zB No 95 – BIM – das digitale Bauen nimmt Fahrt auf

BIM ist eine Methode – keine Software

Für ein erfolgreiches BIM-Projekt müssen die Beteiligten zuerst die Methodik dahinter verstehen. BIM ist in der Tat ein Paradigmenwechsel in der Bauindustrie und setzt zunächst die Bereitschaft zum Kulturwandel voraus. Digitale Methoden wie BIM wurden in den letzten zehn Jahren vorwiegend von Bauherren für ihre eigenen komplexen Bauvorhaben, wie z.B. im Spital- oder Pharmabereich gefordert und eingesetzt. Öffentliche Institutionen, wie die SBB, wenden seit 2021 für Immobilien und ab 2025 für Infrastrukturanlagen die BIM-Methode verpflichtend an. Sie treibt damit die Ziele des Bundesrats in dessen Strategie aktiv voran.

In diesen zehn Jahren hat die Digitalisierung der Planungs-, Bau- und Bewirtschaftungsprozesse zu einer gewissen «Best Practice» geführt und in der Baubranche die offene und kollaborative Unternehmenskultur gefördert. Auch die Arbeitsplatz-Attraktivität hat für BIM-Anwender zugenommen. Die Erkenntnisse und Erfahrungen aus dieser Tätigkeit sind die Grundlage für die tiefere Einführung von BIM in den kommenden Jahren. In diesem Zusammenhang sollten Unternehmen ihren BIM-Reifegrad kontinuierlich verbessern, um mit der Einhaltung von BIM-Standards eine noch bessere Interoperabilität, Datenqualität und Skalierbarkeit zu gewährleisten.

Vorteile für die Bauherrschaft

Während die BIM-Methodik die Projektentwicklung unterstützt und das Planungsteam in der Zusammenarbeit stärkt, nutzen Auftraggeber:innen die Daten und Visualisierungen, um verbindliche Entscheidungen zu treffen. Darum ist es essenziell, dass sich Besteller:in und Betreiber:in über die konkrete Ausrichtung der BIM-Methode einig sind. Der zentrale Nutzen eines «Digital Twin» besteht in der strukturierten und zweckgerichteten Datensammlung, die über den ganzen Lifecycle hinweg zur Verfügung steht: dreidimensionale Fachmodelle, Bauwerksdaten, Bauwerkpläne und -dokumente. So können Daten und Dateien, die während der Planung und Realisierung generiert werden, für den Betrieb, den Unterhalt und die Bewirtschaftung sowie für Erneuerungen weiterverwendet werden.

Das Ziel besteht darin, einen Lifecycle Prozess zu schaffen, der ohne Medienbrüche, mit hoher Effizienz und Qualität und zukünftig möglichst ohne Unterstützung und Support von Spezialisten auskommt.

Digitale Kollaboration dank zentralisierter Daten

• Bauwerksmodelle: Geometrische parametrisierte dreidimensionale Fachmodelle, erstellt mit einer BIM-fähigen CAD-Software.
• Bauwerksdaten: Alphanumerische Daten als Parameter, die in den Fachmodellen oder zentral in einer BIM-fähigen Datenbank (CDE – Common Data Environment) verwaltet werden.
• Bauwerkspläne: In 2D-Plänen dargestellte geometrische Daten und weitergehende Informationen, abgeleitet aus den Fachmodellen.
• Bauwerksdokumente: Alle weiteren notwendigen Dokumente, erstellt mit üblicher Dokumentenerstellungssoftware (z.B. MS-Office).

Solide Bestellung als Grundlage

Grundlage für einen strukturierten Prozess bildet eine solide Bestellung (Informationsanforderung). Dabei sollen die bestehenden Zielsysteme ausschlaggebend sein und die Grundlagen der Bestellung definieren. Es ist klar geregelt:

• welche Modellelemente, in welchem Detaillierungsgrad (LOG – Level of Geometrie, LOD – Level of Detail) und welchem Fachmodell müssen geliefert werden
• welche Informationen, in welcher Phase, von wem, zu welchem Use Case, für welchen Nutzer und welches Zielsystem müssen geliefert werden
• welche Attributwerte sind erlaubt
• welches Datenfeld im Zielsystem wird befüllt
• welche Dokumente, zu welchem Apparat oder welcher Anlage müssen geliefert werden

Effizienter BIM-Einsatz

Wie BIM eingesetzt werden soll, bestimmen die Anforderungen der Bauherrschaft. Für die richtige und effiziente Umsetzung während der Projektierung und Ausführung braucht es erstens ein BIM-Management, das die Entwicklung und Implementierung von BIM-Standards, -Richtlinien und -Prozessen steuert. Und zweitens die BIM-Gesamtkoordination, die dafür sorgt, dass die verschiedenen Modelle und Informationen, die im BIM-Prozess anwachsen, korrekt zusammengeführt werden. Dabei überprüft sie die Modelle laufend auf Kollisionen oder Konflikte, sichert die Konsistenz und Integrität der BIM-Daten – und somit die produktive Zusammenarbeit zwischen allen Projektbeteiligten.

