BIM – Digitalisierung in der Baubranche

BIM im Stahlwasserbau

Im Jahr 2015 hat die Bundesregierung den „Stufenplan Digitales Planen und Bauen“ durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) verabschiedet, wodurch die Einführung von BIM in Deutschland vorangetrieben werden soll. Darauf aufbauend wurde 2016 die Arbeitsgemeinschaft BIM4INFRA2020 vom BMVI beauftragt, die Voraussetzungen für die Umsetzung dieses Stufenplans zu schaffen. In anderen Ländern wie Großbritannien, Singapur, den USA, den skandinavischen Ländern und arabischen Ölstaaten kommt die Methode nämlich schon länger zum Einsatz. Der Stufenplan umfasst Pilotprojekte und Fördermittel, um Standards, Leitfäden und Muster zu erarbeiten. Seit 2017 läuft ein erstes Pilotprojekt (Ersatzneubau Schleusen Wedtlenstedt) im Bereich Stahlwasserbau durch die Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes. Als weiteres Pilotprojekt wird der Neubau der Schleuse Lüneburg nach der BIM-Methode geplant. Seit 2020 kommt die BIM-Methode regelmäßig bei Infrastrukturprojekten zum Einsatz.

 

Um dem Trend hin zu BIM einen Schritt voraus zu sein, haben wir uns bereits ausführlich mit der Thematik beschäftigt. Seit einiger Zeit planen wir bereits Projekte nach der BIM-Methode und sind auch bestens mit der benötigten Software (Revit MEP und Navisworks von Autodesk) ausgestattet. Außerdem laufen innerhalb von Ingenieursgemeinschaften, denen wir angehören, einige interne Projekte, um weitere Erfahrungen zu sammeln. In der Wasserstraßen- und Schifffahrtsverwaltung zeichnet sich die Verwendung des offenen Formats IFC für die Datenweitergabe ab. Auch das stellt kein Problem dar, weil wir den Datenaustausch in allen gängigen Formaten realisieren können. Daher sind wir für BIM-Projekte bestens gerüstet.

 

3D-Modell, Geometrie und Attribute

Die Idee hinter BIM ist, ein fachübergreifendes virtuelles Gebäudemodell zu erstellen und mit dessen Hilfe den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks zu betrachten – von der Planung über den Bau und die Wartung bis hin zur Entsorgung bzw. Modernisierung. Zu Beginn eines Projekts ist der Auftraggeber gefordert und verfasst die sogenannten AIA (Auftraggeber-Informationsanforderungen). Dieses Dokument ist eine Art Lastenheft und beschreibt unter anderem die Projektziele, die erwarteten BIM-Leistungen (BIM-Anwendungsfälle) sowie die Anforderungen an die Prozesse für die Projektabwicklung mit BIM. Die AIA dienen auch als Grundlage für die Erstellung des BIM-Abwicklungsplans (BAP). Dieser wird von der Planungsgemeinschaft erarbeitet und erläutert, wie die in den AIA beschriebenen BIM-Anwendungsfälle umgesetzt bzw. erfüllt werden.

 

Auf den ersten Blick sieht es häufig so aus, als würden wir lediglich ein dreidimensionales Modell der Elektrotechnik für ein Gebäude erstellen, anstatt wie bisher 2D-Pläne. BIM umfasst jedoch wesentlich mehr als die Erstellung eines 3D-Modells, denn dieses alleine schöpft die Möglichkeiten von BIM bei Weitem nicht aus. Essenziell ist, dass wir jedes Objekt mit einer Geometrie (Level of Geometry, LoG) und Attributen (Level of Information, LoI) versehen, die Auskunft über Maße, Eigenschaften, Material etc. geben. Außerdem setzen wir die einzelnen Bauteile miteinander in Bezug. Dadurch ist es beispielsweise möglich, einen Lichtschalter mit einer Tür zu verknüpfen. Wird die Türe verschoben, bewegt sich automatisch auch der Lichtschalter, sodass dieser immer neben der Türe positioniert ist.

