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BIM – Vorteile und Trends

Ein Blick auf die wesentlichen Faktoren, die die Umsetzung von BIM (Building Information Modelling) vorantreiben, und einige der damit verbundenen Trends in der Bauindustrie.

Warum sollte BIM verwendet werden?

BIM wird eingesetzt, um die Effizienz des Bauprozesses zu verbessern, den Abfall während der Bauphase zu reduzieren und die Qualität und Leistungsfähigkeit der Gebäude zu erhöhen.

Viele zukunftsorientierte Branchen haben sich für das Konzept des „Failing Fast“ eingesetzt. Das heißt, das Experimentieren und Ausprobieren neuer Dinge – auch wenn der erste Versuch scheitert – zu einer weiteren Iteration und schließlich zum Erfolg führt In der risikoreichen Welt des Baugewerbes funktioniert dieses Konzept nur im digitalen BereichIn einem Umfeld, dass durch Zeit- und Finanzdruck, kurzen Fristen, grossen weit verteilten Arbeitsteams und enormen Kreditaufnahmen gekennzeichnet ist, ist es unmöglich mit Ziegelsteinen und Mörtel zu experimentieren.

Bei den traditionellen Bauverfahren, bei denen die Teams von einer Phase des Projekts in eine andere wechseln, gehen einige Informationen aus der vorherigen Phase verloren. Mit BIM werden Informationen digital gesammelt, damit sie zur Verfügung stehen,wenn, wo und von wem immer sie gebraucht werden. Die Einführung von BIM bedeutet, einen kontinuierlichen Informationsfluss zu ermöglichen. Jede Phase des Bauablaufs – von der frühen Bedarfsplanung unddem Entwurf über den Bau, die Inbetriebnahme, die Nutzung die Instandhaltung und der endgültige Abriss– wird digital erfasst. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für eine höhere Effizienz, Genauigkeit und Zusammenarbeit zwischen den am Bau beteiligten Parteien. Wir leben imZeitalter der Automatisierung. Jeder Geschäftsprozess wird digitalisiert, und jede Entscheidung basiert auf Daten. Das Weltwirtschaftsforum hat dies als „Vierte Industrielle Revolution“ bezeichnet, bei der vernetzte Maschinen, die mit Daten gespeist werden, die Prozesse in jeder Branche exponentiell verändern werden.

TGA-Hersteller spielen eine entscheidende Rolle bei der BIM-Einführung, indem sie Tools wie Produktkonfiguratoren und Plugins anbieten. Diese Konfiguratoren ermöglichen es Konstrukteuren und Ingenieuren, komplexe Produkte schnell und einfach an die jeweiligen Projektanforderungen anzupassen. Durch die nahtlose Integration dieser konfigurierten Produkte in BIM-Projekte ermöglichen die Hersteller einen reibungsloseren Übergang von der Konstruktions- zur Bauphase. Diese Integration rationalisiert nicht nur den Konstruktionsprozess, sondern stellt auch sicher, dass die spezifizierten Produkte sich nahtlos in das Gesamtprojekt einfügen, was die Exaktheit und Effizienz in der Bauphase erhöht.

building process with bim

Warum ist BIM wichtig?

Wie die rote Linie in der Grafik zeigt, wird durch die dynamische Verbindung von Planung, Analyse und Dokumentation in einem BIM-Workflow der größte Teil des Aufwands in einem Planungsprojekt zurück in die Phase des Detailentwurfs verlagert. Hier sind die Möglichkeiten zur Beeinflussung der Projektleistung hoch und die Kosten für die Durchführung von Planungssänderungen niedrig. Dadurch können Ingenieure mehr Zeit für die Beurteilung von Was-wäre-wenn-Szenarien zur Optimierung des Entwurfs und weniger Zeit für die Erstellung der Konstruktionsdokumentation aufwenden.

Warum sollte ich BIM verwenden?

