Digitale Revolution in der Bauwirtschaft

Die meisten Hausbauer verlassen sich auf einen Bauträger, der alle Fäden des Hausprojektes in seiner Hand hält. Wie das aber mit Fäden so ist, können die sich auch mal verheddern. Um das zu vermeiden, setzen immer mehr Bauträger BIM für den Objektbau ein. Die Vorteile sind schnell zu erkennen. Auch die für den privaten Bauherrn, der so noch viel intensiver in den Prozess einbezogen werden kann und innerhalb eines BIM-Projektes die Rolle des Informationsmanagers übernimmt.

Text: Christel Zidi

Die Abkürzung BIM steht für Building Information Modeling und bezeichnet eine optimierte digitale Arbeitsmethode, die Menschen, Prozesse und Werkzeuge zielorientiert zusammenführt. Informationen aller Planungsprozesse – von der Planung über die Nutzung bis zum Abriss – werden in diesem Projekt erfasst, aktualisiert und dokumentiert. Das zentrale Datenmodell verfügt alle architektonischen, technischen, physikalischen und funktionalen Eigenschaften eines Bauwerks. Gebäudedaten, die zueinander in Beziehung stehen, werden gemeinsam generiert, verwaltet und genutzt.   

Ganz neu ist BIM nicht mehr, denn im Infrastrukturbau, also wenn es um öffentliche Gebäude, Brücken, Straßen usw. geht, sind die BIM-Vorgaben bereits seit 2020 für alle neu zu planenden Projekte verpflichtend. Auch für den privaten Bereich ist BIM auf dem Vormarsch.

BIM im privaten Hausbau

„Die linke Hand weiß nicht, was die rechte tut“ - dieser Spruch kennzeichnet genau das Gegenteil von dem, wofür BIM steht. Denn in einem BIM-Projekt weiß jeder, was der andere macht. Und das ist gerade in einem Bereich, in dem die Vorhaben immer komplexer und anspruchsvoller werden, äußerst sinnvoll. Es reicht nicht mehr Mauern hochzuziehen, Kabel und Leitungen zu legen. Das Zusammenspiel aller Beteiligter ist wichtiger denn je. Ein professionelles Bauunternehmen mit langjähriger Erfahrung schafft das sicherlich auch - aber nicht ohne viel Zeit und Mühe zu investieren, denn schließlich wird auch der private Wohnungsbau immer komplexer. Noch immer stehen Funktionalität, Qualität, die Einhaltung der Kosten und Termine an erster Stelle, aber es gilt auch die Fragen der Nachhaltigkeit, Energieeffizienz oder Sicherheitsaspekte zu beachten. Neue Technologien und innovative Bauprodukte kommen ebenfalls hinzu und machen den Hausbau deutlich anspruchsvoller. Durch BIM erhalten nicht nur die Ausführenden, sondern auch die Bauherren ein deutlich überschaubareres Bild – im wahren Sinne des Wortes.

Modell statt Imagination

Dominik Kramer von EIKO-Kramer setzt BIM schon seit 2012 in seinem Unternehmen ein. Der Mescheder kennt und nutzt die Vorteile dieser Arbeitsmethode. “Durch die Kollisionsplanung, die wir vorab machen können, beschleunigen wir die Bauphasen.” Im Bereich TGA (Technische Gebäude-Ausstattung), in dem er mit der Elektroinstallation unterwegs ist, geht es zum Beispiel um Kabelbühnen und Beleuchtungskörper. Durch Definition der Installationsgeräte auf der Z-Achse lassen sich Knotenpunkte und Abhängigkeiten mit architektonischen Bauteilen oder Lüftungskanälen sehr detailliert und ohne Kollision platzieren. 

