BIM einfach erklärt, für Einsteiger

Bauherren und Eigentümer von Immobilien werden regelmäßig mit drei großen Problemen und deren Auswirkungen auf die Baukosten und die Rentabilität einer Immobilie konfrontiert.

• 60 Prozent der Finanzierungsprogramme verfehlen die Kosten- und Terminziele.
• 30 Prozent der Bauausführungskosten gehen zu Lasten von Nacharbeiten.
• 55 Prozent der Wartungsarbeiten beim fertiggestellten Objekt stellen eine
  Reaktion auf Probleme dar.

Building Information Modeling soll helfen, diese Probleme zu vermeiden und sowohl die Produktivität wie die Arbeitsqualität maßgeblich zu erhöhen.

Als zentrales Thema von BIM gilt die Vernetzung aller an einem Bauprojekt beteiligten Unternehmen und Personen. Dies bedeutet, dass alle Informationen für alle Projektteilnehmer in maximaler Qualität zum gleichen Zeitpunkt verfügbar sind. Erfolgt an einer Stelle eine Änderung, gibt das System diese Informationen umgehend an alle anderen Planungsdokumente weiter. Daher arbeitet das gesamte Projektteam ausschließlich mit aktuellen Unterlagen. Unterschiedliche Versionen, die sich negativ auf Kosten- und Terminziele oder die Bauausführungskosten auswirken, gehören mit BIM der Vergangenheit an.

Durch den Einsatz relationaler Datenbanktechnologien, die sowohl das Gebäudemodell wie alle Entwurfsdokumente verwalten, präsentieren sich die virtuellen 3D-Modelle als äußerst intelligent. Zeigen herkömmliche 3D-CAD Softwaretools nur die geometrische Darstellung des Gebäudes, enthalten die virtuellen 3D-Modelle unter BIM zusätzlich jede einzelne Komponente vom Heizungsrohr bis zum Stahlträger. Zusätzlich sind alle Spezifikationen der Komponenten genauso hinterlegt wie Modellnummern oder Gewährleistungsinformationen.

Durch das automatische Verknüpfen aller relevanten Informationen zeigen die Modelle ein korrektes Verhalten. So wissen beispielsweise die dargestellten Rohre oder Träger, dass sie Rohre oder Träger mit einer bestimmten Spezifikation sind. Dadurch kennt jede einzelne Komponente des virtuellen Gebäudes seine Funktion und Reaktion.

Dieses Wissen verwandelt die Modelle in realistische Materialien mit echten Merkmalen sowie funktionalen Beziehungen innerhalb einer Baugruppe. Daraus ergibt sich wiederum die Grundlage für eine Vielzahl unterschiedlichster Analysen, Visualisierungen oder weiterführender Planungen. Von der korrekten statischen Berechnung bis zur Tageslichtanalyse oder der Konstruktionssimulation ist mit BIM und der entsprechenden Softwarelösung alles möglich.

Bereits in der Entwurfsphase zeigen sich die Qualitäten von BIM einschließlich des positiven Einflusses auf die Kosten. Beispiel ist die schnelle Wiederverwendung verschiedener Gebäudeelemente im Verlauf der ersten Entwurfsphase. Wie beispielsweise beim Bau einer Kirche in Seoul durch die Beck Group. Mehr als 100 Visualisierungen waren für die endgültig feststehende Gebäudeform erforderlich. Ziel war es, der Gebäudeform trotz ebener Glasflächen eine runde Optik zu verleihen. Durch die Möglichkeiten von BIM sparte das Unternehmen 1.000 Entwurfsstunden ein sowie mehr als eine Million Dollar für Materialien wie Pfosten und Glas.

Die zahlreichen Analysemöglichkeiten der intelligenten 3D-Modelle wirken sich unter anderem positiv auf die Nachhaltigkeit aus, da die Planer in der Lage sind, den Energieverbrauch eines Gebäudes entsprechend zu reduzieren. So produziert ein im Silicon Valley errichtetes NASA Gebäude 30 Prozent seines Energiebedarfs durch Geothermie, Photovoltaik, spezielle Belüftungssysteme und ein Stahlrahmenaußenskelett. Das Gebäude wurde auf der Grundlage der Analyseergebnisse des virtuellen 3D-Modells errichtet.

Nach der Entwurfsphase zeigt Building Information Modeling in der Bauausführungsphase seine zahlreichen Vorteile. Hier reduzieren sich die Kosten durch die kontinuierliche Verbindung der Projektplanung mit der Bauplanung oder die Inanspruchnahme begleitender Simulationen und Visualisierungen im Rahmen einer digitalen Fertigung. Diese Verfahrensweise verhindert bereits im Vorfeld qualitativ minderwertige Arbeiten. Ergänzend kommt eine verbesserte Kommunikation unter den Projektteilnehmern mit ihren positiven Effekten hinzu. All dies sind Kriterien, die für eine exaktere Kostenabschätzung sowie den Wegfall zeit- und kostenintensiver Nacharbeiten unverzichtbar sind. Zahlreiche Projekte profitieren von der mittels BIM erzielten Einhaltung der Zeitpläne und Kostenrahmen.

