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BIM ist derzeit der Star in der Baubranche. Zwar gibt es die Technologie jetzt schon seit rund einem Jahrzehnt, seit zwei Jahren ist BIM jedoch in aller Munde. Wir alle wissen, dass diese Abk眉rzung f眉r 鈥濨uilding Information Modelling鈥� steht, aber was ist BIM eigentlich?

BIM ist der Prozess, der die Generierung und das Management der physikalischen und funktionalen Informationen eines Projekts umfasst. Ergebnisse des Prozesses sind die BIMs oder Building Information Models, letzten Endes Dateien, die jeden Aspekt des Projekts beschreiben und die Entscheidungsfindung innerhalb eines Projektzyklus unterst眉tzen.

Urspr眉nglich war man der Meinung, BIM sei nichts anderes als eine 3D-Modellierung, es steckt jedoch mehr dahinter. BIM und die Teile von BIM-Systemen und 盲hnlichen Technologien聽聽(Smith, 2014).

Was ist BIM?

Was ist Building Information Modelling also in technischer Hinsicht? Hier die Definition des聽US National Building Information Model Standard Project Committee:

Building Information Modelling (BIM) ist eine digitale Darstellung der physikalischen und funktionalen Merkmale einer Anlage. Ein BIM ist eine gemeinsam genutzte Wissensressource f眉r Informationen 眉ber eine Anlage, die 眉ber deren Lebenszyklus eine zuverl盲ssige Grundlage f眉r Entscheidungen bildet; definiert als existent von den Anf盲ngen der Konzeption bis zum Abriss.聽(NBIMS-US, 2016).

Diese聽scheint dem zu entsprechen, was auch der Rest der Baubranche weltweit anerkennt (Smith, 2014). Wie bereits erw盲hnt, deckt BIM mehr ab als nur Geometrie 鈥� n盲mlich 鈥瀝盲umliche Beziehungen, Lichtanalyse, geographische Informationen, Mengen und Eigenschaften von Geb盲udekomponenten鈥� (Eastman, 2009).

BIM-Objekte und Planung

BIM repr盲sentiert ein Design als Kombination von „Objekten“ – vage und undefiniert, allgemein oder produktspezifisch, feste Formen oder hohlraumorientiert (wie die Form eines Raums), die ihre Geometrie, Beziehungen und Attribute transportieren (Eastman, 2009).聽

BIM-Design-Tools erm枚glichen die Extraktion verschiedener Ansichten aus einem Modell, unter anderem f眉r die Erstellung von Zeichnungen. Diese verschiedenen Ansichten sind automatisch konstant, da sie aus einer einzigen Definition jeder 鈥濷bjektinstanz鈥� stammen (Eastman, 2009)

Objekte werden au脽erdem als Parameter und Beziehungen zu anderen Objekten definiert, sodass bei Ver盲nderungen eines verwandten Objekts auch abh盲ngige oder angrenzende Objekte automatisch ver盲ndert oder angepasst werden (Eastman, 2009). Jedes Element eines Geb盲udemodells kann mit Attributen versehen werden, um sie automatisch auszuw盲hlen oder zu bestellen, wenn Kostensch盲tzungen, Materialverfolgung und Bestellung gew盲hrleistet werden k枚nnen (Eastman, 2009).

Es ist also verst盲ndlich, dass BIM-Objekte und BIM im Allgemeinen auch f眉r den planerischen Aspekt eines Bauprojekts mehrere Vorteile haben. Hier finden Sie drei der Hauptbereiche, in denen BIM wirklich etwas bewirken kann:

Visuelle Repr盲sentation und Kommunikation

BIM-Objekte haben einen gro脽en Einfluss auf den Aufwand, den gesamten Lebenszyklus einer Geb盲udestruktur virtuell darzustellen. Dieses realistische Geb盲udemodell kann dem Projektteam helfen, immer auf dem neuesten Stand zu sein und bei Bedarf wichtige Updates zeitnah und unkompliziert zu kommunizieren.聽

Dar眉ber hinaus kann ein gut konstruiertes BIM-Modell den Bauleitern dabei helfen eine Reihe von alternativen Szenarien zu visualisieren. Diese visuelle Darstellung kann anschlie脽end mit dem Kunden und anderen Beteiligten geteilt werden und dient als Grundlage f眉r das weitere Vorgehen.

