Entwicklung einer Modellierungsrichtlinie für Objekte des Freiraums für den BIM-basierten Bauantrag am Beispiel der Außenanlagenplanung des Bauvorhabens ,Elbtower‘ in Hamburg

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem BIM-basierten (Building Information Modeling) Bauantrag und der Frage, welche Anforderungen hierfür bei BIM-Modellen der Außenanlagenplanung zu berücksichtigen sind. Das Baugenehmigungsverfahren, wie man es heute kennt, ist zeit-, kosten- und personalintensiv sowie von langen Laufzeiten geprägt. Im Hinblick auf aktuelle Herausforderungen für die Planungs- und Baubranche wie Klimaanpassung, Verkehrswende und Wohnungsnot bei gleichzeitig immer komplexer werdenden bauordnungs- und bauplanungsrechtlichen Anforderungen ist eine Modernisierung des Bauantragsverfahrens unabdingbar. Mit dem Standardisierungsprojekt ,Austauschstandards im Bau- und Planungsbereich‘ des IT-Planungsrates wird daher seit einigen Jahren die Digitalisierung des Baugenehmigungsverfahrens vorangetrieben. So soll der Austausch von Daten und Informationen zwischen allen Beteiligten (planende Stelle, Genehmigungsstelle Antragsteller*innen usw.) zukünftig digital und unter bundesweit verbindlichen, herstellerneutralen, offenen Datenstandards erfolgen. Gleichzeitig ermöglicht die Einführung des digitalen Baugenehmigungsverfahrens auch die Einbindung von BIM-Modellen. Wie diese im digitalen Bauantragsverfahren genutzt werden können, welche Anforderungen diese erfüllen müssen und welche Chancen und Mehrwerte dadurch entstehen (z. B. durch die teilautomatisierte Regelprüfung von bauordnungs- und bauplanungsrechtlichen Anforderungen) wurde bereits im Forschungsprojekt ‚BIM-basierter Bauantrag‘ im Rahmen der Forschungsinitiative ‚Zukunft Bau‘ untersucht. Hierbei wurden allerdings insbesondere Gebäudemodelle betrachtet. Zunehmend wird die Anwendung der BIM-Methode jedoch auch von der Landschaftsarchitektur gefordert. Aufgrund bisher nicht definierter Objekte im internationalen, herstellerneutralen Austauschstandard von BIM-Modellen IFC (Industry Foundation Classes) für den Bereich Landschaft, ist die Teilhabe an BIM-Prozessen zurzeit noch eine große Herausforderung für die Landschaftsarchitektur. So fehlen neben Objekten des Freiraums Standards sowohl hinsichtlich der Modellierung als auch für die zu beschreibenden Attribute in den erforderlichen Detaillierungsgraden. Ziel dieser Arbeit ist es daher, Anforderungen an Außenanlagenmodelle für den BIM-basierten Bauantrag zu untersuchen und in eine Modellierungsrichtlinie umzusetzen. Ein weiteres Ziel ist es, mögliche Chancen der teilautomatisierten Regelprüfung von Bauvorschriften für Außenanlagen aufzuzeigen. Hierfür erfolgt zunächst eine Dokumentenanalyse von verschiedenen Bauvorlagenverordnungen. Des Weiteren werden auch die Vorgaben für den Detaillierungsgrad LOD200 (Level of Detail) untersucht. Die Umsetzung der Modellierungsrichtlinie erfolgt exemplarisch am Beispiel der Außenanlagenplanung des Bauvorhabens ‚Elbtower‘ in Hamburg. An diesem Beispiel werden die für den Bauantrag relevanten Objekte des Freiraums und deren geometrischen und semantischen Anforderungen identifiziert. Für Objekte, die bisher nicht im IFC-Standard klassifiziert sind, werden zudem Klassifizierungsvorschläge gemacht, um eine mögliche Aufnahme in die IFC zu forcieren. Die Umsetzbarkeit der Modellierungsrichtlinie wird beispielhaft mit der BIM-Software ‚Autodesk Revit´ verifiziert. Abschließend werden die Möglichkeiten der teilautomatisierten Regelprüfung von bauordnungs- und bauplanungsrechtlichen Anforderungen an Außenanlagenmodelle anhand exemplarisch ausgewählter Prüffälle untersucht.This research project deals with the BIM-based (Building Information Modeling) building application and the question of which requirements must be taken into account for BIM models of outdoor facility planning. Today’s building permit procedure is time-consuming, cost-intensive, personnel-intensive and characterised by long durations. In view of the current urban development challenges such as climate adaptation, traffic change and housing shortage, and at the same time increasingly complex building regulations and planning law requirements, a modernisation of the building application procedure seems indispensable. With the standardisation project ‘Exchange standards in the building and planning sector’ under the auspices of the IT Planning Council, the digitalisation of the building permit procedure has been promoted since several years. In the future, the exchange of data and information between all parties involved (planning office, approval office, applicants, etc.) has to be digitally and under nationally binding, manufacturer-neutral, open data standards. At the same time, the introduction of the digital building permit procedure also enables the integration of BIM models. How these can be used in the digital building application process, what requirements they must fulfil and what opportunities and added value arise as a result (e. g. through the partially automated regular checking of building regulation and building planning law requirements) has already been investigated in the research project 'BIM-based building application' as part of the research initiative ‚Zukunft Bau‘. However, its fcous is on building models in particular. In the future the application of the BIM method is also being demanded by landscape architecture. Due to the lack of defined objects in the international, manufacturer-neutral exchange standard for BIM models IFC (Industry Foundation Classes) for the landscape sector, the participation in BIM processes is still a major challenge for landscape architecture. For example, there is a lack of standards for the modelling of open space objects as well as for the descriptive attributes in the required levels of detail. The goal of this work is therefore to investigate requirements for outdoor facility models for the BIMbased building application and to implement them in a modelling guideline. Another aim is to identify possible opportunities for the semi-automated rule checking of building regulations for outdoor facilities. Therefore, a document analysis of various building regulations is carried out. Furthermore, the specifications for the level of detail LOD200 (Level of Detail) are examined. The implementation of the modelling guideline is exemplified by the planning of the exterior facilities of the 'Elbtower' building project in Hamburg. This example is used to identify the open space objects relevant for the building application and their geometric and semantic requirements. For objects that are not yet classified in the IFC standard, classification proposals are also made in order to force a possible inclusion in the IFC. The feasibility of the modelling guideline is verified using the BIM software `Autodesk Revit´ exemplarily. Finally, the possibilities of partially automated rule checking of building code and building planning law requirements for outdoor facility models are examined using selected test cases as examples