Bauen mit dem digitalen Zwilling: So funktioniert BIM

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Building Information Modeling (BIM) gilt als eine der wichtigsten Arbeitsmethoden für das künftige Bauen. Was hinter BIM steckt und welche Chancen es in der Praxis bietet.

Die Digitalisierung hat auch die Baubranche längst erfasst. Baupläne werden immer häufiger mit CAD-Systemen (computergestütztes Konstruieren) angefertigt und ersetzen die klassischen Zeichnungen auf Papier. Building Information Modeling, kurz BIM, ist auf dieser Grundlage der nächste Schritt zur volldigitalisierten Bauplanung. Dabei können alle am Projekt Beteiligten über eine gemeinsam genutzte Software (häufig eine Cloud-Anwendung) auf das zu realisierende Bauvorhaben zugreifen. Die Software erstellt ein digitales Abbild des in der Realität gebauten Gebäudes und speichert dazu eine Vielzahl an Informationen ab.

Auch in der Baubranche hat die Digitalisierung bereits Fuß gefasst © Mongta Studio, stock.adobe.com
Auch in der Baubranche hat die Digitalisierung bereits Fuß gefasst © Mongta Studio, stock.adobe.com

Virtuelles Abbild des Gebäudes

Im ersten Schritt eines BIM-Projektes erstellt der Objektplaner (in der Regel der Architekt) in Absprache mit dem Auftraggeber bzw. dem Bauherren digitale Zeichnungen des geplanten Gebäudes. Dabei werden Angaben zu der Größe des Objekts, der Raumaufteilung, Dachneigung etc. im BIM-Modell gespeichert. Ist die digitale Zeichnung vollständig, liegt ein virtuelles Modell des zu geplanten Gebäudes vor, dass dieses auch geometrisch vollständig visualisiert. Es kann vom Architekten auf einer virtuellen Karte genau dort platziert werden, wo es sich später in der Realität befinden soll – unter Berücksichtigung der geologischen Bedingungen an diesem Standort.

Im nächsten Schritt erhält das gesamte Projektteam über eine Computer-Schnittstelle Zugriff auf das BIM-Modell. Alle am Bau beteiligten Gewerke können somit jederzeit den aktuellen Status des realen Gebäudes im virtuellen Datenmodell einsehen und mit Informationen über die vom zuständigen Unternehmen erledigten Arbeitsschritte ergänzen.  

Neben Größen-, Flächen- und Volumenangaben lassen sich eine Reihe an weiteren Informationen im BIM-Modell festhalten.

Mit BIM kann nicht nur ein virtuelles Abbild des Bauprojektes dargestellt, sondern u. a. auch alle relevanten Informationen zu Baustoffen, Kosten, Funktionsbeschreibungen, Montagehinweise und Zeitplanung gespeichert werden © festfotodesign, stock.adobe.com
Mit BIM kann nicht nur ein virtuelles Abbild des Bauprojektes dargestellt, sondern u. a. auch alle relevanten Informationen zu Baustoffen, Kosten, Funktionsbeschreibungen, Montagehinweise und Zeitplanung gespeichert werden © festfotodesign, stock.adobe.com

Zu den in BIM gespeicherten Informationen zählen unter anderem:

  • Baustoffe
  • Materialqualitäten
  • Materialeigenschaften
  • energetische Werte
  • Montagehinweise
  • Kostenangaben
  • Terminplanungsinformationen
  • betriebstechnische Angaben
  • Funktionsbeschreibungen

Für eine produktspezifische Beschreibung können gemäß dem Informationsblatt des Vereins Deutscher Ingenieure (VDI) insgesamt 500 Angaben zu einem Bauteil gemacht werden.

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Änderungen in Echtzeit einplanen

Für die Projektbeteiligten kann der Einsatz von BIM die Planung und Ausführung des Bauvorhabens deutlich erleichtern. Durch die im digitalen Gebäude eingegeben Kostenangaben lässt sich zum Beispiel das Budget eines Bauvorhabens genauer planen und einhalten. Wie sich eine Änderung der Konstruktion, einer anderen Menge an Material oder der Austausch gegen ein hochwertigeres Bauteil auf die Kostenkalkulation auswirkt, kann über die BIM-Software direkt berechnet werden.

Ein Beispiel: Entscheidet sich der Bauherr noch während der Planungsphase die Dämmung der Gebäudehülle zu verstärken, kann dies vom Architekten über die BIM-Software direkt eingetragen werden. Die zuständigen Handwerker erhalten umgehend die Nachricht über die Statusänderung, sodass sie rechtzeitig anderes Material bestellen können. Durch die Vernetzung über die Cloud ist der Zugriff auch von unterwegs aus möglich. So lassen sich Änderungen praktisch in Echtzeit zwischen dem Planungsbüro und den Handwerkern auf der Baustelle übermitteln.

