Building Information Modelling (BIM) spielt noch keine tragende Rolle im Metall-, Fenster- und Fassadenbau, ist aber ein wichtiger Teil der Digitalisierung. Wo die BIM-Planungsmethode heute steht und was die aktuellen Trends sind, erläutert der Autor.

BIM boomt – nicht zuletzt aufgrund der breiten Unterstützung durch die Politik, Gremien und Verbände, darunter die deutsche Reformkommission für Großprojekte, die Deutsche Gesellschaft zur Digitalisierung des Planen, Bauens und Betreibens (planen-bauen 4.0), das nationale Zentrum „BIM Deutschland“, der Fachverband Bauprodukte Digital oder Mittelstand Digital. Diverse Forschungs- und Pilotprojekte des Bundes, aktuelle BIM-Normenentwicklungen und die zunehmende Nachfrage nach BIM‑Fachpersonal tragen ebenfalls dazu bei, dass die modellorientierte Planung auch hierzulande zum Standard wird.

Achten Sie auf die Absprachen

Abgesehen von großen „BIM-Vorzeigeprojekten“ spielt die modellbasierte Planung in der Praxis allerdings noch eine untergeordnete Rolle. Umfragen zufolge liegt der aktuelle Anteil von BIM-Projekten am gesamten Projektvolumen bei rund zehn Prozent (BIM-Monitor 2019: Trends und Entwicklungen, BauInfoConsult, Düsseldorf, 2019). Im Stahl-, Metall- und Fensterbau dürfte er noch deutlich darunterliegen – obwohl die Branche schon weitgehend dreidimensional und objektorientiert konstruiert und damit für die modellorientierte Planung gut vorbereitet ist und für Metallbauer, Fenster- und Fassadenbauer die BIM-Planungsmethode konkrete Vorteile hat. Dazu zählen direkt aus dem 3D-Gebäudemodell generierbare, strukturierte Massen, Mengen und Kosten, eine einfachere Termin- und Kapazitätsplanung durch das um Bauzeiten- und Ressourcendaten erweiterte 3D-BIM-Modell, die Übernahme von Bestell-, Produktions- und Fertigungsdaten der im BIM-Modell verbauten digitalen Bauprodukte (BIM-Objekte) oder die Überlagerung von BIM-Planungsdaten mit Baustellendaten zur Qualitätskontrolle.

Damit das alles klappt, sind allerdings Absprachen erforderlich. BIM besteht zu einem wesentlichen Teil aus der Koordination und dem Management von Planungsinformationen und einer intensiven Zusammenarbeit der Planungsbeteiligten. Klappt die Koordination und Kooperation nicht, klappt auch BIM nicht. Deshalb müssen zwischen den Projektbeteiligten in den so genannten Auftraggeber-Informations-Anforderungen (AIA) und dem daraus abgeleiteten BIM-Abwicklungsplan (BAP) verbindliche Absprachen zu Koordinations- und Änderungsabläufen oder Anforderungen an die Struktur, den Inhalt und die Qualität der Planungsinformationen getroffen werden. Darin berücksichtigt sind unter anderem BIM-Fachmodelle, die fachspezifische Informationen enthalten: Das Architekturmodell enthält Raum- und Bauteilinformationen, das Tragwerksmodell statisch relevante Bauteile, das Fassadenmodell Fassadenbauteile und Befestigungsdetails und so weiter. Diese BIM-Fachmodelle müssen anlassbezogen oder in vereinbarten Abständen zusammengeführt werden, um sie vergleichen und auf mögliche Fehler, Inkonsistenzen oder Kollisionen prüfen zu können, Planungsstände abzugleichen etc. Unterstützung bietet dabei das BIM-Nachrichtenaustauschformat BCF, das ist eine Art „gelber Zettel“ für BIM-Modelle. Damit können sich BIM-Projektbeteiligte über eventuelle Kollisionen, Unstimmigkeiten, Probleme und deren Lösung digital austauschen, was Korrektur- und Koordinationsabläufe vereinfacht. BIM-Projekträume, das sind cloudbasierte Plattformen für den geordneten Austausch von Planungsdaten und die Koordination untereinander, vereinfachen die BIM-Planung ebenfalls und sind bei größeren Projekten und mehreren Beteiligten unverzichtbar.

