Wie BIM die Zukunft am und im Bau verändert

Building Information Modeling, kurz BIM, wirkt sich auf die Planung, Realisierung und Bewirtschaftung von Gebäuden aus und kann dabei helfen, Materialmengen, Kosten und Prozesse frühzeitig zu planen.

Derzeit steckt BIM quasi noch in den Kinderschuhen, obwohl die Möglichkeiten dieses Bauverfahrens bereits jetzt unglaublich vielfältig sind. Was gegenwärtig insbesondere für kleinere Unternehmen und Handwerksbetriebe wie Zukunftsmusik klingen mag, wird in rund einem Jahrzehnt der Standard auf allen Baustellen sein – vom Einfamilienhaus bis zum Großprojekt.

Der Bund fördert die Digitalisierung am Bau

Bei der Weiterentwicklung von BIM und VR, der Virtual Reality, spielt die Bundesregierung eine entscheidende Rolle. Das Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat (BMI) und das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) forcieren mit dem Innovationsprogramm Zukunft Bau – Die Digitalisierung im Bauwesen. Nicht zu unterschätzen ist der Part, den Start-ups in der Baubranche übernommen haben. Diese PropTechs, also Property Technology Startups, bringen ganz neue Ideen und gedankliche Ansätze ein. Zudem haben sich etliche der digitalen Welt im Rahmen von BIM verschrieben, weshalb zukünftig Schnittstellen für jeden Teilbereich der Planung, des Bauens und der Bewirtschaftung von Gebäuden aller Art verfügbar sein werden.

Leistungsphasen 1 bis 7 nach HOAI bereits weitgehend digitalisiert

Der Fortschritt bei der Digitalisierung der Baubranche lässt sich anhand der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure messen, der HOAI. Diese Phasen sind für Architekten, aber auch für Bauabschnitte und Prüfungen maßgebend:

Grundlagenermittlung
Vorplanung
Entwurfsplanung
Genehmigungsplanung
Ausführungsplanung
Vorbereitung der Vergabe
Mitwirkung bei der Vergabe
Objektüberwachung
Objektbetreuung und Dokumentation

Auffällig ist, dass die gesamte Planungsphase und die Vergabe bereits digitalisiert werden konnten. Dies liegt daran, dass beide Bereiche eher administrativen Charakter besitzen, was durch Apps und Software leichter zu erfassen ist. Die Objektüberwachung, also die Bauausführung, ist derart vielfältig, dass hier ganz andere Softwarelösungen gefragt sind. Dies gilt ebenso für die letzte Phase nach HOAI, wobei hier beim Thema Dokumentation deutliche Fortschritte zu erkennen sind.

Facettenreiche Schnittstellen sind in der Entwicklung

Was allerdings bislang fehlt oder nur begrenzt verfügbar ist, sind Schnittstellen. In der Zukunft werden BIM und VR untrennbar miteinander verbunden sein. Um alle Daten schnell, sicher und sinnvoll verwenden zu können, müssen Softwarelösungen aus verschiedensten Bereichen angebunden werden. So gibt es beispielsweise Sinn, den mit CAD erstellten Entwurf des Architekten für ein Gebäude direkt mit der Software für Statik und den Auflagen der zuständigen Baubehörde zu verbinden.

BIM soll auch die Leistungsphasen 8 und 9 tragen

Insbesondere die Bundesregierung hat erkannt, dass die Phasen 8 und 9 nach HOAI die beiden wichtigsten in der Baubranche sind. Genau deshalb entwickeln etablierte Unternehmen und Start-ups Lösungen, mit denen spezifische Bereiche digital erfasst und verarbeitet werden können.

BIM unterstützt die Planung von Material- und Energieeinsatz

Mit BIM lassen sich bereits während der Planung zahlreiche Informationen zu einem Gebäude zusammenführen und auswerten. Dazu gehören beispielsweise Materialmengen, Transportwege, technische Anforderungen und Daten zum späteren Gebäudebetrieb.

