BuildingInformationModeling GrundlagenundBegriffe ... · mit nicht primär, ein BIM-fähiges CAD-System zu installieren, dreidi-mensional(3D)zumodellierenund ... wert. In den kommenden

Energie | Automation | Gebäudetechnik

Extra 7/2015 Elektrotechnik ET/HK-Gebäudetechnik82

Der Begriff Building Information Modeling (BIM) ist in der Bedeutungmit der Gebäudedatenmodellierung gleich-

zusetzen.Damit beschreibt man eine Methode der optimierten Zusammenarbeit im Bereich der Planung, Ausfüh-

rung und Bewirtschaftung von Gebäudenmithilfe von Software.Dabei werden alle relevanten Gebäudedaten

digital erfasst, kombiniert und vernetzt.Nun kann neben dem realen Objekt auch das Datenmodell als Projekt

betrachtet und optimiert werden.Das digitale Planen, Bauen und Bewirtschaften steht am Anfang und stellt die

Bauwirtschaft vor grosse Herausforderungen. Es bestehen jedoch keine Zweifel, dass sich die Gebäudedaten-

modellierung in der Schweiz zunehmend verbreiten wird.

eue Technologien haben dieArbeits- und Wirkungsweisen

seit Menschengedenken verändert.Wenn neue digitale Werkzeugeintegriert werden, müssen die be-stehenden Prozesse, Methoden undder Austausch von Informationenunter den Planungspartnern über-dacht werden. Eine systematischeStruktur im Prozess (Planung, Bau-

N

Intelligente Vernetzung undZusammenarbeit

Building Information Modeling: Grundlagen und Begriffe

en und Bewirtschaften) wird unab-dingbar. Um die neuen Werkzeugeund deren Mehrwert zu nutzen,muss der Informationsaustauschangepasst werden. Das Einführenvon neuen Methoden bedeutet da-mit nicht primär, ein BIM-fähigesCAD-System zu installieren, dreidi-mensional (3D) zu modellieren undeine gute Informatiklösung zu ad-

aptieren. Die neu geschaffenenStrukturen und Methoden ergebenden Mehrwert, ein optimiertes Pro-jekt aufgrund der formuliertenZiele des Auftraggebers zu realisie-ren und zu betreiben. Die so erhal-tenen Synergien müssen über dieinterdisziplinäre Zusammenarbeitunter allen Projektbeteiligten ge-nutzt werden. Dabei steht in erster

Die Vernetzung der bisanhin isolierten Teil-bereiche bietet mehrTransparenz, Effizienzund eine ganzheitlicheProjektkontrolle.


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Linie der Austausch von Informa-tionen in der richtigen Qualitätzum richtigen Zeitpunkt im Fokus.Das Arbeiten an einer Vielzahl vongrossen, kleinen und komplexenProjekten in den unterschiedlichs-ten Konstellationen gestaltet dieseAufgabe nicht ganz einfach.

Das Umfeld

In der Europäischen Union wird BIMdurch eine Taskforce angetrieben,während in Grossbritannien, denNiederlanden oder in Skandinaviendies bereits staatlich und damit perGesetz verordnet ist. In der Schweizrückt damit die Thematik BIM zu-nehmend in den Fokus der Bau-und Immobilienbranche. Bevor eineImmobilie gebaut oder saniertwird, soll diese virtuell konstruiertund optimiert werden. Dabei kanndie Optimierung in Bezug auf dengesamten Lebenszyklus erfolgen –angefangen beim Primär-, Grau-und Mobilitäts-Energiebedarf, überdie Baulogistik bis hin zu Nutzung,Betrieb, Unterhalt und Rückbau.Durch den zunehmenden Einsatzvon dynamischen Simulationenlassen sich Entscheidungen vielschneller, effizienter und basierendauf den relevanten Informationentreffen. Die Wertschöpfung ist nachBauvollendung nicht abgeschlos-sen, die digitalen Elemente und de-ren Informationen können im Be-trieb weiterverwendet und die«realen» Erfahrungen im nächsten«virtuellen» Projekt berücksichtigtwerden.