Berücksichtigen Sie die Knackpunkte Modellqualität und Datenaustausch

Damit der Austausch der Fachmodelle und deren Zusammenstellung in einem Koordinierungsmodell mit allen Projektbeteiligten möglichst reibungslos funktioniert, müssen bei der 3D-Konstruktion bestimmte Standards eingehalten werden. Diese werden zu Projektbeginn definiert und ebenfalls im BAP festgehalten. Beispiele für fachmodellübergreifende Modellierungsstandards sind eine einheitliche Gliederung in Bauabschnitte, Gebäudeteile, Geschosse, Räume, Bauteile etc., einheitliche Namenskonventionen oder der Detaillierungsgrad der Gebäudebauteile. Insbesondere komplexere Bauteile wie mehrschichtige Wände, Wanddurchbrüche, Treppen oder Rampen, Stützen und Träger müssen sauber und konsistent modelliert werden. Sind beispielsweise Bauteilgeometrien und ihre Eigenschaften nicht korrekt definiert, werden sie nicht korrekt dargestellt, ausgewertet oder exportiert. In der Praxis kommt es immer wieder zu Problemen in der BIM-Projektabwicklung, etwa weil die Modellierungsregeln nicht beachtet oder BIM-Fachmodelle nicht in der vereinbarten Qualität geliefert werden. Auch der Austausch von BIM-Daten ist in der Praxis häufig eine Herausforderung. Ausgetauscht werden 3D-Gebäudedatenmodelle über das IFC-Datenformat (Industry Foundation Classes), das neben der Grafik auch Bauteil- und Objektdaten überträgt. Wie gut, vollständig und fehlerfrei BIM-Daten übertragen werden, hängt – neben der Qualität und Version der IFC-Schnittstelle – auch von programmspezifischen Export-Einstellungen oder der BIM-Modellqualität ab.

Denken Sie an den Trend: BIM auf der Baustelle

BIM unterstützt zunehmend auch die Bauausführung: Mithilfe der modellbasierten Absteckung können im BIM-Modell enthaltene Markierungspunkte beispielsweise auf das reale Objekt übertragen werden – digital, papierlos und präzise (BIM to Field). Die abzusteckenden Punkte werden dabei mit einem Laser auf Boden, Wand oder Decke projiziert. Befestigungspunkte von Stützen, Trägern, Konsolen, nachträgliche Schlitze oder Durchbrüche etc. können so präzise, zeit- und personalsparend auf der Baustelle markiert oder direkt gebohrt werden. Wird die Situation auf der Baustelle kontinuierlich erfasst und mit dem BIM-Modell abgeglichen, kehrt man den Prozess um (Field to BIM). Dann können Bau- und Montagequalitäten modellbasiert kontrolliert werden. Dazu müssen Baustellendaten über mobile Endgeräte oder 3D-Laserscanner kontinuierlich gesammelt, verortet, respektive mit dem BIM-Modell überlagert werden. Werden die erfassten Ist-Daten mit den Soll-Daten des BIM-Modells abgeglichen, können Abweichungen wie falsche Maße oder unebene Flächen frühzeitig erkannt und damit kostengünstiger behoben werden. Ausführende Gewerke können die nächsten Bau- und Montageschritte besser vorbereiten etc. Erweiterte Realitäten (Augmented Reality, AR) bringen BIM virtuell auf die Baustelle. Dabei werden über transparente AR-Brillen oder Tablets in das Realbild zusätzliche digitale Informationen, beispielsweise eine einzubauende Treppe im Rohbau in der jeweils richtigen Perspektive und im richtigen Maßstab eingeblendet. Komplexe Details können so interaktiv besprochen, überprüft und Konfliktpunkte direkt an Ort und Stelle gelöst werden. Ebenso kann vorab überprüft werden, ob für die Montage ausreichend Platz vorhanden ist, ob zu wartende Bauelemente zugänglich oder Funktionsbauteile im eingebauten Zustand bedienbar sind etc.