 

Konsistente Planungsdaten durch disziplinübergreifende Zusammenarbeit

Der Fokus bei BIM liegt auf der fachübergreifenden Zusammenarbeit aller beteiligten Firmen und Gewerke, sodass ein digitales Abbild des Gebäudes entsteht. Da wir gemeinsam mit Statikern, Bauingenieuren, Maschinenbauern, Tragwerks- und Objektplanern etc. an einem Modell arbeiten, sind die Daten immer aktuell und Kollisionen können zeitnah erkannt und behoben werden. Wird beispielsweise eine Wand versetzt, weshalb einer unserer Schaltschränke nicht mehr am vorgesehenen Platz positioniert werden kann, informiert die Software bei der nächsten Kollisionsprüfung über dieses Problem. Mittels BCF (BIM Collaboration Format) werden die betroffenen Planer über den vorliegenden Fehler informiert und können ihn direkt beheben.

 

Gleichzeitig ist es nicht nötig, wie bei der herkömmlichen Planung, Änderungen in einer Vielzahl von Dokumenten und Plänen nachzuziehen und somit Übertragungsfehler zu riskieren. Kommt BIM zum Einsatz, stammen alle Grundrisse, Schnitte etc. aus derselben Datenbasis und sind daher immer konsistent zueinander. Ein weiterer Vorteil: BIM-Modelle sind maschineninterpretierbar, im Gegensatz zu Plänen, weshalb Auswertungen angestoßen werden können. So können wir z. B. abfragen, ob über jeder Fluchttür ein entsprechendes beleuchtetes Symbol eingeplant ist. Weiterhin können die Daten exportiert und für z. B. Ausschreibungslisten verwendet werden.

 

Beziehen wir in das 3D-Modell die Dimension Zeit mit ein, entsteht eine 4D-Simulation. Werden zusätzlich zum zeitlichen Aspekt auch die Kosten von uns berücksichtigt, spricht man von einem 5D-Modell der Elektrotechnik des Gebäudes. Dadurch können der komplette Bauablauf geplant sowie visualisiert und die Mengen und Kosten für Ressourcen kalkuliert werden.

 

Herausforderungen und Vorteile von BIM

Aufgrund der Tatsache, dass wir in der Vor- und Entwurfsplanung das BIM-Basismodell für die Elektroplanung erstellen und dieser Schritt sehr viel Zeit in Anspruch nimmt, verschiebt sich ein Teil des Planungsaufwands innerhalb der HOAI-Leistungsphasen nach vorne. Weitere Herausforderungen sind der Umfang der erzeugten Daten und deren Management. Besonders bei Großprojekten, wie es im Stahlwasserbau häufig der Fall ist, entstehen umfangreiche Datenmengen, die es zu verwalten gilt.

 

Das hört sich für Sie alles sehr komplex an? Zu Projektbeginn ist es das auch, da viele Absprachen firmenübergreifend getroffen werden müssen. Doch im Laufe der Zeit überwiegen die Vorteile, auch für Sie als Auftraggeber bzw. Betreiber. Dadurch, dass alle Beteiligten an einem Modell arbeiten und die Datenhaltung zentral und somit immer aktuell ist, entsteht eine höhere Planungsqualität zu einem frühen Projektzeitpunkt, von der Sie profitieren. Zudem können die Daten für den Bau und die Verwaltung des Gebäudes fortgeschrieben werden, sodass ein kontinuierlicher und aktueller Datenbestand während des gesamten Lebenszyklus des Gebäudes möglich ist.

Begriffsabgrenzung BIG BIM, little BIM, open BIM und closed BIM

Werden die erarbeiteten Daten und Modelle – wie es der BIM-Ansatz vorsieht – gewerkeübergreifend eingesetzt, handelt es sich um „BIG BIM“. Das Gegenstück hierzu ist „little BIM“, was bedeutet, dass BIM nur innerhalb eines Planungsbüros als Insellösung genutzt wird. Eine weitere Einteilung kann hinsichtlich der eingesetzten Software getroffen werden. Je nachdem, welche Softwarelösung eingesetzt wird und wie „offen“ diese ist, spricht man von open bzw. closed BIM.