Auf dieser Grundlage können unterschiedliche Varianten miteinander verglichen und Planungsentscheidungen frühzeitig angepasst werden. Welche Auswirkungen dies auf Materialbedarf, Energieverbrauch oder Emissionen hat, hängt jedoch vom konkreten Gebäude, den verwendeten Baustoffen und den jeweiligen Bau- und Nutzungsbedingungen ab.

BIM macht Bauen kostengünstiger

Mit dem Einsatz von BIM wird das Bauen zweifelsfrei wirtschaftlicher. Obendrein ist es ein hoch gestelltes Ziel, Umweltaspekte einzubinden. Mit entsprechenden Schnittstellen lassen sich Materialien beispielsweise nach Kosten, Verfügbarkeit, Transportwegen und festgelegten technischen oder projektspezifischen Kriterien vergleichen.

Deshalb kann beim Einsatz von BIM in Verbindung mit digitalen Lösungen erst während der Konstruktionsplanung entschieden werden, ob das Gebäude aus Beton, in Festbauweise mit Mauerwerk oder vielleicht doch besser aus Holz errichtet wird. Denkbar ist zudem, dass das Material noch unmittelbar vor dem Einreichen des Bauantrages gewechselt wird. Eine entsprechende Software berechnet selbstständig alle Parameter, die für die neue Situation erforderlich sind. Eine derartige Flexibilität ist beim herkömmlichen Bauverfahren undenkbar.

Bauanträge werden schneller genehmigt

Obendrein vereinfachen sich die Genehmigungsverfahren, sobald die gesetzlichen Forderungen für den Bau in die Software eingeflossen sind. Eine Nachberechnung der Statik entfällt ebenso wie das Nachprüfen der Bemaßung oder die Verwendung der vorgeschriebenen Baustoffe. Auf diese Weise werden die Bauämter entlastet und die Bearbeitungszeit für einen Antrag verkürzt sich drastisch.

Verbindung von BIM und VR (Virtual Reality) und Construction Intelligence (CI)

Clevere Unternehmen verbinden BIM nicht nur mit VR, sondern ziehen zur Unterstützung auch Programme aus der Kategorie CI heran. Auf diese Weise ergeben sich für ein Bauprojekt diese Vorteile:

Das Vorhaben wird transparent und ist einfacher einzuschätzen.
Es ist jederzeit für alle Beteiligten zugänglich.
Die Kosten für Material und Personaleinsatz sind in Echtzeit sehr exakt ermittelbar.
Alle Beteiligten sind jederzeit auf dem gleichen Kenntnisstand.
Änderungen am Bauvorhaben können noch während der Bauzeit relativ einfach umgesetzt und durch die Behörden genehmigt werden.
Bei fertigen Gebäuden sind Um- und Erweiterungsbauten deutlich einfacher durchzuführen.
Der wirtschaftliche Betrieb eines Gebäudes kann durch zusätzliche Schnittstellen und ergänzende Programme messbar optimiert werden.
Obendrein können Materialien anhand festgelegter Kriterien miteinander verglichen werden. Dazu gehören beispielsweise technische Eigenschaften, Lebensdauer, Kosten, Verfügbarkeit, Transportwege oder der Materialbedarf.

Die Sprache im Bauwesen wird sich durch BIM verändern

Wenn 1990 jemand über Windows, PDF, OpenOrg, Wiki oder Cloud sprach, dann verstanden die meisten Menschen aus seinem Umfeld nicht, was gemeint war. Heute kennt fast jeder diese Begriffe und weiß recht genau, was sich dahinter verbirgt.

