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Virtuelle Bauplanung BIM: So gelingt Handwerksbetrieben der Einstieg

Building Information Modeling (BIM) wird der neue Standard bei Bauprojekten. Doch noch sind längst nicht alle Handwerksbetriebe bereit dafür. So steigen Sie mit Ihrem Betrieb in die Welt der virtuellen Bauplanung ein.

Topic channels: TS BIM, TS Digitalisierung, TS Zukunftsperspektiven im Handwerk und TS Auftragsabwicklung

Spricht man Bernd Zeilmann auf Building Information Modeling an, merkt man schnell: Er ist noch nicht so ganz überzeugt. Der Geschäftsführer des fränkischen Unternehmens für Steuerungstechnik Richter R&W mit Sitz in Ahorntal zwischen Nürnberg und Bayreuth sieht mit dem Einsatz der Methode noch viele Hürden verbunden: „Ein Schwachpunkt sind die Planer und Architekten. Da gibt es noch nicht viele, die BIM-Planung beherrschen.“ Auch bei der Zusammenarbeit mit anderen Disziplinen hapert es noch, sagt er. Die Dateien aus der Gebäudetechnik seien nicht kompatibel mit denen aus der Schalttechnik.

So wie Zeilmann reagieren bisher noch viele Handwerker. Eine Umfrage zeigte jüngst, dass im Augenblick erst fünf Prozent aller Handwerksbetriebe mit BIM arbeiten können. Zwar planen bereits rund 15 Prozent der deutschen Bauunternehmen mit BIM, doch rund die Hälfte der Bauunternehmen will den Einsatz von BIM noch auf den Weg bringen. Irgendwann. Rund ein Viertel der Bauunternehmen geht sogar davon aus, dass sich BIM eher nicht durchsetzen wird – und „sondiert“ oder unternimmt erst einmal gar nichts. Doch das ist ein Problem. Denn jede zweite Firma bemüht sich auch um öffentliche Aufträge – und die gibt es bald nur noch für Betriebe, die BIM beherrschen.

Ab dem kommenden Jahr nämlich wird der Einsatz von Building Information Modeling bei öffentlichen Bauprojekten ab einem Volumen von fünf Millionen Euro obligatorisch. Und fünf Millionen sind schnell erreicht: Das ist ein kleiner Kindergarten oder eine Grundschule. Außerdem ist es nur eine Frage der Zeit, wann sich die Methode auch bei privaten Bauprojekten durchsetzt. Denn vereinfacht gesagt ist BIM für CAD das, was CAD in den Neunzigern für den Zeichentisch war: ein dem technischen Fortschritt geschuldeter Methodenwechsel, der nicht aufzuhalten sein wird.

BIM macht den Bau übersichtlicher

BIM bietet für alle an einem Bauprojekt Beteiligten klare Vorteile. Ein Bau wird übersichtlicher und transparenter, weil sich alle Gebäudedaten an einem Platz befinden und von allen Beteiligten eingesehen werden können. Dort stehen sie idealerweise von der Bauplanung über die Bauausführung und die Gebäudewartung bis zum Abbruch in allen Phasen eines Gebäudelebens zur Verfügung. BIM hilft, Fehler zu vermeiden und Kosten zu senken – um bis zu 30 Prozent, so Prognosen von Experten. Die äußerst komplexen Daten werden dabei modelliert, sodass immer ein komplettes 3D-Modell eines Gebäudes zur Verfügung steht. Auch die Bearbeitung, etwa bei der Bauplanung, erfolgt an diesem Modell. Plant etwa ein Architekt eine Trockenbauwand ein, zieht er diese am Computer auf, wie bisher im CAD-Programm. Das Programm errechnet aus dem Modell sofort den Preis, die Tragfähigkeit, den gewährleisteten Feuerschutz und viele andere Daten. Im Grunde baut BIM also auf CAD auf, nur dass neben der Geometrie noch viele andere Baudaten in das Modell fließen.

Mehr noch: Im Grunde lassen sich beliebige Daten einem BIM-Modell hinzufügen. Das dreidimensionale Modell eines Gebäudes kann also durch weitere Dimensionen erweitert werden und so auch Daten zu Zeitplanung, Kosten- und Qualitätsmanagement, Nachhaltigkeit und Facility-Management enthalten.

