Methoden zur semantischen Annotation von Building Information Modelling (BIM) Modellen zur Förderung der Nachhaltigkeit im Bauwesen

Bachelorarbeit von Celina Tillig (2025)

In der Arbeit wurde die Integration von Nachhaltigkeitsinformationen in digitale Bauwerksmodelle mittels Building Information Modeling (BIM) untersucht. Ziel ist die Entwicklung eines Plug-Ins für Autodesk Revit, das CO2-Emissionswerte von Baumaterialien automatisiert aus einer externen Datenbank in BIM-Modelle überträgt. Das übergeordnete Ziel besteht darin, Planern zu ermöglichen, bereits in der Entwurfsphase nachhaltige Entscheidungen zu treffen. Im theoretischen Teil der Arbeit wurden zunächst grundlegende Nachhaltigkeitskonzepte im Bauwesen untersucht, darunter die Environmental Product Declaration (EPD) und der Carbon Risk Real Estate Monitor (CRREM). Darüber hinaus wurde die Relevanz der Lebenszyklusanalyse für die ökologische Bewertung von Gebäuden analysiert. Im Anschluss wurden Herausforderungen bei der Implementierung solcher Nachhaltigkeitstaxonomien in BIM-Systeme diskutiert.
Im Rahmen des praktischen Teils erfolgte die Entwicklung eines Python-basierten Plug-Ins für Autodesk Revit. Die Programmierung erfolgt in Visual Studio Code unter Verwendung der Bibliothek IfcOpenShell zur Verarbeitung von IFC-Dateien. Das Plug-In führt folgende Aufgaben durch:
 

1. Datenanalyse und Vorverarbeitung:
   - relevanten Umweltinformationen extrahiert
   - Bereinigung der Daten und Konvertierung in ein geeignetes Format

    

2. IFC-Dateiverarbeitung:
   - Export des Gebäudemodells aus Revit als IFC-Datei
   - Identifikation relevanter Bauteile (*IfcWall, IfcDoor, IfcWindow etc.)
   - Verknüpfung der GWP-Werte mit den Bauteilen im Modell
   - Speicherung als IfcPropertySets für eine maschinenlesbare Integration

    

3. Validierung und Überprüfung
   - Import der modifizierten IFC-Datei in BIMVision
   - Prüfung der korrekten Zuweisung der Nachhaltigkeitsdaten

Das entwickelte Plug-In ermöglicht eine vollständig automatisierte Integration von CO2-Emissionswerten in BIM-Modelle. Die Validierung in BIMVision bestätigt, dass alle Nachhaltigkeitswerte korrekt zugewiesen und gespeichert wurden. Die Automatisierung reduziert den manuellen Aufwand erheblich und ermöglicht es Planern, Umweltauswirkungen frühzeitig zu bewerten.

Trotz des Erfolgs der Implementierung bestehen weiterhin Herausforderungen, insbesondere in der Standardisierung und Interoperabilität zwischen verschiedenen BIM-Softwarelösungen. Die Arbeit kam zu dem Schluss, dass digitale Werkzeuge wie BIM einen signifikanten Beitrag zur Förderung nachhaltiger Bauweisen leisten kann.