BIM (Building Information Modeling) – Wieso, weshalb, warum? Ein Klärungsversuch

Mittlerweile ist BIM als Schlagwort auch in Deutschland im Bauwesen in der Breite angekommen. Doch was steht hinter dem Begriff?

Bei BIM handelt es sich um eine Planungsmethode im Bauwesen, die auf der Nutzung digitaler Gebäudemodelle beruht, nicht etwa um eine Software. Die folgende Definition bringt einen wesentlichen und absolut unverzichtbaren Aspekt dieser Methode sehr treffend auf den Punkt, den der transparenten Kommunikation aller an der Planung Beteiligten und eine partnerschaftliche Zusammenarbeit:

„BIM ist eine optimierte Methode zur Planung, Ausführung und zum Betrieb von Bauwerken mit einem partnerschaftlichen Ansatz. Grundlage bildet die zentrische Bereitstellung von Informationen zur gemeinschaftlichen Nutzung“ (Quelle VDI, 2014, Hervorhebung durch den Autor)

Ähnlich drückt es eine zusammenfassende Beschreibung im „Stufenplan Digitales Planen und Bauen“ des BMVI aus:

„Building Information Modeling“ bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Informationen und Daten konsistent erfasst, verwaltet und in einer transparenten Kommunikation zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung übergeben werden“ (Quelle „Stufenplan Digitales Planen und Bauen“, BMVI, 2015)

Die BIM Methode ist international bereits wesentlich verbreiteter im Einsatz und wurde vielerorts früher praktiziert als in Deutschland. In Europa sind die skandinavischen Länder, die Niederlande, Spanien und Großbritannien Vorreiter auf diesem Gebiet. In Großbritannien wurden beispielsweise bereits 2007 erste Fassungen einer Norm aufgestellt, BS1192:2007 und PAS 1192-2:2013.Der Einsatz von BIM wird auch in Deutschland in den letzten Jahren immer stärker fokussiert, nachdem das BMVI das Thema aufgegriffen hat und für öffentliche Projekte die Methode ab einer gewissen Projektgröße flächendeckend einführen will. Auf europäischer Ebene gibt es seit 2018 eine Norm zum Thema BIM, DIN EN ISO 2018. In Deutschland wurde eine VDI-Richtlinie (VDI 2552) 2018 veröffentlicht, in der die wesentlichen Anforderungen für einen BIM-Planungsprozess formuliert sind.

In einem Projekt, welches mit klassischen Methoden durchgeführt wird, findet die Beauftragung der einzelnen Fachplaner häufig erst in späteren Planungsphasen statt. Oft wird z.B. die Tragwerksplanung erst in Phase 3 oder 4 der Projekte beauftragt, die TGA-Planung teilweise noch später. Diese Art der Vergabe der Planungsleistungen ist in einem Projekt nach der BIM Methode ausgeschlossen. In der Startphase eines mit der BIM Methode geplanten Projektes, müssen zumindest alle wichtigen Planungsdisziplinen, welche gebäudebezogene Daten erstellen, eingebunden werden. Welche das sind, kann je nach Anforderungen variieren. In der Regel sollten in einem klassischen Hochbauprojekt zumindest die Fachrichtungen Architektur, Tragwerksplanung und Technische Gebäudeausrüstung vertreten sein. Es kann notwendig sein, dass weitere Disziplinen eingebunden werden. Zu den an der Planung beteiligten Parteien zählt auch der Auftraggeber, was leider oft vergessen wird.

Die Gewährleistung transparenter Kommunikation und koordiniertem Datenaustausch zwischen den Planungsbeteiligten, erfolgt zu Beginn des Projektes mit Festlegungen für den Projektablauf, die Kommunikationswege, Richtlinien für die Modellierung usw. Diese Punkte werden im BAP (BIM-Abwicklungs-Plan) dokumentiert. Sie sind Basis der Projektkoordination und werden in Anlehnung an die HOAI in der Regel mit der Planungsphase 0 eines BIM Projektes bezeichnet.