Auftragsvolumen der BIM-Skeptiker schrumpft

Auftragsvolumen der BIM-Skeptiker schrumpft

Nur Betriebe, die sich auf den BIM-Standard einstellen (links), können von der Marktentwicklung profitieren. Der Anteil der nicht nach BIM gebauten Gebäude wird sich auf den privaten Sektor beschränken. Damit schrumpft der Marktanteil der Nicht-BIM-Betriebe.

Von CAD zu BIM mit Schwierigkeiten

Dr. Michael Küpper sieht die Zukunft ganz klar vor Augen: „BIM ist für uns Baufachleute das greifbare Paradigma der Digitalisierung. Wir werden nicht gefragt, ob wir Lust auf den digitalen Wandel haben; das ist so und wird sich weiterentwickeln.“ Schon im Jahr 2015 bescheinigte der Veranstalter des Ende Juni in München stattfindenden BIM-Kongresses deutschen Planern, den Trend zu BIM zu verschlafen. Heute sieht er es „leider noch genauso. Wer nicht mit der Zeit geht, geht mit der Zeit. Das stellen wir heute schon fest, weil Mitbewerber, die nicht die erforderliche Kompetenz in BIM mitbringen, einfach den Auftrag nicht bekommen.“

Woran liegt es also, dass sich so viele Betriebe mit BIM schwertun? Das größte Problem dürfte sein, dass BIM nicht einfach nur eine neue Methode ist. Es ist ein ganz neuer Ansatz und erfordert neues Denken von allen Beteiligten. Bisher konnte nahezu jeder an einem Bau beteiligte Betrieb weitestgehend eigene Methoden anwenden. Durch BIM wird es nötig sein, dass alle wesentlich stärker als bisher an einem Strang ziehen. Das fängt bei der Bereitschaft zur Kooperation von der Planung bis zur Vollendung an. Doch auch die verwendete Software muss für alle funktionieren, und hier gibt es, wie Bernd Zeilmann beschrieb, noch einiges zu tun.

Ein Bauingenieur, dessen Büro BIM zurzeit flächendeckend einführt, ist Markus Hennecke von der Münchner Zilch + Müller Ingenieure GmbH. Auch er gibt zu, dass noch nicht immer alles rund läuft: „Es gibt immer wieder Rückschläge. Insbesondere auf der Softwareseite sind noch viele Schwachstellen vorhanden. Der Aufwand, Daten und Modelle konsistent zusammenzuführen, ist oft groß.“ Trotzdem sieht auch er den Trend zu BIM positiv: „Die Aufgabe von BIM ist die Konsolidierung der Daten auf eine zentrale Datenbank, um Projektabläufe zu verbessern. Daraus werden sich wirtschaftliche Vorteile ergeben.“

Die einzelnen BIM-Ansätze

Klein, groß, offen, geschlossen: BIM-Lösungen gibt es in vielen Varianten. Wir erklären die Unterschiede zwischen den Ansätzen.

  • Little BIM
    Insellösung für eine bestimmte Branche, etwa Architekten; auch spezifisch für ein Büro entwickelte Software.
  • Big BIM
    Fachübergreifende BIM-Lösung für alle Beteiligten eines Gebäudezyklus.
  • Open BIM
    Software, die offene Dateistandards wie IFC unterstützt und zum Datenaustausch.
  • Closed BIM
    Software ohne Standard-Schnittstelle oder nur mit proprietärer Schnittstelle zu anderen Produkten desselben Herstellers.

IFC: Damit BIM funktioniert

BIM braucht also Standards: Die verschiedenen, in den einzelnen Disziplinen eingesetzten Programme müssen untereinander Daten austauschen können, vom Architekturbüro bis zum SHK-Betrieb. Genau hieran arbeitet der Verein buildingSMART und war an der Schaffung des heute bei BIM dominierenden IFC-Standards maßgeblich beteiligt. IFC, kurz für „Industry Foundation Classes“, schafft eine offene Grundlage für den Austausch von BIM-Daten zwischen verschiedenen Programmen.