Die Adaption der BIM-Methodeauf den Schweizer Bau- und Pla-nungssektor ist in den letzten Jah-ren nur schleppend vorangekom-men. Neben steigenden Anforde-rungen an Energieeffizienz, CO2-Re-duktion und Nachhaltigkeit wirddie Zusammenarbeit von allen Be-teiligten durch immer grössere Pla-nungsteams und mehr Spezialistenzunehmend komplexer. Konventio-nelle Methoden stossen an ihreGrenzen: Ineffizienzen in der Zu-sammenarbeit, lange Planungs-und Bauzeiten sowie Qualitäts-mängel sind die Konsequenzen.BIM ist eine Methode, die Komple-xität in den Planungs-, Bau- und

Bewirtschaftungsprozessen zu re-duzieren und damit in den Griff zubekommen. Dies allein löst die Pro-bleme nicht abschliessend – es gehtummehr. Oft ist eine Vielzahl an In-formationen verfügbar und nur einTeil davon wird wirklich benötigt.Die Reduktion der Informationsflutbildet die Grundlage für Optimie-rungen; Standardisierung ist dieGrundlage für die integrative Zu-sammenarbeit und Modularisie-rung die Grundlage der industriel-len Fertigung. Neben der Vorfab-rikation stehen neue Technologien

wie 3D-Druck von Elementen undLaserscanning oder Laserprojektionin den Startlöchern. Diese werdenbereits heute adaptiert und stei-gern die Wertschöpfung im Pla-nungs- und Bauprozess. Diesschafft eine solide Basis für dieÜbernahme der Daten in den Be-trieb.

Durch die föderalistische Kulturder Schweiz werden Veränderun-gen generell kritisch geprüft, bevordiese angewendet werden. Im Ver-gleich zu zentralistisch geführtenLändern führt dies in der Schweizzu einer zeitlichen Verzögerung ei-ner flächendeckenden Anwendung.Punktuell und immer mehr werdenbereits heute BIM-Methoden einge-setzt, um das Potenzial der Optimie-rung zu erschliessen. Die gewonne-nen Erfahrungen sind wertvoll undbringen den Akteuren einen Mehr-wert. In den kommenden Jahrenwird diese Methode einen festenStellenwert in unserer Planungs-

und Baukultur einnehmen und dasWesen der Branche wesentlich ver-ändern. Geschäftsmodelle, die aufIntransparenz aufbauen und damitder Optimierung des Workflows imWege stehen, werden im positivenSinne in eine bessere Kultur über-führt.

Der Schweizerische Ingenieur-und Architektenverein (SIA) hat ei-ne Kommission mit der Erarbeitungeines Merkblattes beauftragt. Diesearbeitet seit Januar 2014 an der klä-renden Grundlage für den Umgangund die Begriffe rund um BIM für

die Schweizer Baukultur. Das Merk-blatt 2051 wird nach einer intensi-ven Bearbeitung von rund zwei Jah-ren voraussichtlich Ende Jahr in dieVernehmlassung gehen und damitden Weg für weitere wichtige Defi-nitionen freimachen.

Was will manmit BIM erreichen?

Das übergeordnete Ziel muss im-mer sein, die beste Lösung für dasProjekt zu finden. Alle Projekte ha-ben Alleinstellungsmerkmale undstarten meist mit einer einmaligenUmgebung – ein einmaliges Teamarbeitet an der Planung. Der Auf-bau der Projektorganisation spieltdabei eine zentrale Rolle. Im Ideal-fall werden die entsprechendenProjektziele und damit die gemein-samen Motivationen bereits in denVerträgen berücksichtigt und ent-sprechend abgebildet. Interessens-gegensätze sind insbesondere beider Vertragsbildung zu vermeidenund die Anzahl Projektpartner (Sta-

Grundregel der digitalen Zusammenarbeit.

Spezialisten S | SP

HLK Elektro

natives

MEP (HLKSE)Modell

Spezialisiten Werkleitung

Tragwerk Erdbeben

natives

TragwerkModell

#1 Quality Gate

MEP Architektur

TragwerkSepzialisten

Integrated Concurrent

ICE SessionEngineering

datenbankbasiertes

Raumbuch

z.B. dRofus

Grundlagen

Grundlagen

SpezialistenTermine, Kosten etc.

Fassade

ArchitektAkustik &

Bauphysik

natives

ArchitekturModell

Planung und AusführungAuftraggeber l Mieter

Grundausbau

• Raumprogramm (Flächen, Volumen)• Anforderungen, Bestellungen• Mobiliar- und Betriebseinrichtungen

(FF&E)

Mieterausbau

• Raumprogramm (Flächen, Volumen)• Anforderungen, Bestellungen• Mobiliar- und Betriebseinrichtungen

(FF&E)

Vorgaben Auftraggeber l Mieter Planungsteam BIM Koordination Kontrolling- und Bauprozess Betrieb

Quality Loop

Quality Loop

Quality Loop

Model Checking

BIM WORKFLOW



#2 Quality Gate

aggregiertes

Master Modell

Zusammenarbeit

IFC-/

COBie-Export

#3 Quality Gate

Planung und Ausführung Auftraggeber l Mieter l Betreiber

• Mengenermittlung nach Qualität undDisziplin

• Ausführungsunterlagen (Grundrisse,Details, Schnitte etc.)