Voraussetzung für den Einsatz von BIM ist die Erstellung virtueller dreidimensionaler Gebäudemodelle mit entsprechender Konstruktionssoftware. Bei dieser Software wird nicht nur die Geometrie der Bauteile in 3D konstruiert, sondern auch alle weiteren für die Bauteile relevanten Informationen als Eigenschaften (je nach Software werden hier auch die Begriffe Attribute oder Parameter verwendet) mit den Bauteilen verknüpft. Hierzu gehören je nach Planungsphase bzw. Projektphase z.B. Materialeigenschaften, besondere Anforderungen wie z.B. Brandverhalten oder Brandschutz, Schallschutz, andere physikalische Eigenschaften, welche z.B. für Energiebedarfsberechnungen oder ähnliches benötigt werden und vieles mehr.

Über die Modellierungssoftware hinaus werden weitere Programme für die Erledigung unterschiedlicher Aufgaben der Planung benötigt, unter anderem:

• Koordinationssoftware, mit der die Qualität der Modelle überprüft wird und mit der die Modelle zusammengeführt werden können
• Projektportal-Lösungen (Cloud- oder Server- basiert), auf der die Projektdaten möglichst zentral gesammelt, verwaltet und versioniert werden
• Terminplanungs-Software
• Ausschreibungssoftware
  

Oft wird der Begriff „BIM Software“ verwendet. Dies impliziert, dass es eine singuläre Softwarelösung für diesen Planungsprozess gibt. Dies ist jedoch nicht zutreffend, wie Sie aus der Liste oben ersehen können.
Aus der Auflistung erkennt jede*r aus dem Umfeld der Projektplanung, dass hier alle Programme beinhaltet sind, welche auch in klassischen Planungsprozessen zum Einsatz kommen. Was unterscheidet nun die Software in einem BIM Prozess von Software in einem klassischen Planungsprozess?

Die Software-Programme, welche in einem BIM Prozess zum Einsatz kommen und mit denen Gebäudedaten verarbeitet werden, müssen BIM-fähig sein. Das bedeutet, dass die Software die Daten, welche mit einer der anderen Software-Lösungen erzeugt werden, einlesen können. Dies geschieht über einen mittlerweile zur internationalen Norm (ISO 16739) gewordenen einheitlichen Standard zur Beschreibung von Gebäudedaten, dem IFC Format. IFC steht für „Industry Foundation Classes“. Diese werden von einem internationalen Verein, dem „buildingSMART e.V.“ aufgestellt (weitere Infos auf www.buildingsmart.de).

Die Software-Hersteller implementieren in ihren Programmen Schnittstellen, über welche die nativen Programmdaten (also z.B. mit einem Modellierungsprogramm konstruierte Bauteile und deren Eigenschaften) in ein allgemeingültiges Format übersetzt werden, welches wiederum von anderen Programmen eingelesen werden kann. Dieses Format ist das o.g. IFC-Dateiformat.

Insofern kann man eine BIM-fähige Software daran erkennen, dass die Software eine IFC-Schnittstelle für den Import und Export von Daten hat. Dem einen oder anderen mag dieses allgemeine Dateiformat nun als die ultimative Lösung für alle Probleme beim Datenaustausch im Bauwesen erscheinen.
Hier muss ich leider ein paar möglicherweise aufkommende Illusionen zerstören: Das IFC Format hat sich mittlerweile zu einem hervorragenden Mittel für die Koordination in Planungsprozessen von Bauprojekten und auch für die Anbindung z.B. an Facility-Management-Software erwiesen. Die Daten sind jedoch nur bedingt geeignet, um damit nach einem Import eines in IFC-Format konvertierten Gebäudemodells in eine BIM-fähige Konstruktionssoftware komfortabel und mit den gewohnten Werkzeugen der Programme ohne Einschränkungen zu arbeiten. 

Es zeigen sich mehrere Spannungsfelder: Die Anforderungen von Planern, denen Open BIM über die IFC-Schnittstelle das passende Instrumentarium bietet versus die Auftraggeber und Betreiber von Gebäuden, für deren Umbauten und Erneuerungen an Objekten eher Closed BIM innerhalb einer Modellierungssoftware geeignet erscheint, als das IFC Format. Und die Erkenntnis, dass zwar Standards für die Prozesse gefunden wurden, aber bezüglich des Modellaufbaus noch keine Normung stattgefunden hat und Parameter für Bauteileigenschaften fehlen.

Auf diese Aspekte gehen wir im nächsten Blogbeitrag näher ein.