Mittlerweile unterstützen mehrere Dutzend verschiedene Programme den Standard – aber eben noch kaum eine Spezialanwendung. Prof. Rasso Steinmann, Vorsitzender des Vereins, ist dennoch zufrieden mit den bisherigen Fortschritten: „Wir haben Schnittstellen, die funktionieren, das zeigen die erfolgreichen Zertifizierungen, aber dieses Thema ist nie zu Ende. Wir haben einen funktionierenden Stand erreicht, auf dem man aufbauen kann.“

Trotz aller noch bestehenden Hindernisse: Wer sich an größeren öffentlichen Bauprojekten beteiligen will, muss ab 2020 mit BIM umgehen können. Steinmann blickt durchaus optimistisch in die Zukunft, sieht aber auch noch Nachholbedarf: „Heute gibt es eine erfreulich zunehmende Zahl von Unternehmen, die die letzten Jahre genutzt haben, und die sind bereit. Es gibt aber auch noch viele Unternehmen, die zögerlich waren und sind, und für die könnte es ein Kraftakt werden.“ Für das Zögern bringt er durchaus Verständnis auf: „Man muss als Unternehmen gewohnte Pfade verlassen, um zu erkennen, dass andere Wege effektiver sind. Da sich das bis ins Kerngeschäft auswirkt, ist es nachvollziehbar, dass Unternehmen diesen Wandel vorsichtig vollziehen.“

Doch die Vorteile liegen für ihn klar auf der Hand: Relevante Informationen für Entscheidungen liegen in höherer Qualität transparenter rechtzeitig vor, Effizienzsteigerung durch Fehlerreduzierung, effizientere Koordination, reduzierte Risiken, gesicherte Budgets, gesicherte Termine.

3D und darüber hinaus

BIM verwaltet nicht nur die Struktur eines Gebäudes. Weitere Dimensionen machen es möglich, Zeit, Kosten und vieles mehr zu veranschaulichen.
  • 3D Das Modell
    Dreidimensionales Modell des Bauwerks mit präzisen Abmessungen inklusive der einzelnen Komponenten von Geräten und Baumaterial.
  • 4D Der Ablauf
    Die zeitliche Dimension: Simulation des Baufortschritts inklusive zeitweiliger Hilfsmittel wie Kräne oder andere Geräte.
  • 5D Die Kosten
    Kosten der einzelnen Bauteile. Kombiniert mit 4D lässt sich sogar ein genauer Investitions- und Zahlungsplan erstellen.
  • 6D Der Lifecycle
    Sämtliche Daten zum fertigen Bauwerk und seinen Bauteilen, Wartungsdokumente, Verträge usw., außerdem Daten zu Bewirtschaftung, Abriss und Entsorgung.
  • 7D Der Betrieb
    Daten zum Facility-Management, wie Wartung, Instandhaltung, Heizung, Klima usw.

2020 wird für manche ein Kraftakt

BIM wird die Baubranche nachhaltig verändern. Schon heute kommt kaum ein Großprojekt ohne die Methode aus. Die komplexe Struktur des neuen Omniturms in Frankfurt am Main wurde mithilfe der BIM-Lösung Allplan Engineering entwickelt. Autodesk Revit wurde bei der Entwicklung des Shanghai Tower, dem momentan dritthöchsten Gebäude der Welt, verwendet. Nicht nur Neubauten entstehen heute unter Einsatz von BIM: Der Ausbau des Kantonspitals St. Gallen, ein Bauprojekt mit einem Volumen von einer halben Milliarde Euro, geschieht unter Einsatz der vernetzten Software Allplan Bimplus.

Auch der Neubau eines digitalen Gründerzentrums in Ingolstadt wurde vor Baubeginn vollständig mit BIM entworfen und modelliert. Für Nikolai Fall, den Geschäftsführer der kommunalen Baugesellschaft INKoBau, hat sich BIM bewährt: „Die Methodik verbessert die Kommunikation im Projektteam, weitere Hauptvorteile sind die Transparenz und der notwendige offene Umgang im Projekt auch mit Fehlern.“ Alle ziehen also gemeinsam an einem Strang.

