich erforderlichen Komponenten der Gebäudetechnik wie Brandschutz, Sicherheit, Gebäudeautomation etc. (3a).
6.1.4 SIEMENS Desigo CC Engineer:
Zuständig für die Integration des Liegenschaftsinformationsmodells im Desigo CC BIM Viewer und die Verbindung der Subsysteme mit den aufgeschalteten Datenpunkten. (3b)
6.2 Prozess von der Use Case Definition bis zum Betrieb
Sobald ein Use Case für den Betrieb festgelegt wird, sind die dazugehörigen Anforderungen an den Prozess und die Modelle in der LIA und IAG festzuhalten. Das Projektteam setzt dann die Anforderungen mittels BIM Abwicklungsplan auf einem Common Data Environment um. Während der Ausführungsphase kontrolliert der Siemens BIM Engineer die Datenkonsistenz der BIM Modelle und gleicht diese mit der Konfiguration in der Desigo CC Managementplattform ab. Während der Inbetriebnahme werden, die für die Use Cases notwendigen
B. Operativ
Der BIM Viewer wird als Erweiterungsmodul der Siemens Managementplattform Desigo CC angeboten. Dieses Kapitel zeigt die Anforderungen an das Projektinformationsmodell (PIM) und an das
Liegenschaftsinformationsmodell (LIM) auf. Es werden festgelegt, welche Daten, Informationen und Dokumente von welchem Projektbeteiligten zu erbringen sind. Mit dem Ziel, dass diese Informationen und Modelle in der Planungs- und Ausführungsphase vorbereitet und genutzt werden, um eine spätere Verlinkung des BIM Modell mit den Desigo CC Daten zu ermöglichen.
7 Implementierung
8 BIM Viewer Use Cases – Informationsanforderungen
8.1.1 Visuelle Performance GAP-Analyse
Abbildung 8.1.1: Performance GAP-Analyse anhand Temperatur 8.1.1.1 Funktion und Mehrwerte
In einer Gegenüberstellung von IST und SOLL Werten wird eine Abweichung GAP genannt. Dieser GAP Wert bildet den Indikator für eine Abweichung der Anlage zum energetisch Optimalen Betrieb. Die SOLL Werte können auch einer Gebäudeperformance Simulation entnommen werden, dies ermöglicht eine dynamische Anpassung der Werte. Die IST Werte auch Live Werte genannt können den Datenpunkten der
Gebäudemanagement Plattform entnommen werden. Aus den IST und SOLL Werten wird danach der GAP Wert berechnet. Der Desigo CC BIM-Viewer ermöglicht dem Benutzer eine einfache und schnelle Übersicht.
Die GAP Werte werden in einer 3D Stockwerkansicht farblich in den dazugehörigen Räumen eingeblendet.
Dabei steht Grün für den perfekten Betrieb, Blau für eine negative Abweichung und Rot für eine positive. Kurz ein Blauer Raum ist zu Kalt und ein Roter Raum zu Warm.
Wird durch den Betreiber eine Abweichung festgestellt, stehen diesem die gesamten Informationen der Gebäudetechnik zur Verfügung. Dies umfasst alle Live Daten aus den Primäranlagen, Raumautomation, Strom- und Wasserverbrauch Messungen, Wetterdaten, Daten zur Raumbelegung und Zutrittskontrolle. Dies
ermöglicht dem Betreiber sein Gebäude dynamisch über den gesamten Lifecycle optimal zu betreiben.
8.1.1.2 System und Informationsanforderungen
System COMFORT– TRA
Identifikator Desigo CC BACnet Objekt Adresse Identifikator BIM Objekt BIM Identifikator / AKS ID
Datenpunkt: Temperaturfühler / BACnet Objekt BIM Element Visualisierung Raum
8.1.1.3 Systemspezifische Anforderungen Desigo TRA ™
9 Modellierungsstandard für den Desigo CC BIM Viewer
10 Datenmanagement
C. Ausschreibungstexte
11 Ausschreibungstexte
Das folgende Kapitel befasst sich mit den Anforderungen an das BIM Model, die für die Ausschreibung zu berücksichtigen sind. Unter Berücksichtigung der folgenden Empfehlungen kann eine reibungslose Übergabe aus dem Projektinformationsmodell (PIM) in das Liegenschaftsinformationsmodell (LIM) für den Desigo CC BIM Viewer gewährleistet werden.
11.1 Allgemeine Anforderungen
Die folgenden Themen sind in der Ausschreibung zu definieren:
1. Digitale Bauwerksmodelle:
- Gliederung und geometrische Anforderungen - Alphanumerische Anforderungen
2. Modellaustausch und Zusammenarbeit/Kollaboration - Zugriff auf das Common Data Environment (CDE) - Data Drop Meilensteine
- Modellbasiertes Feedback
11.2 Beispiel Ausschreibungstext
Der folgende Ausschreibungstext ist als Beispiel zu verstehen und muss projektspezifisch angepasst werden.
Pos 1. Digitale Bauwerksmodelle:
Gliederung und geometrische Anforderungen
Die folgenden BIM Modelle sind gemäss den Siemens Desigo CC BIM Viewer Informationsanforderungen in IFC2x3 oder IFC4 Format zu liefern:
Leitmodell
Modell Elemente
Architekturmodell Geschosse, Räume, Wände, Trockenbau, Ausstattung, Abhangdecken, Türen Tragwerk- /Stahlbaumodell Tragende Wände, Böden, Stützen, Stahlbau
Fassadenmodell Gebäudehülle, Fassadenelemente, Fenster
Fachmodelle
Modell Elemente
Elektromodell Schaltgerätekombinationen, Verteiler, Leuchten, Apparate, Verbraucher Gebäudeautomationsmodell Feldgeräte, Sensoren, Kontroller, Aktuatoren, Melder, Regler
HLKS-Modell Apparate, Verteilnetz, Verbraucher
Die Elemente der Bauwerksmodelle sind widerspruchsfrei platziert und der entsprechenden IFC- Elementkategorie und Typ zugeordnet.
Alphanumerische Anforderungen
Die Elemente der BIM-Modelle sind widerspruchsfrei typisiert zu modellieren, jedes Element soll
widerspruchsfrei einem Bauteiltyp (Produkt) zugeordnet sein. Jeder Raum und jede instandhaltungsrelevante Komponente, die im Desigo CC referenziert ist, ist im BIM Modell einer eindeutigen AKS ID oder vorab einem abgestimmten eindeutigen nicht zufälligen Identifikator und einem abgestimmten IFC Property Set zugeordnet.
Pos 2. Modellaustausch und Kollaboration:
Zugriff auf das Common Data Environment (CDE)
Dem Siemens Engineer ist Zugriff zu den für den Desigo CC BIM Viewer bereitgestellten BIM Modelle auf dem Projekt Common Data Environment (CDE) zu gewähren.
Data Drop Meilensteine
Es werden 5 Datadrops in folgender Reihenfolge je nach Projektphase vorgesehen: Nach Planung, Ausführung, Engineering, Inbetriebnahme und zur Übergabe an das Facility Management (FM). Alle betriebsrelevanten und die im Desigo CC referenzierten Komponenten sind im Data Drop nach der Inbetriebnahme vorhanden. Die BIM Modelle bei der Übergabe an das Facility Management entsprechen dem Status As-Built des Projektes.
Modellbasiertes Feedback
Feedback zu den BIM Modellen und Informationen nach jedem Data Drop finden modellbasiert statt. Ein BIM- Verantwortlicher für Feedback und Abstimmungen ist zu identifizieren.
