Building Information Modeling

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Der Begriff Building Information Modeling (kurz: BIM; deutsch: Bauwerksdatenmodellierung) beschreibt eine Methode der vernetzten Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden und anderen Bauwerken mithilfe von Software. Dabei werden alle relevanten Bauwerksdaten digital modelliert, kombiniert und erfasst. Das Bauwerk ist als virtuelles Modell auch geometrisch visualisiert (Computermodell). Building Information Modeling findet Anwendung sowohl im Bauwesen zur Bauplanung und Bauausführung (Architektur, Ingenieurwesen, Haustechnik, Tiefbau, Städtebau, Eisenbahnbau, Straßenbau, Wasserbau, Geotechnik) als auch im Facilitymanagement[1].

Planungsprozess[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der modernen Bauplanung erstellt ein Objektplaner, bei Gebäuden ist dies in der Regel ein Architekt, einen Entwurf. Die zeichnerische Umsetzung von diesem erfolgt heutzutage mit Hilfe von CAD-Systemen. Ein Gebäude durchläuft verschiedene Lebenszyklusphasen: Bedarfsplanung, Entwurf, Ausführungsplanung, Ausschreibung, Bauphase, Inbetriebnahme, Nutzung, Umnutzung, Renovation und Abriss. In jeder Phase werden von den Projektbeteiligten wie den Architekten, Ingenieuren, Fachplanern, Behörden und Ausführenden eine Vielzahl von Dokumenten generiert, die den momentanen Status des Gebäudes abbilden. Der Informationsaustausch erfolgt über kommerzielle oder offene Datenaustauschstandards.

Neben der Planung von Qualitäten anhand von Zeichnungen, Berechnungen und technischen Daten wird zur Kostenermittlung nach DIN 276 eine Mengenermittlung erstellt. Die Basis hierzu bilden die Zeichnungen. Dazu ist eine Verknüpfung der Geometrien mit qualitativ und monetär definierten Leistungsbestandteilen erforderlich, sodass die einzelnen Mengendetails in Leistungspositionen bzw. kalkulatorischen Teilleistungen aufsummiert werden können. Somit haben Änderungen in der Planung, welche eine zeichnerische Anpassung erfordern, meist auch Auswirkung auf die Mengen- bzw. Kostenermittlung. Alle Beteiligten erhalten dann aktualisierte Zeichnungen und müssen diese mit ihren Fachplanungen abgleichen. Dies verursacht einen erheblichen Koordinierungs- und Arbeitsaufwand. Der dritte wichtige Pfeiler im Planungsprozess stellt die Terminplanung dar. Diese wird wie auch die Qualitäts- und Kostenermittlung im Fortgang des Planungsprozesses immer detaillierter ausgearbeitet.

Leistungsfähige Modelliersoftware, die Verfügbarkeit von ausreichend leistungsstarker Hardware und eine schnelle Vernetzung über das Internet machen es möglich, mit sogenannte Building Information Models (BIMs) den Planungsprozess fundamental zu verändern.[2] Die dreidimensionalen Gebäudemodelle müssen hierfür von allen Projektbeteiligten mit den relevanten Informationen gefüllt werden. Hierbei sind die geometrischen Daten nur ein kleiner Teil der einzufügenden Informationen, jedes Bauteil wird durch eine Vielzahl von Attributen beschrieben. Hierzu zählen neben technischen Daten zur Qualität auch Kosten- und Terminplanungsinformationen. Der Informationsgrad wird in dem Blatt 1 zur VDI 2552 als Level of Information beschrieben. Er gliedert sich von 0 für "keine Informationen" bis 500 für, Zitat: "Hinreichend detailliert für eine produktspezifische Ausschreibung. Objekte können darüber hinaus betriebstechnische Eigenschaften und betriebsrelevante Funktionsbeschreibungen enthalten."[3]