  1. Durch einen schnellen Austausch von Informationen können verschiedene Szenarien schneller erarbeitet und eine größere Anzahl von Durchläufen der Architektur-, Struktur- und technischen Systeme durchgeführt werden.Dies führt zu einer präzisen und optimierten Bauplanung.
  2. Alle Zeichnungen lassen sich in einem umfassenden 3D-Modell erfassen, wodurch Datenverluste vermieden und fundiertere Entscheidungen auf der Grundlage von Daten ermöglicht werden.
  3. Notwendige technische Berechnungen für Lüftungs-, Heizungs- und Rohrleitungssysteme lassen sich schnell und einfach durchführen.
  4. Alle geometrischen und räumlichen Daten, die zur Durchführung von Energieberechnungen erforderlich sind, können direkt aus dem Modell erzeugt werden.
  5. Die Einhaltung von Umweltschutzanforderungen ist leichter zu gewährleisten, und die erhöhte Wirtschaftlichkeit trägt zur Senkung der Lebenszykluskosten von Gebäuden
  6. Die Integration von Kosten- und Termininformationen ermöglicht eine Online-Kostenschätzung und die Visualisierung des Baufortschritts.
  7. Genaue Stücklisten lassen sich direkt aus dem Modell erstellen.
  8. Die zur Regelung des Beschaffungswesens erforderlichen Daten können direkt aus dem Modell heraus verknüpft werden, und ermöglichen so eine Optimierung des Beschaffungsprozesses.
  9. Das detaillierte Modell enthält alle Daten und Geometrien, die für die korrekte Installation von TGA-Systemen erforderlich sind.
  10. Nach Fertigstellung des Gebäudes wird die nächste Version des Modells Informationen an das Anlagenmanagement liefern, und so eine vorbeugende Wartung und Reparatur ermöglichen.

Der innovative Einsatz von BIM-Technologien

„Der innovative Einsatz von BIM-Technologien in allen Bereichen sowie die Werkzeuge für die Zusammenarbeit und den Informationsaustausch, die von allen Projektbeteiligten eingesetzt wurden, ermöglichten es uns, das Konstruktionsmanagement zu optimieren, was zu einer Steigerung der Produktivität und der Konstruktionsqualität führte. Es muss betont werden, dass all dies nur durch die Arbeit, die bei der Strukturierung des gesamten Informationsprozesses vor dem Beginn der eigentlichen Konstruktionsarbeit geleistet wurde, möglich war.“

Luca Serri, Gründungspartner und Vorstandsvorsitzender der Firma ATIproject, erklärt die Vorteile von BIM für die Konstruktion und Erbauung des neuen Odense University Hospitals in Dänemark

Welche Vorteile hat BIM?

