Innovationsprojekt GEOL_BIM

Innovationsprojekt GEOL_BIM

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GEOL_BIM vereint Wissen für sicheres Bauen

Building Information Modeling BIM ist die Zukunft des digitalen Bauens. BIM verändert die Planungs- und Arbeitsprozesse und erfordert für eine erfolgreiche Umsetzung eine Vielzahl qualifizierter Informationen aus den unterschiedlichsten Bereichen. In BIM begegnen uns die Herausforderungen von Big Data, die auch vor der Geologie-Szene nicht haltmachen.

Mit dem Innovationsprojekt GEOL_BIM werden raumbezogene geologischen Daten (3D-Modelle, GIS-Karten) mit detaillierten Gebäudeinformationen (BIM-Modelle, Baupläne) im digitalen zusammengeführt. Innosuisse, die Schweizer Agentur zur Förderung von wissensbasierten Innovationsprojekten im Interesse von Wirtschaft und Gesellschaft, hat im Dezember 2019 den Antrag für die Finanzierungsunterstützung für das Projekt GEOL_BIM bewilligt. Das Projekt wurde im März 2020 gestartet und im Frühjahr 2022 abgeschlossen. Für die Umsetzung zeichneten die Landesgeologie von swisstopo und die Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW unter der Leitung des Schweizer Geologenverband CHGEOL verantwortlich.

 

Namhafte Ämter, Organisationen und Unternehmen waren am Projekt GEOL_BIM beteiligt. Mit ASTRA, BTG Büro für Technische Geologie AG, CSD Ingenieure AG, De Cérenville Géotechnique, geomod, GEOTEST, Geotechnik Schweiz, Jäckli Geologie, Konferenz Geologischer Untergrund (KGU), Lombardi AG, Nagra, SBB, Schenker Richter Graf und der Präventionsstiftung der Kantonalen Gebäudeversicherungen arbeiteten qualifizierte Fachleute beim Projekt GEOL_BIM mit und trugen mit ihren Use Cases dazu bei, dass die entwickelten Lösungen auch praxistauglich sind.

 

Resultate des Projektes waren:

  • Standardisierung der Erfassung von geologischen Daten mit Hilfe eines Datenmodells
  • Bereitstellung eines konzeptuellen Modells für den Datentransfer von geologischen Informationen in BIM
  • Entwicklung von Schnittstellen und Software-Tools für den Austausch geologischer Informationen mit BIM
  • Anwendungsbeispiele auf Praxisprojekte und die dafür nötigen Schnittstellen und Software-Tools zusammen mit resultierenden Bauwerksmodell
  • Ausarbeitung eines Weiterbildungs- und Schulungskonzepts

Ziel des Projektes war der Import eines geologischen 3D-Modells in eine gemeinsame Datenumgebung (CDE) und die Erstellung geologischer Profilschnitte mit Angabe der Prognosegenauigkeit an einem beliebigen Punkt. Die Ergebnisse wurden anhand von Use Cases aus der Praxis getestet und decken unter anderem folgende Anwendungen ab:

  • Die oben genannte Grundfunktion erlaubt beispielsweise die Ausarbeitung von verschiedenen Linienführungen, z.B. für Tunnel, die Mengenermittlung für die Bewirtschaftung von auszuhebendem Material sowie die Planung von zusätzlichen Untersuchungen zur Verbesserung der Prognosequalität.
  • Ebenso werden Baugrundkennwerte in die BIM-CDE transferiert. Damit wird die direkte Übernahme der Baugrundkennwerte für die Modellierung und Dimensionierung von Fundationen und Baugrubensicherungen ermöglicht.
  • Der Transfer von Informationen zu Gefährdungen und Intensitäten aus gravitativen Prozessen in eine BIM-Umgebung unterstützt schliesslich die Planung von Schutzbauwerken im Nahbereich des Objekts. Für die Betriebsphase des Bauwerks können Messresultate aus der Überwachung von permanenten Rutschungen im BIM verfügbar gemacht werden, so dass präventive Unterhaltsarbeiten geplant werden können. Weiter wird die Rückführung von Massenverschiebungen aus der Betriebsphase zurück in das geologische Modell ermöglicht, so dass stets ein aktualisiertes geologisches 3D Modell bereitgestellt werden kann.

 

Nach Abschluss des Projekts im Jahr 2022 konnte GEOL_BIM breit eingesetzt werden. Die entwickelten und auf https://gitlab.com/CHGEOL/geol_bim als open source Programmiercode publizierten Grundfunktionen erlauben den Export von geologischen Informationen im Format IFC 4.0. Bei der Version 4.0 aus dem Jahr 2018 (ISO 16739-1:2018) handelt es sich um ein Austauschformat, dass in 2022 noch gar nicht über Entitäten zum Austausch von Geodaten verfügte. Bis zur Entwicklung einer ersten IFC Version, die bei der Standardisierung von Bauwerksinformationen erstmals auch Geoinformationen berücksichtigte, dauert es noch bis ins Jahr 2024 (IFC 4.3 ADD2, ISO 16739-1:2024). Neben den Ergebnissen aus vielen anderen Studien standen die in GEOL_BIM erarbeiteten Resultate bereits während der Erarbeitung von IFC 4.3 und 5.0 als praxisnahe Grundlagen zur Verfügung. Andere Organisationen nutzen die Funktionalitäten von GEOL_BIM für spezifische Weiterentwicklungen und Integrationen in die eigene Systemlandschaft. Auch Forschungsarbeiten, z.B. zur Implementierung von probabilistischen Baugrundmodellenbauen in IFC (Wiegel et al. 2024), bauen auf den Grundlagen von GEOL_BIM auf. Diese werden ebenfalls als Open Source Code der interessierten Community zur Verfügung gestellt (siehe z.B. https://github.com/andreas-wiegel/geo_model_ifc). Das Datenmodell wurde von Swisstopo übernommen und wird dort gepflegt und weiterentwickelt, so dass der definierte Standard in der Schweiz genutzt und Interoperabilität beim Datenaustausch gewährleistet werden kann. Die geologischen 3D-Modellierungs-Tools stellen zunehmend IFC-Export Funktionen bereit, bei denen es sich in aller Regel um die bereits erwähnten ISO-Standards handelt. Mit GEOL_BIM hat der CHGEOL exemplarisch die Bedürfnisse der Schweizer Geo-Szene an den Informationsaustausch Geologie-BIM illustriert, dokumentiert und hat damit seinen Beitrag zur Weiterentwicklung von Austauschformaten geliefert. Eine proaktive Weiterentwicklung der IFC-Schnittstelle durch den CHGEOL ist derzeit nicht vorgesehen. Allfällige Initiativen der Anwender zur Erweiterung für andere Anwendungsfälle unterstützt der CHGEOL jedoch gerne. Über die breit aufgestellte Expertise seiner Mitglieder engagiert sich der CHGEOL auch zukünftig für die Zusammenarbeit im Bauprozess und für die Harmonisierung von Informationen zum geologischen Untergrund. Gerne diskutieren wir mit Ihnen Ihre Ideen.

 

Für weitere Fragen wenden Sie sich bitte an info@chgeol.ch