BIM ist die Zukunft des digitalen Bauens
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Digitales Bauen

Wo 3-D-Modelle zum Leben erwachen

09/2016 - Wenn neue Bauprojekte erstellt werden, sorgen inzwischen digitale Modelle für Kosteneffizienz und Zeitersparnis. Nicht nur bei den Planungen des Bauwerks, sondern auch bei der Umsetzung und dem späteren Betrieb. Mit BIM ist die Zukunft des Bauens zum Greifen nah.

Es erinnert ein wenig an ein Computerspiel, wenn der Anwender Daten ins System tippt und mit seiner Maus blitzschnell Bauteile hin und her schiebt. Wie aus dem Nichts entsteht das 3-D-Modell eines neuen Gebäudes auf dem Bildschirm. Jedes Detail ist erkennbar und lässt sich auswählen. Gefällt das Material nicht oder passt das Bauteil nicht zum Rest des digitalen Bauwerks, wird es in Sekundenschnelle ausgetauscht. Doch auch wenn die Arbeit an den Bauplänen schon fast spielerisch wirkt: Es ist die Zukunft der Bauplanung.

Bisher ist es meistens so, dass an dem Bau eines Großprojekts viele unterschiedliche Gewerke beteiligt sind. Dadurch können selbst kleinste Abweichungen von den Plänen große Auswirkungen haben. Für die Deutsche Bahn AG, immerhin einer der größten Bauherren Europas mit unzähligen Bauvorhaben, können sich viele dieser kleinen Änderungen schnell zu großen Kosten summieren. Man muss sich nur vorstellen, dass ein Abflussrohr ein paar Meter weiter nach rechts verschoben werden muss. Für den Bauleiter vor Ort heißt das lediglich, dass das Führungsloch in der Wand an eine andere Stelle kommt. Aber hat das Auswirkungen auf die Statik? Passen die restlichen Anschlüsse noch? Jede Planänderung muss von allen Beteiligten übernommen werden, was viel Zeit kostet.

Planungen in Echtzeit

Nicht so beim Building Information Modeling, oder kurz BIM. Denn beim digitalen Bauen wird nicht nur die Planung eines Projekts deutlich vereinfacht, auch der Baufortschritt, spätere Änderungen sowie der langfristige Betrieb des fertigen Bauwerks werden in Echtzeit visualisiert. Mit dem 3-D-Modell lassen sich Änderungen sofort räumlich darstellen, zusätzlich gibt es im Zusammenspiel mit dem Projektsteuerungssystem iTWO genaue Kalkulationen zu den jeweiligen Kosten und Terminen. So kann der gesamte Bauablauf am Rechner simuliert, überprüft und gesteuert werden.

Video: Digitales Bauen bei der Deutschen Bahn
@ Deutsche Bahn AG

Das funktioniert, weil das System auf eine Datenbank zugreift, in der unzählige Bauteile und andere baurelevante Posten aufgeführt sind. Wird beispielsweise eine Wand geplant, kann der Architekt aus der Datenbank nicht nur die verschiedenen Materialien auswählen, auch Füllungen oder Stärken lassen sich frei bestimmen. Alle Posten sind mit einem aktuellen Preis versehen, der aus Erfahrungswerten und bisherigen Bauprojekten ermittelt wurde. So lässt sich schon vor der Ausschreibung erkennen, in welchem Rahmen sich die Kosten bewegen werden. Natürlich sind Preise immer dynamisch, aber auch dies wird von dem Datenbanksystem aufgefangen. Denn sobald das Angebot für ein Projekt angenommen wird, fließen die effektiv kalkulierten Beträge wieder in das System ein.

