BIM: Das Planen neu denken

BIM
02.03.2018

 

Building Information Modeling ermöglicht die Verknüpfung von dreidimensionalem Körper und den dazugehörenden Informationen. So wird die Dokumentationsflut automatisiert und die Abwicklung beschleunigt.

Bei BIM werden alle relevanten Bauwerksdaten digital modelliert, kombiniert und vernetzt.

Das BIM-Modell ist das Abbild der physikalischen sowie funktionalen Eigenschaften eines Bauwerks. Hier die Visualisierung eines Spitals.

CAD-Programme sind aus der heutigen Werkstattumgebung nicht mehr wegzudenken. Dabei ist die dreidimensionale CAD-Zeichnung als Stand der Technik anerkannt und 2D-Schnitte werden aus dieser abgeleitet. BIM (Building Information Modeling, übersetzt Bauwerksdatenmodellierung) ist ein Begriff aus der Planung und betrifft die gesamte Bauwirtschaft gleichermaßen. BIM ist eine Methode hin zur optimierten Planung von Gebäuden und Bauwerken. Alle relevanten Bauwerksdaten werden digital modelliert, kombiniert und vernetzt. Damit stellen die Daten das Abbild der physikalischen sowie funktionalen Eigenschaften eines Bauwerks dar.

Setzt sich das durch?

Im Holzhochbau ist BIM als Planungsmethode bereits angekommen. Es wird aktuell auf vielen Universitäten und Fachhochschulen gelehrt, so wie das CAD-Zeichnen. Die erste Welle der Digitalisierung mit BIM kommt in Planungsbüros, in weiterer Folge in produzierende Unternehmen, sobald diese Planungsdetails oder Bauanschlussdetails bereitstellen müssen. In den CAD-Softwareapplikationen ist die zur Umsetzung nötige Programmierung bereits jetzt realisiert, auch herstellerneutrale Ex- und Importe zum Datenaustausch stehen zur Verfügung.

Welche Produkte sind betroffen?

Vorrangig werden die Hersteller aller Ausbauelemente mit BIM als Methode in Berührung kommen, also Fenster-, Türen-, Industrieböden- und Deckenhersteller. In laufenden Projekten, die als BIM-Projekte umgesetzt werden, wird der gesamte Ausbau – unabhängig ob Trockenbau oder Akustikbau – bereits heute diesen Grundsätzen entsprechend abgewickelt. Damit wird beispielsweise auch die Beschat-tung in den Planungen berücksichtigt, genauso wie der Lichteintrag durch die Gläser, die Gebäudeautomatisation, die generelle Zutrittskontrolle und der detaillierte Schließplan. Daran lässt sich der zu erwartende Umfang künftiger Planungen erkennen. Dieser ist allerdings nicht zum Nachteil für den Tischler, da dem Kunden und Planer zu einem frühen Zeitpunkt mehr Informationen zur Verfügung stehen als bisher. Somit werden Entscheidungen auch schneller und zielgerichteter getroffen. Allgemein ist damit die Informationsdichte wesentlich höher und zentraler als in aktuellen Planungen. Dies wiederum benötigt entsprechende Vorlaufzeit, um fristgerecht Produktion oder Montage sicherzustellen.

3D und BIM-3D

Das zweidimensionale Planen und der Brettaufriss (Länge, Breite) sind, seit der Mensch Baupläne erstellt, bekannt. Seit dem CAD-Zeitalter ist auch ein dreidimensionales Planen möglich. Eine Erweiterung der 3D-Planung ist nun, den in drei Dimensionen (Länge, Breite, Höhe) beschriebenen Körper mit weiteren Informationen anzureichern. Damit wird aus einem dreidimensionalen Körper ein eigenständiges Objekt, etwa ein Fenster oder eine Tür, das nicht nur in der Geometrie beschrieben ist, sondern auch in seinen Eigenschaften, Merkmalen und Merkmalsauprägungen. In der Zeichnungsdatenbank ist somit neben der grafischen Information auch eine Art Datenbank integriert, welche die Beschreibung der Bauelemente enthält. Rauchschutz, Luftdurchlässigkeit, Widerstandsklasse oder die Schallschutzklasse sind  z. B. mögliche Merkmale. Die dazugehörenden Merkmalsausprägungen am Beispiel der Widerstandsklasse sind somit „RC 1“, „RC 2“, „RC 3“. Damit verbunden ist auch der Vorteil des schnellen Datenzugriffs auf Informationen aus der Planung und den verwendeten Objekten, ohne langwierige Rückfragen stellen zu müssen. Eine ausgeprägte Attribuierung macht einen dreidimensionalen Körper erst zu einem BIM-Objekt. 

Der Nachteil ist, dass diese Informationen gepflegt werden müssen. Die Erfahrung zeigt jedoch, dass eine gute Datenpflege einen Mehrwert bringt. Alle gängigen am Markt verfügbaren Planungswerkzeuge und Prüftools bieten ausgeprägte Auswertungswerkzeuge und können alle Objekte sortiert exportieren. In der Planung vorhandene Eigenschaften, Merkmale und Merkmalsausprägungen werden in ein Tabellenkalkulationsprogramm exportiert. Zudem ist jedes Objekt mittels einer eindeutigen Identifikation („GUID“ –Globally Unique Identifier) wieder erkennbar und eindeutig zuordenbar. Damit entstehen beispielsweise Bestelllisten mit allen detaillierten Informationen, welche direkt aus der Planung heraus exportiert werden.
Arbeiten mehrere Teams an getrennten Orten und zu unterschiedlichen Zeiten am selben Gebäude, ist die gemeinsame Datensprache umso bedeutender, das „buildingSmart Data Dictionary“ und der „ASI Merkmalsserver“ sind nur zwei Beispiele. Letzterer ist eine österreichische Initiative. Verständigt man sich auf eine Datensprache, ist man gezwungen, diese Konvention einzuhalten, hat allerdings den Vorteil der Wiedererkennung während der Verwendung.

