BIM im Studiengang Gebäudeenergie- und-informationstechnik (Nachhaltige Gebäudetechnik)

Lage: Berlin, Wilhelminenhofstraße 75A
Organisation: Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin
Fachbereich: 1 – Energie und Information
Sprecherin: Prof. Dr.-Arch. Sílvia de Lima Vasconcelos
BIM-Anwendungsfall: Ausbildung

Der Studiengang Gebäudeenergie- und -informationstechnik (Nachhaltige Gebäudetechnik) basiert auf einem integrativen Ausbildungskonzept, das Versorgungstechnik (TGA), Gebäudeautomation (GA), informationstechnische Methoden sowie datenbasierte Ansätze, einschließlich Künstlicher Intelligenz, systematisch miteinander verknüpft. Ziel ist es, technische Gebäude als ganzheitliche Systeme zu verstehen, in denen Energieerzeugung, -verteilung und -nutzung ebenso eng zusammenwirken wie Sensorik, Aktorik, Regelung und digitale Informationsflüsse.

Die Studierenden erwerben damit Kompetenzen, um komplexe gebäudetechnische Systeme über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg zu planen, zu analysieren und weiterzuentwickeln. In den ersten beiden Semestern erfolgt eine fundierte ingenieurwissenschaftliche Grundlagenausbildung, die insbesondere Inhalte aus Mathematik, Physik, Elektrotechnik sowie Programmierung umfasst. Diese Grundlagen schaffen die methodische und fachliche Basis für das Verständnis komplexer gebäudeenergetischer und informationstechnischer Systeme und bereiten die Studierenden gezielt auf die vertiefenden, anwendungsorientierten Module der folgenden Semester vor. Zu einer vollständigen Übersicht über das Curriculum und den Studienablauf des Studiengangs Gebäudeenergie- und -informationstechnik gelangen Sie über folgenden Link: www.geit.htw-berlin.de

Ab dem 3. Semester erwerben die Studierenden grundlegende BIM-Kompetenzen mit Fokus auf die technische Geb.udeausrüstung. Sie erstellen eigenständig digitale Gebäudemodelle, technische Pläne sowie strukturierte Bauteil- und Anlagendaten und verknüpfen geometrische Informationen mit Datenbankinhalten für weiterführende Planungs- und Analyseprozesse. Ein beispielhaftes studentisches Projekt aus diesem Semester ist im folgenden Abschnitt dargestellt. Im 4. Semester wird der Schwerpunkt auf den Kommunikations- und Datenaustausch im BIM-Prozess gelegt. Behandelt werden Koordinationsprozesse, die Arbeit in Common Data Environments (CDE) sowie der Austausch offener Datenformate, insbesondere Industry Foundation Classes (IFC), mit dem Ziel der interdisziplinären Abstimmung verschiedener Fachmodelle.

In den 5. und 6. Semestern wird BIM in projektbasierten Lehrformaten vertieft angewandt. Der Fokus liegt auf spezifischen Anwendungsfällen der TGA und GA, insbesondere der modellbasierten Planung technischer Systeme sowie der Ableitung technischer Informationen und Konzepte für Betrieb und Automatisierung. Die BIM-Methode dient dabei als integrative Verknüpfung von Planung, Datenmanagement und systemischer Analyse. Durch die schrittweise Vertiefung der BIM-Kompetenzen über mehrere Semester hinweg erwerben die Studierenden ein fundiertes methodisches Verständnis für den Einsatz von BIM im Kontext nachhaltiger Gebäudetechnik.

Im Rahmen der Lehrveranstaltung definieren die Studierenden eigenständig eine fachlich motivierte Fragestellung, die durch den Aufbau einer relationalen Datenbank auf Basis eines BIM-Modells beantwortet werden soll. Ziel ist es, aus einem digitalen Gebäudemodell gezielt diejenigen Informationen zu extrahieren, strukturiert abzulegen und auszuwerten, die für ausgewählte energetische Analysen relevant sind. Das im Folgenden beschriebene Beispiel basiert auf einer studentischen Projektarbeit von Kilian Maier (Wintersemester 2024/25) und dient der exemplarischen Veranschaulichung dieses Ansatzes. In diesem Projekt wurde ein digitales Gebäudemodell in Autodesk Revit als zentrale Modellierungsumgebung eingesetzt, wobei der beschriebene Ansatz grundsätzlich auch mit offenen Datenstandards wie IFC anwendbar ist. Über Dynamo wurde eine Schnittstelle implementiert, die einen automatisierten Zugriff auf modellbasierte Parameter ermöglicht und den Datentransfer steuert. Die aus dem Modell ausgelesenen Informationen werden strukturiert aufbereitet und über eine lokale Serverumgebung auf Basis von XAMPP in eine relationale MySQL-Datenbank überführt. Die Verwaltung und Abfrage der Daten erfolgen über phpMyAdmin, das den Zugriff auf die Daten sowie die Durchführung von SQL-Abfragen erlaubt.

In der Datenbank werden bauteilbezogene Informationen wie Flächen, Bauteiltypen, Himmelsrichtungen, Geschosszugehörigkeiten und wärmetechnische Kennwerte abgelegt. Grundlage hierfür bildet ein Entity-Relationship-Modell, das sich auf diejenigen Entitäten konzentriert, die für die energetischen Fragestellungen relevant sind. Auf dieser Basis können in der Datenbank fachlich motivierte SQL-Abfragen formuliert werden, die über die reine Modellansicht hinausgehen. So lassen sich beispielsweise verfügbare Photovoltaikflächen differenziert nach Dach-, Fassaden- oder fensterintegrierten Flächen ermitteln, wobei Kriterien wie Himmelsrichtung, Bauteilfunktion und Geschosslage berücksichtigt werden. Ebenso können Transmissionswärmeverluste berechnet werden, indem Flächeninformationen mit den jeweiligen Wärmedurchgangskoeffizienten verknüpft und mit normativen Temperaturdifferenzen kombiniert werden.

Der didaktische Mehrwert dieses Ansatzes liegt darin, dass der Informationsfluss bidirektional angelegt ist. Die Ergebnisse der Datenbankabfragen können über Dynamo wieder in das Modell zurückgeführt werden, etwa zur Ergänzung technischer Kennwerte, zur Markierung relevanter Bauteile oder als Grundlage für weiterführende Analysen. Die BIM-Methode wird dadurch als dynamisches Informationsmodell erfahrbar, das geometrische Modellierung, strukturierte Datenhaltung und ingenieurwissenschaftliche Auswertung miteinander verbindet.

Die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin) ist eine der größten Hochschulen für angewandte Wissenschaften in Deutschland. Sie steht für eine praxisnahe, anwendungsorientierte Lehre und eine enge Verzahnung von Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft. Mit ihrem Fokus auf Technik, Wirtschaft, Gestaltung und Nachhaltigkeit bietet die HTW Berlin ein interdisziplinäres Studienangebot und fördert innovative Lösungsansätze für aktuelle gesellschaftliche und technologische Herausforderungen.

Hochschule für Technik
und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin)
Wilhelminenhofstraße 75A
12459 Berlin