Building Information Modeling (BIM) — Digitale Planung für die Baubranche

Building Information Modeling (BIM) ist ein Konzept zur Optimierung der Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden mit Hilfe digitaler Gebäudeinformationen. Ziel ist dabei, den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes mit virtuellen, digitalen Gebäudeinformationen zu bearbeiten. Dazu werden alle relevanten Gebäudedaten digital erfasst, zusammengeführt und vernetzt. BIM ist kein Programm, sondern ein Konzept, das auf einer offenen Dateiformatstruktur (IFC – Industry Foundation Classes) basiert, die einen reibungslosen Austausch zwischen den 3D-Modellen ermöglicht. Ziel von BIM ist es, den optimalen Einsatz aller Ressourcen zu gewährleisten, damit Qualität, Zeit und Kosten in einem idealen Verhältnis zueinander stehen. BIM wird bereits seit den 80er Jahren diskutiert, gewinnt aber mit der fortschreitenden Digitalisierung und Vernetzung immer mehr an Bedeutung.

Vorteile von BIM

BIM erleichtert die Zusammenarbeit der am Bau Beteiligten, da alle Informationen auf einer Plattform zusammenlaufen. Dadurch wird die Transparenz erhöht und Fehler können vermieden werden. Außerdem können Änderungen und Anpassungen in Echtzeit vorgenommen werden. Das steigert die Effizienz und senkt die Kosten. Ein weiterer Vorteil von BIM ist die verbesserte Planung und Steuerung des gesamten Bauprozesses. Durch die digitale Erfassung und Vernetzung aller relevanten Gebäudedaten können Planungsfehler vermieden und Abläufe optimiert werden. Auch die Wartung und Instandhaltung von Gebäuden kann durch BIM verbessert werden, da alle relevanten Daten digital erfasst und ausgewertet werden können.

BIM ist mittlerweile in vielen Ländern Standard und wird auch in Deutschland von vielen Investoren und Bauherren gefordert. Es stellt aber auch eine Herausforderung dar, insbesondere für kleinere Büros, die oft nicht über die notwendigen Investitionen und strukturellen Veränderungen verfügen. Die Umsetzung von BIM erfordert Schulungen und Investitionen in Software. Die Kosten sind jedoch in der Regel proportional zur Anzahl der Mitarbeiter. Eine kleinere Mitarbeiterzahl ermöglicht oft eine dynamische Struktur. BIM muss nicht von heute auf morgen vollständig eingeführt werden, sondern sollte als Prozess verstanden werden.

Um die Vorteile von BIM nutzen zu können, muss die vernetzte Zusammenarbeit im Vordergrund stehen. Eine BIM-Strategie sollte daher von jedem Unternehmen entwickelt werden, das BIM einführen möchte. BIM-Programme werden ständig weiterentwickelt und verbessert, um den Bauprozess zu revolutionieren. Mittlerweile gibt es zahlreiche BIM-Tools auf dem Markt, von denen einige bereits sehr weit verbreitet sind wie z.B. Autodesk Revit. Dieses Modul wird hauptsächlich von Architekten, Ingenieuren und Bauunternehmern verwendet, um 3D-Modelle von Gebäuden und anderen Bauwerken zu erstellen und Daten und Informationen zu verwalten, die während des gesamten Planungs-, Bau- und Betriebsprozesses von Nutzen sind.

BIM-Umsetzung in der Praxis

Bäder aus den 80er Jahren haben oft eine schlechte Bausubstanz. Eine Herausforderung, der sich nur wenige Spezialisten wie Norbert Kripaizew und Natalie Klöble vom Karlsruher Architekturbüro Schick stellen. Seit 1975 sanieren sie öffentliche Bäder oder bauen sie neu. Dank ihrer Planungen entstehen moderne Bäder, die den aktuellen technischen Standards entsprechen. Aufgrund des hohen Spezialwissens, das für solche Projekte erforderlich ist, betreuen sie ihre Bauvorhaben in der Regel über alle Leistungsphasen der HOAI (Honorarordnung für Architekten und Ingenieure).

