Projektstatus: In Arbeit

IFC-HIVE - Open BIM Common Data Environment

Wir schaffen eine Cloud-Speicherlösung für integrierte Bauwerksdaten.

#Runde12  #API  #Umwelt/Nachhaltigkeit 

Welche gesellschaftliche Herausforderung adressiert euer Prototyp?

Bau, Sanierung und Betrieb von Gebäuden produzieren erhebliche CO2-Emissionen. Im Kampf gegen den Klimawandel und zur Schonung von Ressourcen hat die Sanierung von ineffizienten Bestandsgebäuden hohe Priorität. Dabei sind fragmentierte Gebäudedaten ein Hauptproblem. Sie sind regelmäßig auf verschiedene Fachplanungen verteilt, nicht synchronisiert und unvollständig. Integration, Transparenz und Nachhaltigkeit von Planungsdaten müssen sich deutlich verbessern, wenn Sanierungen und Betrieb unter Bedingungen knapper Ressourcen effizient geplant und umgesetzt werden sollen.

Building Information Modeling (BIM) hat diese Transparenz als Ziel und fordert als Methode eine digitale, vernetzte Zusammenarbeit für Planung, Bau und Bewirtschaftung von Gebäuden. Als Voraussetzung dazu hat die Bauindustrie das offene Datenschema Industry Foundation Classes (IFC) für die Beschreibung aller Bauwerksdaten entwickelt. Tatsächlich wird bisher nur ein Teil des Potenzials von IFC genutzt, nämlich überwiegend die Möglichkeit einer standardisierten 3D-Repräsentation der physischen Aspekte eines Gebäudes. Weitere abstrakte und wichtige Konzepte, für Planung, Bau und Betrieb, werden meist proprietär und damit nicht nachhaltig implementiert.

Wir wollen einen Beitrag zu Open BIM leisten durch die Entwicklung einer Plattform, mit der Bauherr*innen einen digitalen Zwilling eines Gebäudes Planer*innen und Handwerker*innen bereitstellen können. Der digitale Zwilling kann gemeinsam bearbeitet und fortlaufend mit Daten für eine nachhaltige Gebäudeverwaltung angereichert werden. Für erste, konkrete Anwendungen wollen wir das IFC Schema so nutzen, dass Transparenz und Nachhaltigkeit jederzeit unabhängig von der verwendeten Software und Plattform gewährleistet ist.

Wie geht ihr das Problem an?

Dieser Prototyp soll zeigen, dass ein zeitgemäßer und effizienter Umgang mit integrierten Bauwerksdaten in Reichweite ist. Dazu muss das Potenzial offener Standards (IFC, Building Topology Ontology u.ä.) besser genutzt werden und es muss eine interne Repräsentation bzw. ein Modell gewählt werden, das besser zum Wesen von Bauwerksdaten und der internen Struktur des IFC Standards passt (Graph).

Grundlage ist das offene Datenschema IFC in Kombination mit einer Repräsentation der Bauwerksdaten als Graph. Vernetztes Arbeiten im Sinne von Open BIM und eine datengetriebene Bewirtschaftung von Gebäuden braucht ein Common Data Environment (CDE), das nativ vom IFC Standard her gedacht und entwickelt ist. Diese Vision wollen wir als Prototyp in einer Webanwendung realisieren. Der Fokus liegt auf der API-Entwicklung. Eine Browser-basierte Anwendung (Client) soll Beispiel dafür sein, dass wichtige Anwendungsfälle mit diesem Ansatz ohne teure Expertensoftware gelöst werden können.

Die Server-Seite wird auf Basis von nodejs, Javascript/Typescript und C++ realisiert. Der Server stellt eine REST API und einen WebSocket-Server zur Kommunikation bereit. Es werden bestehende Open Source IFC-Bibliotheken verwendet, z.B. ifcOpenShell (C++) zur internen geometrischen Repräsentation. Eine Graphdatenbank ist primäre Speichertechnologie. Für Volltextsuche, Aggregationen und komplexe Filter werden denormalisierte und gegebenenfalls komponierte Datenobjekte an die integrierte Elasticsearch Suchmaschine übergeben.

Die Browser-basierte Webanwendung wird als reaktives Front-End auf Basis des Frameworks Vue.js umgesetzt. Ein interaktiver IFC 3D Viewer wird auf Basis der Open Source Bibliotheken three.js und ifc.js entwickelt.

An wen richtet sich euer Tool?

Unser Prototyp ist für alle Bauherr*innen und Betreiber*innen von Immobilien interessant. Laut KFW-Bank müssen fast 3 Mio. beheizte Nicht-Wohngebäude in Deutschland renoviert werden. 175.000 davon entfallen auf Kommunen, Länder und Bund. Durch Verwendung eines offenen Standards, einfacher Bedienung und Zuschnitt auf entsprechende Anwendungsfälle ist unser Prototyp, insbesondere auch für Kommunen und kleine und mittelständische Unternehmen interessant.