Dennoch sollten Sie wissen, dass Daten immer das wichtigste Element sind. Schlie脽lich ist eine visuelle Darstellung nur so gut wie die Daten, die f眉r ihre Erstellung verwendet werden. Dabei ist es oft egal, ob es sich um eine 2D- oder 3D-Darstellung handelt. Die Implementierung digitaler Technologien auf der Baustelle sind weitaus wichtiger, bis sich der Sektors auf die M枚glichkeiten konzentriert, die 3D-Darstellungen zu bieten haben.

Simulation und Entwicklung

Kommen wir zur眉ck zu den Vorteilen von BIM-Objekten. Ihre Verwendung macht es den Projektleitern einfacher, realer Ereignisse/Bedingungen auf das Modell anzuwenden. Auf diese Weise k枚nnen die Verantwortlichen m眉helos erkennen, ob das von ihnen errichtete Geb盲ude den Normen und Spezifikationen entspricht.

So k枚nnen die Projektbeteiligten beispielsweise mit Hilfe von BIM-Objekten die Energieeffizienz der Bausubstanz untersuchen und feststellen, ob es Bereiche gibt, die optimiert werden m眉ssen, um zuk眉nftige Energieverluste zu vermeiden.聽

So kann das Projektteam den Einsatz verschiedener Materialien simulieren und die richtigen Optionen finden.聽聽聽

Kollisionserkennung (und L枚sung)

Die Kollisionserkennung und -l枚sung ist ein weiterer Bereich, in dem BIM-Objekte einen sehr positiven Einfluss haben k枚nnen. Durch die M枚glichkeit, die verschiedenen Projektdetails in einem realistischen Modell zu visualisieren, k枚nnen Subunternehmer die Ursachen von Problemen f眉r das Projekt viel einfacher erkennen und beheben.

So k枚nnen beispielsweise Stellen, an denen sich Sanit盲rarmaturen mit Elektroarmaturen 眉berschneiden, leicht erkannt werden und ge盲ndert werden, bevor es f眉r das Projekt zu sp盲t und kostspielig wird.

Dar眉ber hinaus steigt mit der zunehmenden Nutzung von BIM-Objekten in einem Bauprojekt auch die Qualit盲t der erhobenen Daten. Das kann auf lange Sicht sowohl f眉r die Planung als auch f眉r den Berichtsprozess eines Projekts von gro脽em Wert sein.

Das 5D-Modell und verschiedene Dimensionen

聽鈥� 3D (Objektmodell), 4D (Zeit), 5D (Kosten), 6D (Betrieb), 7D (Nachhaltigkeit) und sogar 8D (Sicherheit) (Smith, 2014). Diese multidimensionale Eigenschaft von BIM wurde als 鈥瀗D-Modellierung鈥� definiert, da eine nahezu unbegrenzte Zahl von Dimensionen zum Geb盲udemodell hinzugef眉gt werden kann (Smith, 2014).

Das 4D-Modell verbindet Bauaktivit盲ten mit Zeitpl盲nen und 3D-Abbildungen, was in einer grafischen Echtzeitsimulation des Baufortschritts resultiert. Die Dimension 鈥瀂eit鈥� erlaubt die Beurteilung der Realisierbarkeit und der Arbeitsablaufplanung eines Projekts.

Alle am Projekt Beteiligten k枚nnen problemlos und effektiv Probleme in den sequenziellen, r盲umlichen und zeitlichen Aspekten des Baufortschritts visualisieren, analysieren und kommunizieren. Dadurch werden eine bessere Planung, eine bessere Baustellenanordnung und bessere Logistikpl盲ne erreicht, was zu Produktivit盲tssteigerungen f眉hrt.

Das 5D-Modell f眉gt die Dimension 鈥濳osten鈥� zum BIM-Modell hinzu und erlaubt die sofortige Generierung von Budgets und finanziellen Darstellungen des Modells unter Ber眉cksichtigung des zeitlichen Aspekts. Dies erh枚ht die Genauigkeit von Sch盲tzungen, minimiert Streitigkeiten, die CAD-Daten h盲ufig verursachen und erlaubt es Kostenberatern, mehr Zeit f眉r die Wertsteigerung aufzuwenden.