Scan2BIM bei Bestandsbauten

Gebäudesanierungen und Modernisierungen, die darauf abzielen, die Funktionalität, Energieeffizienz und den Wert des Gebäudes zu verbessern, benötigen verlässliche Daten aus dem Bestand. Wo diese fehlen oder in ungenügender Qualität vorliegen, kann Scan2BIM im Projekt-Workflow die Effizienz und Genauigkeit erheblich verbessern. Der Laserscanner erzeugt eine genaue 3D-Punktwolke des Gebäudes, die sich in eine BIM-fähige Software importieren lässt. Dort können beispielsweise Materialien, Bauteile und technische Details weiterbearbeitet werden – zum Vorteil einer besseren Planung und Koordination mit anderen Gewerken.

Die traditionellen Vermessungsverfahren waren zeitaufwändig und fehleranfällig, da es mit manuellem Massnehmen schwierig war, bestimmte Bereiche oder Details genau zu erfassen. Mit Scan2BIM lässt sich das Gebäude mit allen relevanten Details in kurzer Zeit komplett digitalisieren.

Besteht während des Projekts der Anspruch des Projektteams und der Bauherrschaft, die Punktwolke oder 360°-Ansichten für die visuelle Kommunikation zu nutzen, präsentiert realistische 3D-Visualisierungen des bestehenden Gebäudes und hilft dessen räumliche Situation besser zu verstehen.

Herausforderungen

Die Bearbeitung der Scandaten in der BIM-Software erfordert spezialisierte Kenntnisse und Schulungen, um das volle Potenzial auszuschöpfen. Ausserdem ist die Anschaffung eines hochwertigen Laserscanners und die entsprechende Software mit Kosten verbunden. Die Technik, eine Punktwolke nach Elementen für die Weiterarbeit zu klassifizieren, ist auf einem guten Weg. Dies hat auch zur Folge, dass die Nachmodellierung anhand einer Punktwolke noch nicht vollständig automatisiert ist und noch einige manuelle Schritte benötigt werden.

Risiken und Best Practice

BIM ist kein Selbstläufer und erhöht den Planungsaufwand, wenn die Modellstruktur und die Organisation mit den Projektzielen nicht korrelieren. Es funktioniert nur, wenn die Verantwortlichkeiten klar definiert und die Technologien und Schnittstellen aufeinander abgestimmt sind. Bisherige Zusammenarbeitsformen und Standardprozesse müssen überdacht und neue (Software-)Skills erlernt werden. Das BIM-Modell dient als zentrales Werkzeug für Planer:innen, Architekten:innen, Spezialisten:innen, Bauherren:innen und Nutzer:innen. Alle Projektbeteiligten tauschen in kollaborativer Effizienz Informationen aus, die deutlich fundiertere Entscheidungen ermöglichen.

Exemplarische Anwendungsfälle

Elektro, GA

• Anschlüsse generieren
• Automatisierte Beschriftungen und Bemassungen
• Prinzip- und Elektroschema mit dem Modell abgleichen

Lüftung

• Druckverlust und Geschwindigkeit,
• Luftmengen, Planungssicherheit
• Komponenten mit Daten für Realisierung anreichern
• Zusammenarbeit mit Unternehmer

Heizung, Kälte, Sanitär

• MEP-Raum – Heiz- und Kühlleistungen
• Rohrnetzberechnungen und Raumlufttemperaturen
• Schmutzwasser Berechnungen

Sicherheit, Brandschutz

• Zonen und Räume
• Wände und Türen
• Apparate und Symbole
• Brandabschottungen automatisieren

Koordination

• Visuelle Koordination
• Automatische Kollisionskontrolle (Clash Detection)
• Modellpendenzen
• Aussparungen automatisieren

Kritischen Faktoren

• komplexe Wertschöpfungskette
• viele Akteure und Schnittstellen
• fehlende Vorgaben und Standards
• Reifegrad der Akteure unterschiedlich
• keine gemeinsame Sicht auf den Lifecycle
• länderspezifische Vorgaben und Standards
• mittel- bis langfristige Amortisationszeiten
• Mindset und Zusammenarbeitskultur