  1. Modernisiert das Ausschreibungsverfahren, auf der Basis von genauen Abrechungen der Baumaterialien.
    Mit einem BIM-Modell, das eine umfassende 3D-Modellierung aller Strukturen und TGA-Systeme umfasst, können Gebäudeeigentümer Angebote mit einer zeilenweise kalkulierten Mengenermittlung fair bewerten. Der Gesamtangebotspreis wird daher die tatsächlichen Kosten der Baumaterialien und nicht nur Schätzungen widerspiegeln.
  2. Kann den Kohlenstoffausstoß während der Bauarbeiten deutlich senken.
    Gebäudeeigentümer heutzutage geben der Nachhaltigkeit hohe Priorität. Eine Mengenermittlung auf der Grundlage eines 3D-BIM-Modells anstelle von 2D-Zeichnungen liefert weitaus genauere Ergebnisse. Dies ermöglicht es Architekten und Bauunternehmern, die genauen Mengen der benötigten Baumaterialien besser zu bestimmen. Wenn dieser Schätzwert genau ist, wird das vor der Ausschreibung ermittelte Budget näher am Endbudget liegen, und es kann eine dramatische Reduzierung der Materialverschwendung erreicht werden. Eine präzise Mengenermittlung wirkt sich direkt auf die Energie, die Ressourcen und die Fahrzeiten aus, die für die Beschaffung von Baumaterialien benötigt werden, was zu einer erheblichen Senkung der Kohlenstoffemissionen führt.
  3. Die Optimierung der TGA-Systeme in der Planungsphase senkt den Strom- und Wasserverbrauch im operativen Betrieb.
    Als Ganzes betrachtet besteht ein Gebäude hauptsächlich aus hergestellten Wenn die Spezifikationen der Produkthersteller schon früh in der Planungsphase in das BIM-Ökosystem eingebracht werden, können die TGA-Systeme getestet und die Entwürfe problemlos überarbeitet werden. Die verbesserte Leistungsfähigkeit des Systems wird den jeweiligen Interessenvertretern noch lange nach Abschluss der Bauarbeiten zugutekommen.
  4. Verbessert die Nutzererfahrung des Gebäudes.
    Ein genaues BIM-Modell eines Gebäudes macht es einfacher, durch aussagekräftige Voransichten und virtuelle Rundgänge Feedback von wichtigen Interessenvertretern zu erhalten. Die Einbeziehung der Perspektive der Nutzergemeinschaft während der Konstruktionsphase trägt dazu bei, gelungenere Gebäude zu erstellen.
  5. Erleichtert die Kommunikation während der Bauphase.
    Die Kommunikation stellt sowohl einen kritischen Aspekt für den Erfolg eines Bauprojekts als auch eine ständige Herausforderung dar. Mit BIM können alle Änderungen wie z. B. Zeitvorgaben, Terminpläne, Verfügbarkeit von Materialien und der richtigen Spezialistenteams über digitale Anwendungen und mobile Geräte in Echtzeit koordiniert werden, so dass alle Beteiligten auf dem Laufenden bleiben. Datenverluste können ebenfalls vermieden werden, wenn alle Beteiligten mit dem gleichen, leicht zugänglichen und aktuellen digitalen BIM-Modell arbeiten. Darüber hinaus können Technologien wie BIM (Bauwerksdatenmodellierung) und AR (erweiterte Realität) zu proaktiven Ansätzen führen, die bei der Steuerung des Bauprozesses helfen und mögliche Fehler einschränken.
  6. Kostenkontrolle.