Das 6D-Modell erlaubt die Aufnahme des Facility Management in das BIM. Die Hinzuf眉gung einer detailreichen Beschreibung von Geb盲udeelementen und technischen Dienstleistungen mit elaborierten Beschreibungen zu den Bereichen Geometrie, Beziehungen und Eigenschaften macht das BIM zur perfekten Facility-Management-Datenbank.

Das 7D-Modell vermittelt dem BIM Nachhaltigkeitskomponenten 鈥� es bietet Fachleuten/Designern die M枚glichkeit, die CO2-Ziele f眉r ein spezifisches Element eines Projekts zu erf眉llen, Entscheidungen zu validieren oder Optionen zu pr眉fen und zu vergleichen. Die achte Dimension bezieht Sicherheitsaspekte in den Planungs- und Bauprozess ein.

BIM und verwandte Quantifizierungstechnologien bieten Chancen f眉r das Projekt aber auch Herausforderungen f眉r den Projektmanager. Da bei der Quantifizierung in der Baubranche zunehmend auf Automation gesetzt wird, m眉ssen BIM-Modelle sich entsprechend anpassen, um komplexere Managementkomponenten zuzulassen, die 4D-Zeit- und 5D-Kostenmodellierung umfassen und diese Informationen in einem integrierten Projekt眉bergabeansatz dem Projektteam zug盲nglich machen.

Bei BIM geht es jedoch nicht nur um neue Software und Technologie. Es erfordert eine alternative Denkweise und einen anderen Ansatz hinsichtlich Projekteinkauf und -眉bergabe.

Es ist unerl盲sslich, vom herk枚mmlichen Ansatz der Projektbeteiligung mit separaten Informations-Pools und inkompatiblen Software-Technologien auf einen komplett integrierten Ansatz umzustellen, mit einer gemeinsamen Plattform, auf der die Teilnehmer dieselben Informationen teilen und mit ihnen arbeiten k枚nnen. BIM ist hierf眉r das ultimative Hilfsmittel (Smith, 2014).

Ein kurzer geschichtlicher Abriss 眉ber BIM

Die Idee f眉r BIM wurde in den 1970er Jahren konzipiert und zun盲chst聽genannt (Eastman et al., 1974). Der Begriff 鈥濨uilding Model鈥� wurde erstmals 1985 in einem聽(Ruffle, 1985).

1992 schlie脽lich wurde der Begriff 鈥濨uilding Information Model鈥� erstmals in einem Aufsatz verwendet, der die聽diskutierte (van Nederveen et. al, 1992). Erst 10 Jahre sp盲ter jedoch wurden die Begriffe Building Information Modeling聽und聽Building Information Model聽(einschlie脽lich des Akronyms BIM) allgemein gel盲ufig.

2002 ver枚ffentlichte聽Autodesk einen Aufsatz mit dem Titel 鈥濨uilding Information Modelling鈥�, diverse Softwareentwickler und Anbieter wurden in diesem Bereich aktiv und der Begriff wurde standardisiert, um als聽f眉r die digitale Darstellung des Bauprozesses verwendet zu werden (Laiserin, 2008).

Andere Terminologie 盲hnlichen Formats wurden von verschiedenen Herstellern verwendet 鈥� 鈥濾irtual Building鈥� von Graphisoft und 鈥濱ntegrated Project Models鈥� von Bentley Systems.

Graphisoft entwickelte fr眉her als die Mitbewerber auf dem Markt Systeml枚sungen und war verantwortlich f眉r , damals 鈥瀍ine der ausgereiftesten BIM-L枚sungen auf dem Markt鈥� (Laiserin, 2003).

Es galt 1987 als erste BIM-Implementierung und war das 鈥灺燼uf einem Personal Computer, das in der Lage war, 2D- und 3D-Geometrie zu erzeugen und das erste kommerzielle BIM-Produkt f眉r Personal Computer.鈥� (Forbes et.al, 2010).

Wirkung von BIM in der Branche

In einem gelangte eine Studie zu dem Ergebnis, dass 75% der Unternehmen, die BIM einf眉hrten, positive Investitionsrenditen mit k眉rzeren Projektlebenszyklen und Einsparungen bei Administration und Materialkosten verzeichneten. Aufgrund dieser Vorz眉ge schreiben verschiedene L盲nder, wie Gro脽britannien, Finnland und Singapur, den Einsatz von BIM f眉r 枚ffentliche Infrastrukturprojekte vor (Agarwal et.al, 2016).