• Modell vorbereitet für die Fertigung• Konzept- und Prinzipschemas• Berechnungen (Auslegungen),

Simulationen• Bauwerksdokumentation• Visualisierungen, Renderings

• Model Audits (ModelChecking)• Kollisionskontrolle (Clash Detection)• Nachweis der Arbeitsleistung (perfor-

mance metrics)• modellbasierte Terminplanung

(4D Simulation)• Qualitätskontrolle (Soll-/Ist-Vergleich

der Anforderungen) mit Raumbuch





• Übernahme der Daten für den Betrieb• Model auf der Baustelle (BIM to Field)• Mängelmanagement• Aufbereitung der Daten für den Betrieb

(as build)





Vorgaben Auftraggeber l Mieter Planungsteam BIM Koordination Kontrolling- und Bauprozess Betrieb

native Export overxlsx, csv, gbXML, pdf etc.




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keholder) auf ein Minimum zu re-duzieren. Damit können die Schnitt-stellen minimiert und die Prozesseoptimiert werden. Komplexe Pro-jektorganisationen verwässern dieInformations- und Entscheidungs-wege und generieren Aufwandohne wesentlichen Nutzen. Die un-terschiedlichen Vertragsmodellesind auch mit BIM möglich (Gene-ral- oder Totalunternehmervertrag,Einzelverträge oder das General-planermodell). Vor dem Projekt-start muss die Zusammenarbeitund damit die Schnittstellen spezi-

fisch geregelt werden. Der entspre-chende BIM-Projektabwicklungs-plan stellt sicher, dass alle Projekt-beteiligten ihr Wissen und Know-how gewinnbringend und zielge-richtet dem Projekt zur Verfügungstellen. Das effiziente Weitergebenvon Informationen unterschied-lichster Art (geometrische oder pa-rametrische Informationen) imSinne der Projektziele steht damitim Vordergrund. Die Datenmodellesind dabei so aufzubauen, dass dieZiele über die gesamte Wertschöp-fungskette – von der Anforderungdes Bauherrn über die Planungund Ausführung bis in den Betriebresp. Rückbau – effizient verarbei-tet werden können. Um möglichsteffizient zu arbeiten und einenMehrwert zu generieren, benötigtman daher einen optimalen, digi-talen Workflow wenn immer mög-

lich ohne Unterbruch. Dies bedingt,dass man die heutigen, konventio-nellen Arbeitsweisen und die Artder Dokumentation überdenktund neue Wege geht.

Arten und Formen von BIM

Im Grundsatz gibt es unterschiedli-che Begriffe und Definitionen vonBIM. Es ist zentral, diese zu verste-hen und im Rahmen der Projektzie-le richtig einordnen zu können. Esgibt zwei verschiedene Hauptarten,welche unterschiedliche Ausprä-gungen beschreiben. Es wird zwi-

schen einer «little bim» und einer«BIG BIM»-Lösung differenziert. DieBezeichnungen «little» oder «BIG»geben dabei eine Aussage zur Artdes Datenflusses (Workflow): Bei«little bim» werden die Informa-tionen konventionell über 2D-Pläneund entsprechende Dokumente un-tereinander ausgetauscht. Der In-formationsempfänger erstellt einentsprechendes Modell für die in-terne Weiterbearbeitung und über-gibt seine Informationen wiederkonventionell an seine Partner. Die-se Art hat einen Unterbruch des In-formationsflusses zur Folge und istmeist nicht die gewünschte, opti-male Zusammenarbeit. Sie ist alsZwischenschritt auf dem Weg zurdigitalen Zusammenarbeit zu ver-stehen, sie fördert und optimiertden internen Workflow. Bei «BIGBIM» werden die Informationen so

ausgetauscht, dass diese beimEmpfänger ohne wesentlichen Auf-wand weiterverarbeitet werdenkönnen. Dabei können native oderoffene Datenformate eingesetztwerden.

Die Begriffe «closed BIM» oder«open BIM» beschreiben dagegendie Art der Softwarelösung: «clo-sed» charakterisiert eine isolierteLösung mit der Software von einemHersteller; «open» die Verwendungvon verschiedenen Softwarepake-ten, die untereinander mit offenenDatenformaten verbunden werdenkönnen.