    In der Softwareentwicklung lassen sich Prototyp-Lösungen schnell erstellen und schnell testen, um Fehler so schnell wie möglich zu beseitigen. In der konventionellen Welt der Baubranche müssen Bauherren hingegen sicherstellen, dass der ersten Entwurf so gut wie nur möglich ausfällt, da eine zweite Version eines Gebäudes ohne kostspielige Renovierungen nicht möglich ist. BIM kann dabei helfen, den Ansatz einer „Korrektur vor Ort“ zu vermeiden, der die Kosten leicht in die Höhe treiben kann. Mit BIM ist es möglich, die erste Version eines Gebäudes zu analysieren, zu testen und erneut zu analysieren. Die Bauplan kann etliche Male überholt und weiterentwickelt werden Durch diesen Prozess ist jede Überarbeitung besser als die vorherige Version und führt so zu einem stark optimierten Gebäude.
  7. Ermöglicht die vorbeugende Wartung.
    BIM hilft Gebäudeeigentümern, einen gewissen Grad der vorbeugenden Wartung zu erzielen, d. h. ungeplante Ausfälle können reduziert werden, während eine sorgfältige Planung der Wartungszyklen möglich ist. Dies ermöglicht eine größere Genauigkeit bei der Budgetierung des Anlagenmanagements. Das Anlagenmanagementteam wird so nicht von unerwarteten Änderungen der Ausstattung überrascht, denn all diese Datenpunkte können vom BIM-Modell vorhergesagt werden. Die Analyse der BIM-Daten innerhalb eines ganzen Gebäudeportfolios ermöglicht es einem Bauherrn auch, die Wartungszyklen für größere und kleinere Gebäudesysteme festzulegen und Gebäude und Räume innerhalb ihres Portfolios zu vergleichen.
  8. Senkt die Lebenszykluskosten eines Gebäudes.
    Die Verwendung des BIM-Modells im Anlagenmanagement gewinnt immer mehr Aufmerksamkeit, da die Gebäudeeigentümer erkennen, dass sie mit der Zeit Kosten senken können. Wenn man der Eisberghypothese Glauben schenken kann (dass nur 1 % der Lebenszykluskosten eines Gebäudes für die Konstruktion ausgegeben werden, während 70 % für die Instandhaltung des Gebäudes aufgewendet werden), dann verspricht BIM, dass die Bauherren die 70 % der Instandhaltungskostenreduzieren können, indem sie einen Teil der Kosten auf den Planungsprozess verlagern
  9. Ermöglicht Anlagenmanagementsysteme und Gebäudemanagementsysteme.
    Der weit verbreitete Einsatz von Sensoren in Gebäuden hat den Weg für intelligente Gebäude geebnet. Intelligente Gebäude werden nicht nur wissen, wie das Gebäude genutzt wird, sondern auch, wenn darin etwas schief läuft. Wenn zum Beispiel eine Leckstelle im Rohrsystem vorliegt, kann Feuchtigkeit in der Bausubstanz erkannt werden, bevor sie Schimmel und damit Gesundheitsprobleme verursacht. Diese detaillierten Gebäudedaten können direkt mit Gebäudemanagementsystemen verbunden werden. Aus der Sicht des Gebäudeeigentümers wird das BIM-Modell reichhaltige Daten über die Vermögenswerte im Gebäude enthalten. Ein Gebäudeeigentümer kann sich durch Anklicken einer Komponente des HLK-Systems sowohl das Installationsdatum, den Installateur, die durchgeführten Wartungsarbeiten als auch Garantieinformationen anzeigen lassen. Die Möglichkeit, so viele Daten über die Bestandteile eines Gebäudes zur Verfügung zu haben, verbessert die Beziehung zwischen dem Gebäudeeigentümer und etwaigen Bauunternehmen, Wartungsfirmen und anderen Partnern.