Um BIM wird also künftig kein Handwerk in der Baubranche mehr herumkommen, wenn es konkurrenzfähig bleiben will. Doch den einen Fahrplan zum BIM-fähigen Handwerksbetrieb gibt es nicht. Vor allem gibt es nicht die eine Software, die ein Handwerksbetrieb haben muss. Zu unterschiedlich sind die Branchen und damit die Voraussetzungen. Hinzu kommt, dass es mitunter noch an kompatiblen Branchenlösungen fehlt, die die BIM-Standards unterstützen. Hier müssen also vor allem Entwickler noch Aufholarbeit leisten.

So wird das Handwerk fit für BIM

Trotzdem können sich auch Handwerksbetriebe schon jetzt auf BIM vorbereiten, und diese Arbeit beginnt zunächst einmal im Kopf: Handwerker müssen umdenken. BIM erfordert, dass alle an einem Bauprojekt Beteiligten intensiv zusammenarbeiten. Jeder Planungsstand und Baufortschritt wird mit allen anderen Beteiligten geteilt. BIM erfordert also interdisziplinäres Arbeiten. Auch müssen alle Beteiligten bereit sein, neue Methoden zu lernen und über den Rand des eigenes Tellers zu sehen. Agilität, Kommunikationsfähigkeit, Vernetzungskompetenz und Selbstorganisation – diese „soft skills“ sind die wichtigsten Kompetenzen für Building Information Modeling.
Welche Fähigkeiten im Umgang mit der Methode selbst erforderlich sind, hängt freilich stark von der eigenen Disziplin ab. Jeder Handwerker sollte BIM-Daten und Visualisierungen verstehen und umsetzen können. Es entstehen aber neue Verantwortungsfelder mit neuen Kompetenzen. Diese kann man sich aneignen oder die Dienste von jemandem in Anspruch nehmen, der sie bereits besitzt:

  • BIM-Modellierer entwerfen das digitale Modell eines geplanten Bauwerks in allen Details, leiten daraus zwei- und dreidimensionale Pläne ab, integrieren die Planung aus anderen Gewerken in das eigene Modell und exportieren das Datenmodell für andere Beteiligte. Ein BIM-Modellierer muss also 3D-Modelle erstellen können und sich damit auskennen, welche anderen Fachdisziplinen welche Daten wie aufbereitet bekommen müssen.
  • BIM-Koordinatoren überwachen die Umsetzung des BIM-Modells bereits vor dem Bau. Sie führen Qualitäts- und Kollisionsprüfungen durch und überwachen den Datenaustausch mit anderen Disziplinen. Auch auf der Baustelle tragen BIM-Koordinatoren Verantwortung und koordinieren die verschiedenen Gewerke bei der Umsetzung des Modells.
  • BIM-Manager sorgen dafür, dass der BIM-Abwicklungsplan ausgeführt wird, und zwar über die Planung und den Bau hinaus. Während Modellierer und Koordinatoren eher auf Auftraggeberseite zum Einsatz kommen, können BIM-Manager auch beim Auftragnehmer zu finden sein und etwa bei einem Elektro-Betrieb dafür sorgen, dass die BIM-Vorgaben eingehalten werden.
Je nach Betrieb und Gewerk wird es also nötig sein, dass eine oder mehrere dieser Kompetenzen im Betrieb vorhanden sind. Hinzu kommt die richtige Software. Sie sollte die IFC-Standards unterstützen, denn diese gelten heute als das vorherrschende Format. Für die gängigsten BIM-Lösungen Autodesk Revit, Allplan und ArchiCAD trifft dies zu, Architekten und Ingenieure haben also bereits Auswahl, auch für den Bereich Gebäudetechnik gibt es Lösungen.

Was noch fehlt, ist IFC-fähige Software für speziellere Anwendungsbereiche wie der eingangs erwähnten Steuerungstechnik. Ist diese Lücke einmal geschlossen, steht dem endgültigen Siegeszug von BIM nichts mehr im Weg. Handwerker in den Bau- und Ausbaubranchen sollten darauf vorbereitet sein.

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