Mithilfe eines BIM-Modells lassen sich Änderungen in Echtzeit planen © ME Image, stock.adobe.com
Mithilfe eines BIM-Modells lassen sich Änderungen in Echtzeit planen © ME Image, stock.adobe.com

Weiterhin kann anhand der Kalkulation über das BIM-Modell der Materialeinkauf gezielter gesteuert werden. Es wird nur das bei den Bauproduktlieferanten bestellt, was gemäß der Berechnung wirklich für das Objekt benötigt wird. Das senkt die Mengen an überschüssigem Material, was letztlich sowohl aus Umwelt- wie aus Kostensicht Vorteile bietet.

Terminkollisionen vermeiden

Über einen sogenannten BIM-Filter lassen sich die eingetragenen Informationen zudem strukturieren und verschiedene Kompetenzen innerhalb des Projektes zuweisen. Damit erhält ein beteiligtes Gewerk nur jene Informationen, die für seinen Auftrag im Bauvorhaben relevant sind.

Mithilfe der Terminplanungsinformationen können sich die einzelnen Gewerke gezielt absprechen, um Überschneidungen von Handwerkern auf der Baustelle zu vermeiden und die Personalplanung effizienter zu gestalten.

Auch die Präzision bei Ausführung des Bauvorhabens kann durch die Berechnung und Veranschaulichung im BIM-Modell verbessert werden. So lassen sich Planungsfehler und Mängel am Bau reduzieren, die teure Folgekosten verursachen können. 

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Vereinfachter Austausch mit Behörden

Die im BIM-Modell ermittelten Bau- und Wartungskosten des Gebäudes, die Energiebilanz und andere Berechnungen können vom Architekten zum Beispiel genutzt werden, um gewisse Standards der Energieeinsparverordnung (EnEV) gegenüber Behörden und Prüfern nachzuweisen, Zertifizierungen zu erhalten und dem Bauherren den Zugriff auf Förderprogramme, wie der KfW Bankengruppe, zu ermöglichen.

Auch das Baugenehmigungsverfahren wird mithilfe von BIM-Software digitalisiert und vereinfacht, sofern die zuständigen Behörden über entsprechende Schnittstellen verfügen. Dann kann der Bauantrag und die -genehmigung weitgehend papierlos, schneller und effizienter ablaufen.

Mit BIM-Software können auch Behörden über eine entsprechende digitale Schnittstelle Bauanträge und Baugenehmigungen schneller bearbeiten © jjfarq, stock.adobe.com
Mit BIM-Software können auch Behörden über eine entsprechende digitale Schnittstelle Bauanträge und Baugenehmigungen schneller bearbeiten © jjfarq, stock.adobe.com

Lebenszyklus eines Gebäudes abbilden

BIM in Bauprojekten einzusetzen, bietet auch über die Planungs- und Bauphase hinaus Vorteile. Denn das digitale Abbild kann den kompletten Lebenszyklus eines Gebäudes lückenlos dokumentieren. Steht zum Beispiel eine Reparatur oder eine Sanierung an, können sich die beauftragten Handwerker über das BIM-Modell vorab informieren, wann genau welche Arbeiten an dem betreffenden Bauteil ausgeführt wurden und welche Materialien zum Einsatz gekommen sind. Dies spart wertvolle Arbeitszeit für die Handwerker und hilft damit letztlich auch dem Eigentümer des Gebäudes Kosten zu sparen.

Nicht zuletzt schafft Building Information Modeling Transparenz, wenn es um Fragen der Gewährleistung und der Sachmängelhaftung geht. So lässt sich genau nachverfolgen, welche Firmen am Bau beteiligt waren und ob ihre Arbeit entsprechend der BIM-Planung ausgeführt wurde. Dies kann langwierige und kostenintensive Rechtsstreitigkeiten vermeiden.

Handwerker und Ingenieure wissen auch dank des BIM-Modells wann genau welche Aufgabe mit welchen Materialien ausgeführt werden muss. Das digitale Bauen wird auch bei privaten Bauvorhaben immer beliebter © BillionPhotos.com, stock.adobe.com
Handwerker und Ingenieure wissen auch dank des BIM-Modells wann genau welche Aufgabe mit welchen Materialien ausgeführt werden muss. Das digitale Bauen wird auch bei privaten Bauvorhaben immer beliebter © BillionPhotos.com, stock.adobe.com

Bauen mit BIM nimmt Fahrt auf

Trotz der genannten Vorteile von BIM, bewegt sich die Entwicklung im Vergleich zu den skandinavischen Staaten oder auch Großbritannien noch auf niedrigem Niveau. Doch das könnte sich bald ändern. Bei öffentlichen Aufträgen ist der Einsatz von BIM bereits seit vergangenem Jahr vorgeschrieben. Und auch bei privaten Bauvorhaben wird das digitale Bauen beliebter. Laut einer repräsentativen Studie der Unternehmensberatung PwC erarbeiten 40 Prozent der Bauunternehmen aktuell eine BIM-Strategie, während diese bei 20 Prozent bereits umgesetzt ist.

Die Grundrissanordnung bestimmt die Ausrichtung nach den Himmelsrichtungen © KB3, stock.adobe.com
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