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BIM basiert auf einem virtuellen Gebäudemodell (VGM) und verknüpft Beschrieb (Text) und Visualisierung (Plan). Das virtuelle Gebäudemodell geht dabei weit über eine digitale 3D-Darstellung eines Bauwerkes hinaus. Das Modell wird nach Standort, Gebäuden, Geschossen, Räumen und Modellelementen strukturiert und enthält definierte Eigenschaften.
Als Modellelemente werden zum Beispiel Wände, Decken und Rohre bezeichnet. Ein 3D-Körper wird dabei im virtuellen Gebäudemodell verortet, er bekommt eine Klasse zugewiesen (z.B. Wand) und wird mit Attributen versehen.
Attribute sind Eigenschaften, die Modellelemente zusätzlich zu ihren geometrischen Informationen auszeichnen. Sie können zum Beispiel zusätzliche Informationen bezüglich Statik (tragend – nicht tragend), Lage (innen – aussen) oder Funktion enthalten (z.B. Bestandteil der Gebäudehülle).
Wird das Modellelement zusätzlich mit einer Abhängigkeit versehen, so spricht man von einer Parametrisierung. (Die Wandhöhe passt sich z.B. automatisch der Geschosshöhe an.) Durch die Verwendung von Attributen und Abhängigkeiten werden Modellelemente intelligent. Das bedeutet, dass ihnen Informationen und Anweisungen eingeschrieben sind.
Virtuelle Gebäudemodelle ermöglichen in Kombination mit Simulationen die Realität vorwegzunehmen. Damit können schon in frühen Phasen Entscheide überprüft und bewertet werden. Die in der Architektur bekannte Methodik des Entwerfens und Verwerfens wird damit in einer frühen Phase gestärkt.