Kleine Spezialstudien lassen darauf schlie脽en, dass BIM die Arbeitsproduktivit盲t steigert. In einer , die sich auf ein kleines Unternehmen bezog, wurden die Auswirkungen von BIM auf die Arbeitsproduktivit盲t quantifiziert und die Ergebnisse zeigten eine Steigerung der Arbeitsproduktivit盲t um 75% bis 240% im Bereich vorgefertigte Teile und Fertigbau (Poirier, 2015).

Den an einem Infrastrukturprojekt beteiligten Spezialisten (Architekten, Vermesser, Ingenieure) 聽erlaubt BIM die Vermittlung eines virtuellen Informationsmodells聽vom Designteam 眉ber den Hauptunternehmer und die Subunternehmer und an den Inhaber/Betreiber, wobei jeder Beteiligte spezifische Daten zum gemeinsam genutzten Modell hinzuf眉gt.

Das gesamte System ist so beschaffen, dass Informationsverluste, die 眉blicherweise auftreten, insbesondere wenn ein neues Team ein Projekt 眉bernimmt, reduziert werden. Es bietet au脽erdem umfassende Informationen 眉ber komplexe Strukturen (Eastman, 2009).

Die Verwendung von Building-Information-Modelling-L枚sungen in der Baubranche f眉hrte zu 聽f眉r Baufachleute hinsichtlich der Entwicklung, des Baus und des Betriebs von Geb盲uden (Laiserin, 2002).

• H枚here Qualit盲t.聽BIM l盲sst Flexibilit盲t in der Erkundung und 脛nderungen des Projektdesign- oder Dokumentationsprozesses jederzeit zu, ohne dass das Designteam dadurch in Bedr盲ngnis ger盲t. Dadurch werden Koordinationszeit und manuelle Kontrolle minimiert, sodass dem Designteam mehr Zeit f眉r die L枚sung echter architektonischer Probleme zur Verf眉gung steht. Verbreitete Modellierung-Tools erm枚glichen eine genaue Kontrolle technischer detaillierter Entscheidungen bez眉glich der Ausf眉hrung. Die digitale Aufzeichnung von Geb盲uderenovierungen verbessert Planung und Management.
• Schnellere Ausf眉hrung.聽Mit BIM k枚nnen Entwicklung und Dokumentation gleichzeitig statt nacheinander erfolgen. Pl盲ne, Diagramme, Zeichnungen, Sch盲tzungen, Qualit盲tssteuerung, Planung und andere Formen der Arbeitskommunikation werden dynamisch erzeugt, w盲hrend die Arbeiten fortschreiten. BIM erlaubt die Anpassung des urspr眉nglichen Modells an Ver盲nderungen, etwa der Standortbedingungen usw.
• Niedrigere Kosten.聽Bei Verwendung von BIM l盲sst sich mehr Arbeit von einem kleineren Team erledigen. Dies bedeutet niedrigere Kosten und weniger Missverst盲ndnisse. Dank h枚herer Qualit盲t der Dokumentation und besserer Bauplanung werden weniger Zeit und Geld in Prozess und Administration aufgewandt.

Die Einf眉hrung von BIM erfolgt durch Digitalisierung

Inzwischen ist klar, dass BIM eines der zuverl盲ssigsten Tools f眉r den Datenaustausch im Bauwesen ist. Es kann je nach Phase eines Projekts (Design, Planung, Ausf眉hrung, etc.) unterschiedliche Zwecke erf眉llen und bei entsprechender Aktualisierung mit jeder Bauphase mehr Daten aufnehmen.聽

Viele Interessenvertreter in der Branche verstehen jedoch noch nicht, dass die Erschlie脽ung der digitalen Akzeptanz auf der Baustelle die Grundlage f眉r die Aussch枚pfung des vollen Potenzials von BIM ist. Das liegt oft an der falschen Annahme, dass es sich bei Building Information Modeling nur um ein 眉bliches 3D-Modell handelt, wobei die Erfassung, Analyse und Weitergabe wichtiger Daten vernachl盲ssigt wird.聽

Bevor wir uns also auf die positiven Funktionen konzentrieren, ist es wichtig zu verstehen, dass die digitale Einf眉hrung auf der Baustelle der Schl眉ssel zu einem datengesteuerten Projekt ist. Letztendlich sind es die Teams selbst, die einen konsequenten und vertrauensw眉rdigen Beitrag zum Modell leisten.聽

Dabei gibt es einige Parameter, die ber眉cksichtigt werden sollten. Zun盲chst einmal ist es wichtig zu erkennen, dass es je nach Aufgabenbereich und Position in einem Projekt unterschiedliche Ebenen der Transparenz gibt.

