BIM Building Lifecycle Intelligence: Digitalisierung im Gebäudebestand mit dTwin

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Das Münchner Nemetschek Haus hat einen digitalen Zwilling bekommen. Errichtet in dTwin, der neuen Cloud-basierten Plattform der Nemetschek Group für Building Lifecycle Intelligence. Das digitale Abbild des Headquarters zeigt, wie sich an verschiedenen Orten gespeicherte Daten von Bestandsgebäuden auf einer horizontalen und offenen Plattform sammeln und mit Echtzeit-Informationen anreichern lassen.

In den seltensten Fällen entspricht ein fertiges Gebäude zu 100 Prozent den Originalmodellen der verantwortlichen Architekten. Dies muss nicht zwingend an der Qualität des Bauhandwerks liegen, sondern kann die Folge späterer Umbauten sein. Um eine verlässliche Entscheidungsbasis für den weiteren Verlauf der Bauarbeiten, den Gebäudebetrieb sowie die Sanierung zu schaffen, ist ein aktuelles digitales Gebäudemodell mit den ursprünglichen Plänen vergleichbar zu machen. Angereichert mit Echtzeitdaten, entsteht aus einem Abbild der gebauten Realität ein digitaler Zwilling. In anderen Branchen wie der Fertigungsindustrie oder im Automotive-Bereich verbessern sie, also virtuelle Abbilder realer Systeme, seit einigen Jahren die Planung, Ausführung, Qualität und Sicherheit.

Building Lifecycle Intelligence: Überblick über alle Phasen und Ebenen

In der Bauindustrie erschwerte bislang die traditionell heterogene Datenlandschaft dieses lohnende Unterfangen. Über den Gebäudelebenszyklus fallen 2D- oder 3D-Skizzen, Bildaufnahmen, BIM-Modelle, Sensordaten und vieles mehr an – meist isoliert in den jeweiligen Projektphasen. Die Folge solcher Datensilos sind hohe Kosten, schleppende Bauprojekte, Qualitätsmängel sowie Ineffizienzen im Gebäudebetrieb.

Nun ermöglicht die Nemetschek Group mit der 2023 veröffentlichten Cloud-basierten SaaS-Plattform dTwin einen 360-Grad-Blick auf Gebäude – über alle Lifecycle-Phasen und Datenquellen hinweg. Möglich machen dies offene API-Schnittstellen, über die alle relevanten Informationen aus IWMS, CAD/BIM sowie Echtzeitdaten aus Gebäudeautomationssystemen importiert werden können. So schlägt dTwin eine Brücke zwischen der Planungsphase, der Bauphase und dem Gebäudebetrieb – für durchgängige Transparenz und datengesteuerte Entscheidungen, die sowohl ökonomisch wie ökologisch am sinnvollsten sind.

Von der Punktwolke zum Modell

Wie aus unterschiedlichen Daten-­Inputs ein lebender digitaler Zwilling entsteht und wie dieser das Gebäudemanagement auf ein neues Niveau hebt, zeigt sich am Beispiel des Nemetschek Hauses in München, dem Hauptsitz des Unternehmens. Wenn es um heterogene Gebäudedaten geht, ist dieses Gebäude in München keine Ausnahme. Das im Jahr 2000 errichtete Haus am Konrad-Zuse-Platz beherbergt auf vier Stockwerken und 20.000 Quadratmetern neben der Firmenzen-trale des MDAX-Konzerns auch mehrere Marken des Unternehmens sowie externe Mietparteien.

Außer Plänen aus der ursprünglichen Bauphase lagen dem Nemetschek-Team zu Beginn des Digitalisierungsprojekts Skizzen aus dem Umbau sowie vereinzelte BIM-Modelle aus der jüngsten Renovierung vor. Im ersten Schritt galt es, diese Datenvielfalt in den Kontext der gebauten Realität zu bringen.

Dazu setzte Nemetschek gemeinsam mit dem Servicepartner BIM-Services auf eine Kombination zweier Scanverfahren: einen hochpräzisen terrestrischen Laserscanner, kombiniert mit einem mobilen Scanner für 360-Grad-Panoramaaufnahmen des Gebäudes. Auf diese Weise entstanden rund 13.000 Aufnahmen und knapp 100 GByte an Punktwolkendaten – das Baumaterial des digitalen Zwillings in der Software dTwin. Dieser Input wurde mit historischen BIM-Modellen gematcht, um ein aktuelles, virtuell begehbares 3D-Abbild des Nemetschek Hauses zu schaffen.

Das 3D-Modell besteht aus mehreren Layern, zwischen denen User über die intuitive Oberfläche der dTwin-Software bequem wechseln können: einer 3D-Punktwolke, 360-Grad-Panorama-Aufnahmen sowie dem aktuellen BIM-Modell. In dTwin lassen sich Points of Interest wie Aufzüge sowie Quellen von Echtzeit-Daten intuitiv platzieren und einzelnen Räumen zuordnen.

Sein volles Potenzial entfaltet ein digitaler Zwilling im Zusammentreffen von architektonischen Informationen und Echtzeitdaten aus dem Gebäudebetrieb. Nemetschek analysiert an ihrem Headquarter die Raumbelegung und erfasst mit IoT-Sensoren laufend Qualitätsparameter wie die Raumtemperatur, die Luftfeuchtigkeit und den CO2-Gehalt. Alle diese Sensordaten werden kontextbezogen in den digitalen Zwilling integriert und ermöglichen Echtzeitanalysen jedes einzelnen Raums. Mittels 3D-Geodaten von Google wird das Gebäude außerdem in den Kontext der Stadtumgebung gesetzt.

Lückenlose Transparenz durch Building Lifecycle Intelligence

Die verschiedenen Modelllayer sind nur ein Ausschnitt aus dem Funktionsumfang von dTwin. Mit wenigen Mausklicks gelangen Gebäudebetreibende an genau die Information, die sie als Entscheidungsgrundlage benötigen – ob als Visualisierung oder in Form tabellarischer Objekt-Bibliotheken, die sich filtern, durchsuchen und exportieren lassen. Ist im Foyer wieder die Klimaanlage ausgefallen? Dies erkennen Asset Manager in einer Heatmap sofort, ohne vor Ort zu sein. Denn in dTwin lassen sich personalisierte Benachrichtigungen programmieren, beispielsweise via E-Mail oder SMS.

Dank zahlreicher Schnittstellen zu verschiedenen ACE/O-Lösungen führt dTwin die Informationen aus dem gesamten Gebäudelebenszyklus übersichtlich auf einer zentralen Plattform zusammen.

In der Planungsphase sorgt der digitale Zwilling als gemeinsame Informationsquelle aller Beteiligten für reibungslose Workflows ohne Datenverluste. Während der Bauphase lassen sich alle relevanten Daten und Informationen lückenlos zusammenführen, um beispielsweise den Gebäudefortschritt nachzuverfolgen und das Gebäude mit vollständigen Daten an die Betreibenden zu übergeben. Im Gebäudebetrieb wiederum versetzt einen das interaktive Modell in die Lage, sich rasch im Gebäude zu orientieren und Entscheidungen auf realistischen Echtzeitdaten zu begründen. Diese objektive, stets aktuelle Entscheidungsbasis punktet auch bei der Sanierung oder beim Rückbau. Auf den Zentimeter genau weiß man, wo im Gebäude sich welcher Point of Interest befindet.

Der Praxistest im eigenen Hauptquartier hat Nemetschek darin bestätigt, dass dTwin genau den Zweck erfüllt, für den es erdacht wurde: digitale Zwillinge von Bestandsgebäuden in der Realität nutzbar zu machen.