Neun Trends im Bauwesen, die sich aus der BIM-Einführung ergeben

    1. Digitale Zwillinge
      Digitale Zwillinge bahnen sich langsam ihren Weg in das Bauwesen. Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Modell eines Gebäudes, das über Sensoren, Drohnen und andere drahtlose Technologien reale Daten über die Bausubstanz sammelt. Der „Zwilling“ lernt kontinuierlich aus mehreren Quellen, einschließlich fortschrittlicher Analytik, maschineller Lernalgorithmen und künstlicher Intelligenz (KI), um wertvolle Erkenntnisse über die Leistung, den Betrieb oder die Rentabilität eines Projekts zu gewinnen, unabhängig davon, ob es bereits gebaut oder noch in Arbeit ist (Quelle). In Zukunft werden grafische BIM-Modelle die Anlagenmanagementumgebung mit  Quellen wie Energieverbrauchsdaten, Serviceanfragen und vorbeugende Wartung versorgen. Das Zukunftspotenzial liegt in der Verknüpfung von BIM mit FM (Anlagenmanagement) auf einer städteweiten und nicht nur gebäudeweiten Basis.
    2. Künstliche Intelligenz
      Das BIM-Modell sammelt während der Planungs- und Bauphase eines Gebäudes eine große Menge an Daten. Die Interpretation und das Lernen aus den gesammelten Daten von BIM-Modellen und vergangenen Projekten helfen, zukünftige Fehler zu vermeiden und den Planungs- und Bauprozess zu verbessern. Diese Daten übersteigen jedoch die Möglichkeiten der Verarbeitung durch den Menschen. KI-gestützte BIM ist ein Trend, der sich diese umfangreichen Informationen zunutze macht, um die Zeit für die Verarbeitung der Daten zu verkürzen und den Bauablauf dadurch wesentlich effektiver zu gestalten. Durch die Verwendung von KI kann die BIM-Software aus Daten lernen und Muster erkennen. Sie kann dann unabhängige Entscheidungen darüber treffen, wie die Bauabläufe automatisiert und verbessert werden können.
    3. Digitale Modelle als juristisches Dokument
      BIM-Modelle könnten bald den gleichen offiziellen Status erhalten wie PDFs für  2D-Dokumentation. Die Anerkennung und Standardisierung von BIM-Modellen als rechtsverbindliche Bauunterlagen in der gleichen Weise wie dies in der Vergangenheit bei Papierplänen der Fall war, wird die Bauwerksdatenmodellierungnoch mehr zu einer gängigen Praxis bei Bauprojekten machen.
    4. Einfacher Zugang zu BIM-Modellen in Cloud-Diensten
      Cloud-Dienste vereinfachen Bauprojekte. Anstatt dass sich alle Projektbeteiligten einmal in der Woche aktualisierte Modelle zuschicken, nur damit dann eine der Parteien feststellt, dass die Wand, an der sie gearbeitet hat, offenbar verschoben wurde, können nun alle in Echtzeit im gleichen Modell arbeiten.  Jeder hat Zugang zu den neuesten Informationen und kann sicher sein, dass diese korrekt sind, so dass die Arbeit schneller abgeschlossen werden kann.
    5. Roboter bahnen sich ihren Weg zur Baustelle
      In naher Zukunft wird es häufiger vorkommen, dass Roboter auf Baustellen zu sehen sind, wo sie mit Hilfe von BIM-Modellen Bauaufgaben auf der Baustelle ausführen. Gegenwärtig schafft es nur eine kleine Anzahl aller Industrieroboter in den Bausektor, und die meisten von ihnen werden in der Fertigteilproduktion eingesetzt. Mehrere Unternehmen arbeiten jedoch derzeit an der Entwicklung mobiler Roboter für das Baugewerbe.
    6. 3D-Druck für das Baugewerbe
      Überall auf der Welt versuchen Menschen, Gebäude mit Hilfe von 3D-Druckern herzustellen. Forschern in Kalifornien ist es gelungen, mit dieser Technologie ein Haus in nur 24 Stunden zu drucken und zu bauen. In China wurden solche Experimente noch einen Schritt weitergeführt, indem ein 3D-Drucker dazu verwendet wurde, in einem Werk bis zu zehn Häuser an einem Tag zu produzieren. Die Baustoffe bestehen aus wiederverwertetem Baumaterial, übriggebliebenem Material aus der Industrie und Zement. Solche Tests werden derzeit auch in Europa durchgeführt. Zu den Vorteilen des 3D-Drucks gehört neben einer Verringerung des Materialabfalls auch ein erhöhtes Recycling. Die Technik bietet auch Raum für größere architektonische Freiheit, da 3D-Drucker gebogene Formen verarbeiten können, die von Hand schwieriger herzustellen sind.
    7. Vorfertigung
      Vorfertigung und modularer Bau stellen dank der Fortschritte in BIM einen erneuten Trend dar. Die präzise und detaillierte Konstruktion von Gebäudekomponenten bedeutet, dass eine steigende Anzahl von Komponenten außerhalb der Baustelle hergestellt werden kann. Modulare und vorgefertigte Konstruktionen können die Zeit des Bauprojekts verkürzen und seine Effizienz erhöhen, da die vorgefertigten Komponenten unter optimalen Produktionsbedingungen gebaut werden können und sich die Bauunternehmen nicht mit einschränkenden Faktoren wie Wetterbedingungen oder Tageslicht auf der Baustelle auseinandersetzen müssen.
    8. Nachhaltiges Bauen
      Ein für jeden offensichtlicher Trend ist die Art und Weise, wie sich die Entwicklung mehr und mehr in Richtung energieeffizienter, nachhaltiger Gebäude bewegt. Es gibt eine Reihe von Zertifizierungen für nachhaltiges Bauen mit unterschiedlichen Schwerpunkten, wie LEED, BREEAM und GreenBuilding, und die Digitalisierung kann dazu beitragen, nachhaltiges Bauen zu erleichtern. Umweltberechnungswerkzeuge können Lebenszyklusanalysen von Gebäuden erstellen, die Umweltauswirkungen verschiedener Gebäude berechnen und dabei helfen, festzustellen, wie Unternehmen ihre Emissionen durch eine Überarbeitung ihrer Materialauswahl oder Produktionsmethoden reduzieren können.