Einfach ausgedr眉ckt, BIM-Manager und Mitarbeiter auf der Baustelle ben枚tigen nicht die gleiche Art von Informationen. Manche Teams k枚nnen genauso gut mit einer 2D-Darstellung des Projekts arbeiten und vermeiden so Missverst盲ndnisse und Verwirrungen, wenn das Modell mit Daten versorgt wird. Deshalb ben枚tigen Sie auf lange Sicht eine einfach zu bedienende App, die es einem Bauleiter oder den Subunternehmern erm枚glicht, das BIM-Modell m眉helos zu aktualisieren.聽聽聽聽聽聽

Damit kommen Sie der Standardisierung des Bauprozesses einen Schritt n盲her. Das ist bereits ein gro脽er Fortschritt, wenn man bedenkt, dass viele Bauunternehmen derzeit mit dem Fehlen eines klar definierten Protokolls f眉r die Weiterverfolgung der Baustelle zu k盲mpfen haben. Es ist durchaus 眉blich, dass Unternehmen von Projekt zu Projekt unterschiedliche Klassifizierungen verwenden, was zu gro脽er Verwirrung und Verschwendung von Zeit und Ressourcen f眉hrt.聽

Es wird schnell deutlich, dass die Einrichtung von internen Standardklassifikationen, die mit dem ERP-System des Unternehmens verkn眉pft werden k枚nnen, zu einem viel effizienteren Konstruktionsprozess f眉hren w眉rde.聽

Dank eines solchen Ansatzes k枚nnen Projektteams ihre Systeme und Prozesse in einer digitalen Umgebung einfach aufeinander abstimmen und organisieren, um n盲her zusammenzuarbeiten, das Vertrauen in der gesamten Lieferkette zu st盲rken und den Entscheidungsprozess durch pr盲zise Daten verbessern zu k枚nnen.

Zukunftspotenzial

BIM ist eine relativ neue Technologie, insbesondere in der Baubranche, einem Sektor, der sich in der Regel nur langsam auf Ver盲nderungen einstellt. Verfechter von BIM sind der Meinung, dass es in naher Zukunft聽bieten wird (Rahmani Asl et. al, 2013):

1. Verbesserung der Visualisierung.
2. Steigerung der Produktivit盲t, da sich Informationen problemlos auffinden lassen.
3. Bessere Koordinierung von Baudokumenten.
4. Verkn眉pfung wesentlicher Informationen, etwa 眉ber Lieferanten bestimmter Materialien, die Lage von Details und Mengen, die f眉r die Ausschreibung erforderlich sind.
5. Schnellere 脺bergabe.
6. Senkung der Gesamtkosten.

Building Information Modelling und automatisierte Quantifizierungstechnologien k枚nnen der Branche folgerichtige Chancen bieten, die Qualit盲t der Branche auf ein wesentlich h枚heres und komplexeres Niveau zu heben. Da BIM die M枚glichkeit bietet, eine F眉lle von Datenoptionen mit Echtzeit-Kostenberatung zu simulieren und in den detaillierten Entwicklungs-, Bau- und Betriebsphasen fortzuf眉hren, wird es den Wert von Baupraktiken mit Sicherheit steigern.

Dieser Artikel ist der erste in einer Serie, die sich mit Building Information Modeling (BIM) besch盲ftigt. Erg盲nzen Sie Ihr Wissen mit Artikeln 眉ber die , die Rollen in einem BIM-Projektzyklus, die Herausforderungen und Potenziale dieser neuen Bautechnologie, die Auswirkungen und die g盲ngigen Mythen rund um BIM. Um Ihr Wissen 眉ber Bauproduktivit盲t zu erweitern, k枚nnen Sie unser eBook, der Produktivit盲tskreislauf, herunterladen.