Für den Neubau des Hallenbads „aquafit“ und einer Sporthalle in Oberkochen testeten sie die BIM-Datenschnittstelle „AVANTIconnect“ zwischen ihrer CAD*-Software „Revit“ von Autodesk und ihrer AVA*-Software „AVANTI“ der Softtech AG. Der Datenaustausch zwischen den beiden Programmen funktionierte von Beginn an gut. Schon während der Testphase wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen, wie in Zukunft BIM-orientiert gedacht und geplant werden muss. Dies begann mit der digitalen Massenermittlung. Mit Revit konnten Klöble und ihr Team alle Bauteile des Schwimmbades ausgeben und später mit den automatischen Berechnungen in AVANTI vergleichen. Die Ergebnisse der digitalen Massenermittlung waren zufriedenstellend und wegweisend für den Einsatz in zukünftigen Projekten.

Ein weiterer wichtiger Aspekt beim Einsatz von BIM war die Zusammenarbeit zwischen CAD und AVA-Software. Natalie Klöble hatte ihre Entwurfsplanung in Revit von Anfang an immer bauteilorientiert in 3D gemacht. Aus dieser Erfahrung heraus betonte sie, wie wichtig es ist, bereits in dieser Phase einfache und möglichst eindeutige Bezeichnungen zu verwenden. Wenn Bauteile in Revit nachträglich geändert werden, müssen auch die AVA-Bemusterungsregeln angepasst werden. Ein Bauteil in Revit kann z. B. eine Stahlbetonwand mit Dämmung und Vorhangfassade sein. Somit enthält dieses Bauteil mehrere Schichten, die in AVANTI mit einer Kostenposition verknüpft sind. Im Revit-Modell könnte dieses Bauteil auch mit dem Bauteil Decke verknüpft werden und die Mengen pro Schicht ermittelt werden. Dies ist in AVANTI nur möglich, wenn die einzelnen Schichten in Revit separat erfasst werden. Ansonsten wird ein Mittelwert über das gesamte Bauteil gebildet und es entsteht eine gewisse Unschärfe. Das Karlsruher Architekten-Team hat bei ihrem Schwimmbadbau den kompletten Rohbau, einschließlich Wände, Decken, Türen und Abhangdecken aus Revit mit AVANTI verknüpft. Die automatische Massenermittlung brachte eine große Zeitersparnis und die Bauteilverknüpfungen können später auch für andere Projekte wiederverwendet werden. 

Insgesamt sind sich die Architekten sicher, dass die Umsetzung von BIM in der Baubranche ein zukünftiger Standard sein wird. Norbert Kripaizew hat dazu eine klare Meinung: „Wir können uns BIM nicht verschließen, sonst überrollen uns die Entwicklungen. Auch der Schritt vom technischen Zeichnen mittels Zeichenbrett zum CAD war damals schwierig. Heute erinnert man sich nur mit Schaudern daran, wie viel Arbeit damals jede kleine Planänderung bedeutete. Wenn wir BIM bereits heute umsetzen, sind wir einigen Wettbewerbern damit einen Schritt voraus.“

* Hinweise zu den Abkürzungen:

AVA steht für „Ausschreibung, Vergabe, Abrechnung“. Das sind die Prozesse, die bei einem Bauprojekt nach der Planungsphase folgen, um Angebote einzuholen, Aufträge zu vergeben und die Kosten zu kontrollieren. In der Regel wird dafür spezielle Software eingesetzt, die als AVA-Software bezeichnet wird.

CAD steht für „Computer-Aided Design“ und bezeichnet die Verwendung von Computern zur Unterstützung bei der Erstellung von technischen Zeichnungen und Konstruktionsplänen. CAD-Software ermöglicht es, präzise und detailreiche 2D- und 3D-Zeichnungen zu erstellen, die bei der Planung und Umsetzung von Bauprojekten eingesetzt werden können. Im Zusammenhang mit BIM wird CAD häufig in Verbindung mit einer 3D-Modellierung von Bauteilen genutzt, um diese digital zu planen und zu koordinieren.

---

Text: Stefan Mothes

Titelbild: © Shutterstock

Beitragsbilder & Renderings: © Schick GmbH, Architekten + Ingenieure, Karlsruhe