      MagiCAD Hersteller Services unterstützen TGA-Hersteller aktiv dabei, die steigenden Anforderungen an die Nachhaltigkeit zu erfüllen. Da bei der TGA-Planung die Beurteilung der Umweltauswirkungen immer wichtiger wird, ist die Integration umfassender Umweltdaten für TGA-Komponenten besonders wichtig. Daher erweitern wir MagiCAD Cloud, indem wir umweltbezogene Produktdaten zusammen mit geometrischen

    9. VR/AR/MR
      Der Einsatz von Virtueller Realität (VR) in Bauprojekten wird immer gebräuchlicher. So kann man heutzutage beispielsweise einen VR-Rundgang durch das virtuelle Gebäude machen und sich anschauen, wie es nach der Fertigstellung des Baus aussehen wird. VR trägt dazu bei, allen Beteiligten – Bauherren, Entscheidungsträgern und Bewohnern – ein besseres Verständnis für das Projekt zu vermitteln. Diese Technologie wird eine starke Erweiterung erfahren, und die Funktion wird in Mobiltelefone eingebaut werden. Anstatt eine große VR-Brille aufzusetzen, braucht man dann nur noch sein Handy hochzuhalten.

      Erweiterte Realität (AR) bedeutet das Hinzufügen von digitalen Informationen zur realen Welt um uns herum. Im Bauwesen findet AR zahlreiche Anwendungen. Die AR-Technologie kann beispielsweise zur Veranschaulichung von Installationen in bestehenden Gebäuden verwendet werden, etwa wie ein Rohr durch ein Dach oder eine Wand verläuft.

      Gemischte Realität (MR) stellt eine Kombination aus VR und AR dar. Dies bedeutet, dass das fragliche virtuelle Objekt so gut in der Realität verankert ist, dass es – wie ein Hologramm – Teil der realen Welt zu sein scheint. Mit Hilfe dieser Technologie kann ein Bauherr auf sein Grundstück gehen, seine Brille aufsetzen und sein noch nicht errichtetes Gebäude in voller Größe anschauen. Man kann sehen, wie es aussehen wird, wenn man ein paar Optimierungen vornimmt. Man kann sogar in das Haus hineingehen und es erleben, bevor es gebaut wird, die Aussicht aus verschiedenen Fenstern sehen, prüfen, wie sich die Verschiebung einer Wand auf das Raumgefühl auswirkt, oder sich einen Querschnitt der Wand ansehen. Diese Technologie wird auch für die Installationsbranche von Bedeutung sein.

Effiziente Datenübertragung

„Gebäudeinformationsmodellierung (BIM) hat als Methodik natürlich viele unterschiedliche Auswirkungen auf das Bauwesen, aber letztendlich läuft meiner Meinung alles darauf hinaus, dass jede der verschiedenen Projektparteien in einem Bauprojekt in die Lage versetzt wird, auf alle Daten, die sie in jeder Phase des Projekts benötigt, zuzugreifen und sie zu nutzen, ohne dass es zu unnötigen Überschneidungen kommt und Zeit für sich wiederholende Arbeiten aufgewendet wird. Dies erfordert natürlich einen effizienten Datentransfer zwischen den Projektpartnern in einem Format, auf das jeder von ihnen von Phase zu Phase zugreifen und wovon er Gebrauch machen kann.“

Jan Behrens, Leiter der Projektunterstützung bei Lindab