BIM 3D, 4D, 5D

Oftmals wird im Zusammenhang mit BIM von 3D, 4D oder 5D gesprochen. Dahinter verbergen sich die Informationen Zeit und Kosten. Die Dimensionen im BIM beschränken sich nicht auf die Beschreibung der Ausdehnung eines Körpers, sie beschreiben die Informationstiefe, diese sind in der ÖNorm A 6241-2:2015 (Digitale Bauwerksdokumentation) im Detail beschrieben.
Das 4D BIM ist die Erweiterung von 3D um den Faktor Zeit. Verknüpft mit Ablaufplänen lässt sich eine Simulation erstellen, welche in Verbindung mit dem Bauzeitplan den jeweiligen Baufortschritt exakt wiedergibt.
Bei 5D handelt es sich um eine weitere Ergänzung der Information um die Kosten je BIM-Objekt. In der Verknüpfung von Zeitplänen, Kosten und den BIM-Objekten in einer Simulation wird die Wertentwicklung des Gebäudes visualisiert. Der Abgleich zwischen dem errichteten Gebäude und den Rechnungen verschlingt weniger Zeit und wird auch nachvollziehbarer als bisher.
Mit 6D/7D wird die Nachhaltigkeit beschrieben. Mit diesen Dimensionen werden Informationen für den Gebäudebetrieb, das Facilitymanagement, den Gebäudeumbau und den Rückbau abgebildet. Teile dieser Dimensionen bestehen aus Raumnutzungen oder Wartungsplänen für Anlagen wie Rauch- und Brandmeldeanlagen und Brandabschnittstüren. Zudem kommen auch Materialarten und Materialmengen der darin enthaltenen Stoffe hinzu.

Gesamter Lebenszyklus

Alle Dimensionen zusammengefasst spiegeln die Idee vom Gebäudelebenszyklus wider. Das Gebäude ist von der Konzeptstudie bis zur Nutzung und darüber hinaus zu betrachten. Die Idee mit BIM und des damit verbundenen Datenmodells endet nicht mit der Errichtung des Gebäudes. Einer der Vorteile besteht darin, dass man aus den Daten alle nötigen Informationen für einen möglichen Umbau schon in der Planung zur Verfügung hat. Das gilt auch für die verbauten Stoffe oder Gefahrenstoffe, die besonders zu behandeln sind und auch für die zu erwartenden Mengen. Dies bedingt jedoch, dass Unterschiede im gebauten Modell gegenüber der Planung im BIM-Modell nachgezogen werden müssen.

„Open-BIM“ oder „Closed-BIM“?

Dies ist eine der ersten Fragen, die noch vor dem Projektstart zu stellen ist. Im Closed-BIM arbeiten alle Fachplaner innerhalb eines Softwareprogramms und oftmals im selben Modell. In letzter Konsequenz muss damit oft eine neue Planungssoftware angeschafft werden. Mit Open-BIM-Projekten bleiben alle Planer und Fachplaner in ihrer gewohnten Softwareumgebung. Um einzelne Planungen zusammenzuführen, wird meist als gemeinsame Datenbasis IFC4 nach EN ISO 16739 verwendet (ein herstellerneutrales Datenformat). Für die Zusammenführung der Fachplanungen wird ein BIM-Koordinator eingesetzt. Für den planenden Tischler bringt das den Vorteil, dass er seine eigene Planungsumgebung zur Bearbeitung hat. Sind etwa die Akustikdecken oder Fenster eingeplant, übergibt er diese an den BIM-Koordinator.
In Koordinationsmodellen werden dann alle Planungen zusammengeführt und auch zur Kollisionsprüfung herangezogen. Eine Tür kann etwa auf Abhängigkeiten von angrenzenden Bauteilen und deren Eigenschaften automatisiert mit eigens dafür vorgesehenen Softwarelösungen geprüft werden. Weisen die eingeplante Tür und das umgebende Mauerwerk nicht die gleiche Brandklasse auf, bringt die erstellte Prüfregel eine Meldung, sodass der Planer entsprechend reagieren kann. Softwarehersteller sprechen von bis zu 40 Prozent Einsparung bei nicht geplanten Änderungskosten und um bis zu neun Prozent geringeren Betriebskosten bei mit BIM realisierten Gebäuden.

BIM-Daten übernehmen

Werden also künftig BIM-Daten ins ERP-System oder beispielsweise in die bestehende Fensterbausoftware übernommen? Langfristig gesehen ist damit zu rechnen, dass diese Schnittstellen entstehen. Ohne jegliches menschliche Eingreifen wird es jedoch nicht gehen. Der Angebots- und Auftragsbearbeitungsprozess wird sich allerdings wesentlich beschleunigen und zu einer Kostenreduktion beitragen. Wichtig ist auch hier die Weiterbildung der Mitarbeiter. Für 3D-Planer ist der Weg ein kurzer. 

Autor: Harald Hochstaffl

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Tischler