Der neue Standard

Inzwischen arbeiten immer mehr Bauunternehmen mit diesem System, wodurch der Datenbestand zusehends einheitlicher wird. „Beim Hochbau ist der Datenbestand schon sehr gut“, sagt Stephan Wrede, Portfoliomanager für das Thema BIM bei DB Systel. „Beim Tiefbau ist aber noch viel zu tun, da es hier schwieriger ist, einheitliche Daten festzulegen.“ Doch trotz dieser Herausforderung konnten bereits bei den ersten Pilotprojekten der Deutschen Bahn weitgehend positive Erfahrungen mit BIM gemacht werden. DB Systel arbeitet hierfür mit den projektführenden Konzernunternehmen DB Station&Service, DB Netz und DB Engineering & Consulting zusammen am digitalen Bauen.

Ein guter Start, vor allem mit Blick auf die nächsten Aufgaben, die per BIM umgesetzt werden. So wird mit BIM-Pilotprojekten, wie dem Großprojekt Stuttgart–Ulm, dem Umbau des Münchner Hauptbahnhofs, dem Großprojekt Karlsruhe–Basel und vielen weiteren Planungsverfahren, bereits eine umfassende Wissensbasis aufgebaut. Die Einführung dieses komplexen Prozesses bietet zwar große Herausforderungen, aber alle Gewerke und insbesondere der Bauherr haben ein vitales Interesse daran, dass das System funktioniert.

Der Grund dafür ist nicht nur die Ersparnis an Kosten und Zeit: BIM bietet mehr Transparenz bei der Planung und ermöglicht eine bessere Bürgerbeteiligung. Auch das Genehmigungsverfahren wird beschleunigt, indem technische Details visualisiert und verständlicher dargestellt werden. Schließlich ist BIM keine Software, sondern ein Prozess, der lediglich eine digitale Infrastruktur als Plattform nutzt.

Bauen in neuer Dimension

Damit BIM also die unglaubliche Vielzahl an ermittelten Daten in Echtzeit nutzen kann, bedarf es einer massiven IT-Plattform. Mit der DB Systel steht dafür ein Dienstleister zur Verfügung, der solche Aufgaben stemmen und die ganz individuellen Wünsche maßgeschneidert erfüllen kann. Neben leistungsfähigen CAD-Arbeitsplätzen und der kompletten skalierbaren IT-Infrastruktur ist ein weiterer Baustein dafür WorldInsight, ergänzt um das Projektsteuerungssystem iTWO 5D der Firma RIB. Dies ermöglicht das reibungslose Zusammenspiel von Bauplanung, Kostendarstellung und Terminüberwachung.

Am Beispiel „Hauptbahnhof Stuttgart, Nordkopf“ wird mit WorldInsight, ergänzt um Projektsteuerungssysteme wie iTWO oder MS Project, das 3-D-Modell des Bauwerks mit (fiktiven) Kosten- und Zeitangaben verknüpft.

© Deutsche Bahn AG

Die bisherigen Fortschritte bei der digitalen Bauplanung zeigen nicht nur eindrucksvoll, wie kosteneffektives Bauen bei gleichzeitig optimierter digitaler Planung erfolgreich umgesetzt wird. Es wird durch die guten Ergebnisse auch leichter, die weitere Entwicklung von Standards zu erreichen. Denn je mehr Bauprojekte in dieser Art verwirklicht werden, desto mehr Interesse besteht generell an einheitlichen Datenbeständen, wodurch beispielsweise Bauteile noch konkreter validiert werden können.

Auch wenn das Building Information Modeling erst am Anfang steht, weiß Wrede schon, wie die nächsten Stufen des Systems aussehen könnten. „Man muss sich nur vorstellen, welchen Einfluss virtuelle und ‚augmented‘ (erweiterte) Realität haben wird“, schwärmt der Ingenieur. Statt die 3-D-Modelle dann nur auf einem Monitor zu betrachten, können alle Planer mit einer entsprechenden Brille ausgestattet quasi im generierten Modell herumlaufen und mit dem Projekt interagieren. Science-Fiction? Aber nein – die ersten Schritte dafür sind schon getan: Die Zukunft des Bauens hat mit BIM bereits begonnen.