Das Erarbeiten dieser Information im Planungsprozess funktioniert idealerweise in einer Cloud-Lösung, bei der alle in einem Model arbeiten. So werden die einzelnen Planungschritte transparent, weil jeder sehen kann welche Auswirkungen sein Handeln auf andere Gebäudeteile hat. Entscheidet zum Beispiel der Statiker, dass eine tragende Säule breiter werden muss. Kann es passieren, dass die in diesem Bereich verlaufende Kabeltrasse verschoben werden muss. Oder beispielsweise kann sich aufgrund von Änderungen im Grundriss die Zahl und Beschreibung der Türen in einem Gebäude ändern. Der Architekt ändert die Türen im virtuellen Gebäudemodell. Damit wird automatisch die Türliste verändert und durch eine entsprechende Verknüpfung werden auch die unmittelbare Auswirkung auf die Kostenermittlung generiert. Der Datenaustausch einzelner Planungsstände innerhalb des Projektteams entfällt damit.[4]

Allerdings müssen die Projektbeteiligten bei dem digitalen Planungsprozess weiterhin koordiniert werden. Diese Funktion wird in der Regel von einem BIM-Manager übernommen, welcher Regeln zum Workflow aufstellt, erklärt und die Einhaltung überwacht.[5] Ein weiterer Vorteil von Gebäudemodelen aus einem BIM-Planungsprozess ist, dass sie als intelligente Wissensdatenbank im gesamten Lebenszyklus eingesetzt werden können. Hierzu sollten allerdings die für den Betrieb wichtigen Informationen wie zum Beispiel Wartungszyklen von Feststellanlagen an Türen, Brandmeldern usw. in dem Model hinterlegt werden.[6]

Zahlreiche Untersuchungen weisen das BIM-Potential als Katalysator aus, der die Fragmentierung des Planungs- und Bauprozesses wesentlich reduziert, die Effizienz steigert und Planungskosten (durch die Minimierung der Änderungen) senkt.[7] Der verstärkte Einzug von Building Information Modeling verspricht eine fundamentale Veränderung des Planungs-, Errichtungs- und Betriebsprozesses von Gebäuden. Somit bezeichnet BIM eine durch die Digitalisierung getriebene prozedurale Veränderungen in der Gestaltung, Nutzung und dem Betrieb (Facility Management) von Gebäuden. Es stellt einen Paradigmenwechsel in Richtung lebenszyklischer, integraler Planung dar. Integrale Planung ohne BIM ist realisierbar, aber eine konsequente Umsetzung von BIM ohne integrale Planung ist nicht machbar.[8][9]

Vorteile[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Kennzeichen und Vorteile des Verfahrens sind:

  • Verbesserte Qualität der Daten, da sie alle auf eine gemeinsame Datenbasis zurückgehen und ständig synchronisiert werden
  • Unmittelbare und kontinuierliche Verfügbarkeit aller aktuellen und relevanten Daten für alle Beteiligten
  • Verbesserter Informationsaustausch zwischen Planungsbeteiligten
  • Kontinuierliche Datenaufbereitung während des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes

Durch den verbesserten Datenabgleich soll letztlich die Produktivität des Planungsprozesses hinsichtlich Kosten, Termine und Qualität gesteigert werden.

Herkunft und Umsetzung des Begriffs[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Begriff Building Information Modeling wurde von Autodesk geprägt,[10] um einen „dreidimensionalen, objektorientierten, AEC-spezifischen computerunterstützten Design-Prozess“ zu beschreiben. Dabei wird zwischen einem parametrischen Gebäudemodell und einem intelligenten Gebäudemodell unterschieden. Im parametrischen Gebäudemodell können sämtliche Elemente (Wände, Decken, Bemaßungen, Beschriftungen, Objekte, Schnittlinien etc.) zueinander in Abhängigkeiten gebracht werden, während beim intelligenten Gebäudemodell die Intelligenz auf einzelne Objekte beschränkt ist.