Eine ähnliche Situation hat in der Baubranche bereits eingesetzt. Hier sind Begriffe wie openBIM, Industry Foundation Classes (IFC), BIM Collaboration Format (BCF) sowie openCDE API (Application Progamming Interface) inzwischen Teil des Vokabulars geworden. Bis alle im Bauwesen arbeitenden Menschen dieses Vokabular aufgenommen haben, wird es noch etwas dauern. Klar ist aber, dass gerade die OpenBIM oder OpenCDE Plattformen einen entscheidenden Beitrag dazu leisten werden, dass BIM zukünftig zum ganz normalen Sprachgebrauch gehören wird.

Nachwuchsförderung muss parallel zur Digitalisierung verstärkt werden

In der Folge wird sich nicht nur die Sprache im Bauwesen ändern, sondern die gesamten Arbeitsverfahren ändern sich. Dadurch steigen die Ansprüche an jeden beteiligten Arbeitnehmer. Schulungen sind unabdingbar, genau wie eine deutliche Erweiterung der Ausbildung selbst. Schon jetzt beklagt die deutsche Bauwirtschaft einen Mangel an Fachkräften, der sich auch mit Arbeitnehmern aus dem Osten nicht mehr ausgleichen lässt. Seit 2018 scheitern Bauvorhaben, weil die Unternehmen diese mangels Kapazitäten nicht annehmen können. Und die Tendenz ist steigend. Deshalb ist es dringend erforderlich, dass die Kernberufe im Bauwesen attraktiver gestaltet werden und die Ausbildung drastisch verbessert wird. Überdies bemängeln viele junge Menschen, dass die Aufstiegschancen sehr begrenzt sind, nach dem Motto: einmal ein Maurer – bis zur Rente ein Maurer.

Bereits reale Anwendungen der BIM

Visualisierung: 3D-Renderings können mit geringem Zusatzaufwand problemlos im eigenen Haus erstellt werden.
Fertigungs-/Werkstattzeichnungen: Es ist einfach, Werkstattzeichnungen für verschiedene Bausysteme zu erstellen. Beispielsweise können die Werkstattzeichnungen für Blechkanäle schnell erstellt werden, sobald das Modell fertig ist.
Codeüberprüfungen: Feuerwehren und andere Beamte können diese Modelle für die Überprüfung von Bauprojekten verwenden.
Kostenschätzung: BIM-Software verfügt über integrierte Kostenschätzungsfunktionen. Materialmengen werden automatisch extrahiert und aktualisiert, wenn Änderungen am Modell vorgenommen werden.
Bausequenzierung: Ein Gebäudeinformationsmodell kann effektiv zur Koordinierung von Materialbestellungen, Herstellungs- und Lieferplänen für alle Gebäudekomponenten verwendet werden.
Konflikt-, Interferenz- und Kollisionserkennung: Da Gebäudeinformationsmodelle maßstabsgetreu im 3D-Raum erstellt werden, können alle wichtigen Systeme sofort und automatisch auf Interferenzen überprüft werden. Mit diesem Prozess kann beispielsweise sichergestellt werden, dass sich Rohrleitungen nicht mit Stahlträgern, Kanälen oder Wänden überschneiden.
Forensische Analyse: Ein Gebäudeinformationsmodell kann leicht angepasst werden, um potenzielle Ausfälle, Lecks, Evakuierungspläne usw. grafisch darzustellen.
Facility-Management: Facility-Management-Abteilungen können es für Renovierungen, Raumplanung und Wartungsarbeiten nutzen.

Schlussgedanken zur Zukunft von BIM

Dass BIM die Zukunft im Bauwesen bestimmen wird, steht außer Frage. Fraglich ist aber derzeit, ob die deutsche Bauindustrie ihren weltweit guten Ruf behalten oder gar untermauern kann. Die Bundesregierung und Experten fordern deshalb zu Recht, dass Start-ups in der Baubranche auch von privaten Investoren deutlich stärker unterstützt werden müssen. Und die Digitalisierung muss zügig umgesetzt werden, damit die deutsche Baubranche den Anschluss an den Weltmarkt nicht verliert, sondern weiter führend bleibt.

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