Werkzeuge undZusammenarbeitsformen

Für die Umsetzung der Methodewird BIM-fähige Software benötigt,die objektbasiertes Modellieren zu-lässt und/oder den Import relevan-ter Gebäudedaten (geometrischeund Meta-Informationen) für denWeitergebrauch ermöglicht (Ana-lyse- oder Kostenermittlung usw.).

Der Austausch geschieht jenach Anwendungstiefe in unter-schiedlicher Form: Vom Austausch(Import/Export) der einzelnen Ge-bäudemodelle ohne Interoperabi-lität der einzelnen Informatio-nen/Datensätze bis zum Zusam-menführen der verschiedenen Mo-delle aller Disziplinen zu einem in-tegrierten, zentral verwalteten Ge-bäudemodell auf einem Lokal- oderWebserver.

Der Austausch muss aufgrundunterschiedlicher Import- und Ex-portdefinitionen von verschiedenenSoftwaren «open BIM» zu Beginngeklärt und abgestimmt werden,damit durch Import und Export kei-ne relevanten Informationen verlo-ren gehen. Diesem Umstand kanndurch die Nutzung der gleichenSoftware(-familie) abgeholfen wer-den «closed BIM», was aber dazuführt, dass nicht unbedingt die bes-te Software für einen bestimmtenZweck eingesetzt wird.

Welche Chancen und Risikenbirgt die BIM-Methode?

Die BIM-Methode und damit dasdigitale Gebäudemodell, bestehendaus mehreren Fachmodellen, weist

Diese vier Begriffestehen stellver-tretend für vieleDefinitionen, die imZusammenhangmitder BIM-Methodeverwendet werden.

enormes Potenzial auf. Die integrale Zusammenarbeitverbessert sich durch diese Methode im Sinne der Projekt-ziele massiv. Dies bezieht sich nicht nur auf die technischeEbene, die sozialen und kommunikativen Ebenen sindebenso betroffen – Verständigungs- und Kommunikati-onsprobleme werden auf eine neue Ebene gehoben. DieZusammenarbeit und damit auch die heutigen Vertrags-formenmüssen überdacht werden.

Durch ein strukturiertes Projekthandbuch mit genau-en Zielsetzungen des BIM-Einsatzes profitiert jede Diszi-plin. Es führt zu Klarheit, Verständnis und Transparenz imgesamten Planungsprozess. Mit dieser Technologie sinktdas räumliche Koordinationsrisiko um ein Vielfaches. DieEffizienz in der Kommunikation der Projektbeteiligtensteigt erheblich. Es werden mögliche Probleme früher er-kannt und können zeitnah gelöst werden, ohne baulicheMassnahmen treffen zumüssen.

Die BIM-Methode muss immer spezifisch auf ein Pro-jekt adaptiert werden. Die Gefahr, den Planungsprozessineffizienter zu gestalten, steigt, wenn der Prozess nichtorganisiert und geführt wird. Die Abstraktion in frühenPlanungsphasen und damit eine zu starke Detaillierungnicht gesicherter Informationen ist zu vermeiden. Diesführt zu unnötigen Leistungs- und Honorardiskussionen.Was sich heute im Rahmen der Praxis eingeschlichen hat,muss in absehbarer Zeit revidiert und neu organisiertwerden.

Schlussfolgerungen

• Building Information Modeling ist eine Methode undkeine Software. Die Einführung, Umsetzung und Förde-rung vom BIM ist daher in erster Linie keine ICT Aufga-be, sondern eine Managementaufgabe und unterstütztden Planungsprozess positiv.

• Die BIM-Methode lässt sich auf Projekte unabhängigihres Projektvolumens anwenden. Sie ist in absehbarerZeit für alle Projektbeteiligten relevant.

• Die Anwendung der BIM-Methode bei der Umsetzungder Planungsleistung der Architekten und Ingenieureist keine Zusatzleistung, sondern ein Grundsatzent-scheid für eine bestimmte Planungsmethode;mit weit-reichenden Folgen.

• Die BIM-Methode kann umso effizienter eingesetzt-werden, je stärker gemeinsame Chancen und Risikendefiniert sind und je umfassender BIM in der Wert-schöpfungskette genutzt wird.

• Wer Nutzen aus den neuen Technologien ziehen will,muss dies aus der Sicht der Unternehmensführung tun.Es braucht Prozessinnovationen und eine entsprechen-de Unternehmensstruktur. ■

Autor Peter Scherer ist Bereichsleiter und Mitglied der

Geschäftsleitung von Amstein Walthert AG. Zudem ist er

seit Mai 2014 Präsident des Branchenverbandes Gebäu-

de Netzwerk Initiative GNI.

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