Die Verabschiedung des "Stufenplans Digitales Planen und Bauen" durch das BMVI soll die Umsetzung von BIM in Deutschland vorantreiben. Im Stufenplan fordert das BMVI "die Einführung von modernen, IT-gestützten Prozessen sowie Technologien zur Planung, für den Bau und das Betreiben von Bauwerken". Es werden vertragliche Regelungen definiert, die enge Zusammenarbeit der Baubeteiligten erklärt und die teamorientierte Planung im technischen Sinne aufgezeigt. Ab 2020 gelten die Regelungen für alle neu zu planenden Projekte des infrastrukturbezogenen Hochbaus als verpflichtend.[11]

Standardisierung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die internationale Organisation buildingSMART hat das Ziel, offene Standards (openBIM) für den Informationsaustausch und die Kommunikation auf der Basis von Building Information Modeling zu etablieren. Dazu hat buildingSMART ein Basisdatenmodell – die Industry Foundation Classes (IFC) – für den modellbasierten Datenaustausch im Bauwesen entwickelt.[12]

Software[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

BIM-Verfahren werden von vielen namhaften CAD-Herstellern angeboten. Einige Beispiele:

Software die das BIM-Verfahren im weiteren Planungsprozess unterstützt:

  • Powerproject BIM von Elecosoft: Termin- bzw. Bauzeitenplanung mit Timeline-Simulation
  • Bim4you von BIB: Planungen und Kalkulation

Freie Software, die BIM unterstützt:

  • FreeCAD: Universelle CAD-Software mit Architekturmodell

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • André Bormann, Markus König, Christian Koch, Jakob Beetz: Building Information Modeling. Technologische Grundlagen und industrielle Praxis. Springer Vieweg, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3658056056.
  • Kerstin Hausknecht, Thomas Liebich: BIM-Kompendium. Building Information Modeling als neue Planungsmethode. Fraunhofer IRB Verlag, Stuttgart 2016, ISBN 978-3816794899.

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. KBOB_Empfehlungen_BIM_20180115. Abgerufen am 11. Dezember 2019.
  2. C. Eastman, P. Teicholz, R. Sacks, K. Liston: BIM Handbook. John Wiley & Sons, 2008.
  3. Verein Deutscher Ingenieure e.V.: VDI 2552 Blatt 1 Entwurf, Building Information Modeling - Grundlagen. Beuth, Düsseldorf Juni 2019, S. 27–28.
  4. André Borrmann u. a.: Building Information Modeling. 1. Auflage. Springer Vieweg, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-05605-6, S. 10–11.
  5. André Borrmann u. a.: Building Information Modeling. 1. Auflage. Springer Vieweg, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-05605-6, S. 57–74.
  6. K. Pramod Reddy: BIM for Building Owners and Developers. 1. Auflage. John Wiley & Sons, Inc., Hoboken, New Jersey 2012, ISBN 978-0-470-90598-2, S. 10–12.
  7. M. Prins, R. Owen: Integrated Design and Delivery Solutions. In: Architectural Engineering and Design Management. 6, 2010, S. 227–231.
  8. Eva Maria Herrmann: BIM Building Information Modeling Management Band 2. 1. Auflage. DETAIL Business Information GmbH, München 2017, ISBN 978-3-95553-406-6, S. 46–49.
  9. André Borrmann u. a.: Building Information Modeling. 1. Auflage. Springer Vieweg, Wiesbaden 2015, ISBN 978-3-658-05605-6, S. 565.
  10. Alle Fäden in der Hand Neue Wege mit Building Information Modeling. Abgerufen am 11. Dezember 2019.
  11. Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur: https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Publikationen/DG/bim-umsetzung-stufenplan-erster-fortschrittsbe.html (Stand 01/2017)
  12. buildingsmart.de. (Nicht mehr online verfügbar.) Archiviert vom Original am 19. April 2012; abgerufen am 6. Dezember 2013. i Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.buildingsmart.de