Ein weiterer Vorteil von BIM: Die intelligenten 3D-Modelle liefern alle für die Vorfertigung und modulares Bauen erforderlichen Informationen.

Nach der Fertigstellung einer Immobilie zeigt Building Information Modeling seine Stärken im Facility Management. Denn die datenreichen Modelle sind die ideale Basis für unterschiedlichste Analysen mit dem Ziel, den Einsatz von Ressourcen oder die Wartungs- und Betriebskosten zu optimieren.

Eine Umfrage unter nordamerikanischen Bauingenieuren zeigte bereits 2012 die zahlreichen Vorteile von BIM auf. Wobei zwischen langfristigen und kurzfristigen Vorteilen differenziert wurde.

Kurzfristige Vorteile:

• Weniger Dokumentfehler
• Nacharbeiten deutlich reduziert
• Positiven Einfluss auf die Auftragsgewinnung
• Zykluszeiten bestimmter Arbeitsabläufe reduzieren sich

Langfristige Vorteile:

• Folgeaufträge steigen
• Projektdauer deutlich kürzer
• Gewinnsteigerung
• Baukosten reduziert
• Reklamationen und Rechtsstreitigkeiten sinken

Diese Vorteile sind, zusammengefasst in Zahlen, beeindruckend:

• 10 Prozent geringere Kosten durch Kollisionsmanagement.
• 40 Prozent Kostenreduzierung durch außerplanmäßige Änderungen.
• 3,5 Prozent höhere Effizienz bei Gebäudeauslastung
• 7 Prozent kürzerer Projektzeitplan
• 9 Prozent Betriebskosten-Reduzierung

Die Erfahrung der australischen Baubranche bestätigt diese Zahlen. Sie berichtet von einer Produktivitätssteigerung von 9 Prozent bei Einsatz von BIM innerhalb der gesamten Lieferkette. Dies trifft ebenfalls auf den ROI zu, der zum Teil bei 500 Prozent lag.

Auch unter Berücksichtigung der Investitionen, die Building Information Modeling mit sich bringt, ist die Methode auf ganzer Linie erfolgreich. Denn ohne Investition sind Wachstum und Rentabilität nicht realisierbar.

Selbstverständlich erfordert der Einsatz des Building Information Modeling die Schulung und Weiterbildung der Anwender. Doch ist dies tatsächlich als Nachteil zu betrachten? Immerhin ist die Aus- und Weiterbildung ein integraler Bestandteil der digitalen Transformation der Unternehmen.

Dies gilt ebenfalls für die erforderlichen Investitionen. Denn ohne Investitionen findet kein Wachstum statt. Dass sich BIM positiv auswirkt und die finanziellen Vorteile die Investitionskosten übertreffen, belegen die verfügbaren Zahlen. 

Bedauerlicherweise ist vielen das volle Potenzial von BIM nicht bekannt, wobei sich diesbezüglich jedoch immer mehr Bewegung zeigt. Der Mangel eines standardisierten Dateiformats sowie die fehlende allgemeine Plattform für BIM-Informationen werden ebenfalls moniert. Kriterien, die mit Sicherheit mittelfristig gesehen kein Thema mehr sind.

Als weiterer Nachteil wird immer wieder die Komplexität betrachtet. Inwiefern sich der komplexe Aufbau dieser Methode tatsächlich vereinfachen lässt und ob es sich bei dieser Einschätzung unter Umständen um instinktive Ablehnung handelt, zeigt die Zukunft. Immerhin setzt Building Information Modeling einen intensiven Datenaustausch zwischen den am gesamten Bauprozess involvierten Teilnehmern voraus. Daraus resultiert eine hohe Transparenz, die vielleicht nicht bei jedem erwünscht ist.

Building Information Modeling blickt in eine erfolgreiche Zukunft. Als Beweis dienen die Erfolgsmeldungen der zahlreichen Anwender sowie die verschiedenen Richtlinien. So empfiehlt das Europäische Parlament den Einsatz von BIM für öffentliche Bauten. Genauso überzeugt ist das deutsche Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung, das sich mit seinem BIM-Leitfaden für den Einsatz dieser Methode einsetzt. Die Empfehlung gilt für alle Projektgrößen und nicht nur für Großprojekte.

Trotz der Förderung dieser Methode wird sich Building Information Modeling in Deutschland nicht vor 2025 als Standard durchsetzen. Allerdings reduzieren sich mit Sicherheit die Fehlerkosten am deutschen Bau, sobald alle Projekte diesen Standard nutzen.

Dass die Vorteile der Methode unumstritten sind, beweisen die Erfahrungen in den USA. Dort wird Building Information Modeling bereits seit 2006 für große staatliche Bauprojekte verpflichtend eingesetzt. Das U.S. Army Corps of Engineers setzt die Methode seit 2008 mit großem Erfolg für militärische Bauprojekte ein und erzielt dadurch signifikante Einsparungen von Kosten und Bauzeiten.