Die Gründe für den – bisher - noch eher seltenen Einsatz innerhalb des privaten Wohnungsbaus sieht er darin, dass BIM zunächst mit relativ viel Aufwand verbunden ist, was die Vorbereitung angeht, und er merkt an: “Der Markt ist noch nicht so weit – Auftraggeber erkennen den langfristigen Vorteil erst langsam”. Doch allein die Möglichkeiten im Bereich der Innenarchitektur sind seiner Meinung immens. Statt sich seine künftige Einrichtung nur vorzustellen, wird sie dank BIM im Modell sichtbar. Einrichtungen und Oberflächen, die visuell dargestellt werden, sind z. B. im Bereich des Marketing ein gutes Tool, um auch den privaten Hausbauer abzuholen.

“Wenn ich die ganzheitliche Nutzung aus BIM rausholen kann, dann wird es geil” Dominik Kramer:

WAS IST BIM?

Mit der BIM-Methode wird ein Gebäude quasi zwei Mal erschaffen. Dieser „digitale Zwilling“ wird auf der Grundlage eines digitalen Bauwerksmodells, dem BIM-Koordinationsmodell, erzeugt. Die zeichnerische Umsetzung erfolgt mittels verschiedener CAD-Systeme, deren Funktionen weit über denen herkömmlicher CAD-Systeme hinausgehen und aufgrund ihrer Datenstrukturen in der Lage sind, Objekte der realen Welt virtuell abzubilden. Anders als bei herkömmlichen CAD-Systemen, werden in einem BIM-Prozess auch Beziehungen und das Verhalten der realen Gebäudekomponenten erfasst. BIM-Objekte sind die digitale Abbildung von Bauteilen, aus denen das Gebäude zusammengesetzt ist. BIM ist viel mehr als nur die visuelle Darstellung des Gebäudes: Sämtliche Informationen und Prozesse über das Gebäude fließen in den digitalen Zwilling ein, und zwar während aller Lebenszyklen – von der Planung über die Nutzung bis zum Abriss. 

Das bedeutet auf jeden Fall eine Menge Datenmaterial. Damit die am Prozess beteiligten nicht mit Informationen zugeschüttet werden, müssen “Smart Data” herausgefiltert werden, je nach Fachdisziplin. Schließlich benötigt der Elektroinstallateur keine Daten, die das Controlling betreffen oder Wetteraufzeichnungen, die für den Bauablauf eine Rolle spielen. Die BIM-Software analysiert und strukturiert Daten, die unterschiedlichster Natur sein können:   

  • Geometrische Daten (z.B. 3D-Modelle, Pläne, Detailzeichnungen)
  • Alphanumerische Daten (z.B. Bauteillisten, Kalkulationen, Textdokumente) 
  • Berechnungsdaten (z.B. Stabwerksmodelle, Simulationsmodelle FEM/CFD) 
  • Prozessdaten (z.B. Netzpläne, Balkenpläne)
  • Kommunikationsdaten (z.B. E-Mail, Ticketsysteme, Adresslisten)
  • Sensordaten (z.B. Fotos, Videos, 3D-Punktwolken, Wetteraufzeichnung) 
  • Metadaten (z.B. Urheber, Versionsnummer, Dateiformat) 

Ein Rad greift ins andere 

In jeder Lebensphase des Gebäudes - von der Bedarfsplanung und dem Entwurf über die Bauphase und Nutzung bis zur Renovierung oder zum Abriss - wird der jeweilige Status von den am Projekt Beteiligten mit einer Vielzahl von Dokumenten generiert. Der Informationsaustausch erfolgt über Datenaustauschstandards. Anhand von Zeichnungen, Berechnungen und den technischen Eigenschaften eines jeden Bauteils können Kosten und Mengen ermittelt werden. Ein Rad greift hier ins andere. Ändert sich an einer beliebigen Stelle im System etwas, sind alle, die vernetzt sind und für die die Auswirkung relevant ist, stets auf dem Laufenden - in Echtzeit. Entscheidet zum Beispiel der Architekt, dass der Hauseingang verbreitert werden soll, müssen evtl. Kabeltrassen verschoben werden. Dabei hat jede Änderung auch Einfluss auf die Kostenrechnung und muss beim Terminplan berücksichtigt werden. 