Fazit: Nutzen Sie den Wettbewerbsvorteil

Mangelndes Know-how, nicht vorhandene BIM-Werkzeuge und fehlendes Fachpersonal, aber auch ein erhöhter Planungs- und Koordinationsaufwand und nicht eingehaltene Absprachen stehen einer produktiven BIM-Nutzung bisher noch entgegen. Außerdem gibt es BIM nicht umsonst – der Einstieg ist zeit-, personal- und kostenintensiv. Die Hard- und Software müssen gegebenenfalls aufgerüstet, Mitarbeiter geschult werden. Zudem sind viele Herausforderungen zu meistern: Nicht immer liefern Planer brauchbare BIM-Gebäudemodelle, selten klappt die IFC-Übergabe reibungslos. Wenn sie klappt, werden die IFC-Dateien lediglich als digitale „Pausvorlage“ verwendet und das Gebäude mit dem eigenen CAD-Programm erneut „nachkonstruiert“, was der BIM-Idee völlig zuwiderläuft. Trotz aller Widrigkeiten – langfristig wird sich BIM durchsetzen, weil es Bauherren und Investoren einfordern werden. Deshalb ist praktisch erworbenes BIM-Know-how schon jetzt ein Wettbewerbsvorteil.

Hier bekommen Sie Tipps

• bimundumbimherum.wordpress.com (BIM-Blog),
• www.baunetzwissen.de (Rubrik BIM),
• www.bim-me-up.com (BIM-Blog),
• www.bim-events.de (Seminare, Veranstaltungen),
• www.bimpedia.euv (BIM-Wissensdatenbank),
• www.buildingsmart.de (BuildingSmart Deutschland),
• www.buildingsmart.de/bim-regional (BIM-Regionalgruppen),
• www.youtube.de („BIM for Beginners“ etc.).

Planen Sie die BAU 2023 ein

Infos rund um digitale Lösungen und BIM für Handwerker bekommen Sie auf der BAU (17.-22. April 2023) in München.

BIM im Metallbau noch in den Anfängen

„Das Feld nicht nur der Zulieferindustrie überlassen“

„BIM findet in unserem Arbeitsumfeld bei kleinen bis mittelgroßen Bauprojekten bisher noch keine Anwendung. Wir stellen fest, dass sich die Zulieferindustrie in der Fenster-, Tür- und Fassadenbranchen jedoch bereits intensiv mit dem Thema befasst. Insbesondere in der Schnittstellen-Thematik bei der Fenster- und Türtechnik, aber auch in anderen Produktbereichen des Metallbaus, könnte BIM die Planungs- und Abstimmungsprozesse deutlich effizienter machen und für mehr Planungssicherheit sorgen. Die Metallbaubetriebe sollten das Feld jedoch nicht nur der Zulieferindustrie überlassen, um selbst die Auswahl der technischen Ausstattungen der Bauelemente aktiv mitgestalten zu können. Häufig kann ein Metallbaubetrieb dem Kunden passgenauere, weil herstellerunabhängige, Lösungen anbieten. Technisch gesehen sehen wir die Herausforderung in der Datenkompatibilität zwischen den einzelnen Konstruktionsprogrammen der Planung und Ausführung, damit BIM von allen Beteiligten sinnvoll genutzt wird.“

„Ich perönlich beschäftige mich mit dem Thema auf Verbandsseite schon seit 2015. Als Fassadenfirma wurden wir mit dem Thema BIM bisher (leider?) noch nicht direkt konfrontiert. BIM ist im Metallbau aus meiner Sicht in Deutschland noch nicht wirklich angekommen. Wir hatten jetzt ein Bauvorhaben in der Angebotsphase, das sollte mit BIM umgesetzt werden. Wir wollten das als Testprojekt für uns angehen. Es gab dazu auch schon Gespräche mit unseren Zulieferern. Leider haben wir den Auftrag nicht bekommen.

Wir haben bei uns vor einiger Zeit ein kleines Team von drei Leuten gebildet, die sich intensiv mit dem Thema beschäftigen und weiterbilden. Da bin ich natürlich auch dabei, weil BIM Chefsache sein sollte. Damit wollen wir im Ernstfall vorbereitet sein. Aber selbst die Planer und Architekten in unserem Bereich des Fassadenbaus haben sich mit dem Thema bisher noch kaum auseinandergesetzt. Also selbst, wenn wir es wollten, könnten wir bisher mit BIM noch nicht arbeiten. Solange die Planer, sich dem Thema nicht ausreichend widmen, wird BIM auch nicht bei uns ankommen.

Andere Bereiche beziehungsweise Gewerke sind da schon etwas weiter.“