Vorteile für Bauherren

BIM befasst sich mit sämtlichen Informationen über das Projekt und entwickelt so ein virtuelles Gebäudemodell, das tatsächlich die Realität widerspiegelt. Zu Beginn der Planung können modellbasierte Variantenvergleiche erstellt werden. Schon hier kann sich der Bauherr eine wesentlich bessere Vorstellung von seinem Haus machen. In der Projektierungsphase wird es detaillierter, durch Visualisierungen und Simulationen. Der Bauherr (der auch eine Frau sein kann) kann sein virtuelles Haus jetzt erstmals begehen. Vieles, bei dem man sich früher allein auf die Erfahrung von Experten verlassen musste, kann jetzt im Vorfeld berechnet und am PC dargestellt werden: Nimmt die Innentreppe zu viel Raum ein? Sind die Maße der Photovoltaikflächen richtig berechnet? Harmoniert die Haustür zum Gesamthaus?  

Für die Ausschreibung ermittelt BIM die Mengen und Ausmaße aller eingegebenen Bauteile. Das Risiko, eine falsche Entscheidung getroffen zu haben, reduziert sich enorm. Modellbasiert wird die gesamte Bauablaufplanung gezeigt und die Prozessoptimierung bei Nutzung des Gebäudes. Mit BIM wird der Hausbau für den Bauherrn transparenter und er spart Kosten. Außerdem erhält er durch nachhaltiges Bauen und Bewirtschaften eine Werterhöhung und -erhaltung seines Hauses.

Vorteile für Stakeholder

Alle, die an diesem Projekt beteiligt sind, die „Stakeholder“, profitieren von BIM. Das können Architekten und Planer, Bau- und Immobilienunternehmen, Gutachter, Holzbauer, Innenarchitekten, Schreiner, Elektro- und Sanitärinstallateure, Immobilienunternehmen und auch der Facility Manager sein. Sie alle profitieren davon, dass Vereinbarungen zu Bauzeiten und Terminen, Kosten und Qualität eingehalten werden, auch unter schwierigen Bedingungen, und das Controlling vereinfacht wird. 

Doch erst, wenn alle Stakeholder BIM einsetzen, können die Vorteile dieses Verfahrens optimal genutzt werden. Es nutzt einem Holzbauer nichts, BIM einzusetzen, wenn der Architekt kein digitales Modell des Hauses mit BIM-relevanten Daten erstellt hat. Optimal ist es daher, wenn alle gemeinsam in der Cloud arbeiten und auf die sich ständig synchronisierenden Daten, die in übersichtlichen Dashboards dargestellt werden, zugreifen können und zu sehen, welche Auswirkung ihr Handeln auf andere Gebäudeteile und Aktionen hat. Im Idealfall werden die digitalen Planungsprozesse von einem BIM-Manager koordiniert. Dieser stellt die Regel zum Workflow auf, erklärt und überwacht die Einhaltung. Der BIM-Manager weiß auch, dass integrale Planung ohne BIM zwar realisierbar, aber eine konsequente Umsetzung von BIM ohne integrale Planung nicht machbar ist. 

"BIM ist viel mehr als 3D-CAD"

Vorteile, die BIM bietet:

  • Bessere Entscheidungsgrundlagen im Planungs- und Errichtungsprozess
  • 3D-Visualisierungen und virtuelle Rundgänge im BIM-Modell
  • Simulation und Prognose zukünftiger Betriebskosten in früher Planungsphase
  • Kurzfristige Kostenprognosen
  • Reibungsloser Projektablauf durch kollisionsfreie Planung
  • Reduktion nicht budgetierter Änderungen
  • Verkürzung der gesamten Projektdauer
  • Umfassende Unterstützung bei Nachhaltigkeits-Zertifizierungen
  • Basis für effizientes Facility Management (CAFM)
  • Komplette Dokumentation des Projekts
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