Building Information Modeling | Was ist BIM?
Building Information Modeling (BIM) ist eine hochentwickelte Methode im Bauwesen, die digitale Darstellungen der physischen und funktionalen Eigenschaften eines Gebäudes verwendet. Als umfassendes Konzept und Softwareunterstützung ermöglicht BIM Architekten, Ingenieuren und Bauunternehmern die modellbasierte Erstellung und Verwaltung von Gebäudeinformationen.
BIM geht über die traditionellen 2D-Planungsmethoden hinaus und stellt Gebäude in 3D dar, ergänzt durch zusätzliche Dimensionen wie Zeit (4D), Kosten (5D), Umweltaspekte (6D) und Facility Management (7D). Kern von BIM ist ein zentrales digitales Modell, das als interaktive Datenbank für das gesamte Bauprojekt dient und damit die Grundlage für Entscheidungen während des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes bildet.
Die Ursprünge von BIM lassen sich auf die Entwicklung computergestützter Entwurfstechnologien (CAD) zurückführen, die bereits in den 1960er und 1970er Jahren begann. Im Laufe der Zeit haben sich diese Technologien weiterentwickelt und zu integrierten Ansätzen geführt, die heute unter dem Begriff BIM zusammengefasst werden.
Die Anwendung von BIM ist mittlerweile weltweit verbreitet und wird von Regierungen und Industrie gleichermaßen gefördert, da sie das Potenzial hat, die Genauigkeit zu verbessern, Kosten einzusparen und die Bauausführung effizienter zu gestalten. Immer mehr Projekte, insbesondere Großprojekte, erfordern heute den Einsatz von BIM-Technologien.
Die Kerndisziplinen von BIM: Planen, Bauen und Betreiben
BIM ist eine transformative Methode, die die Kerndisziplinen des Bauens - Planen, Bauen und Betreiben - revolutioniert und integriert. Der Einsatz von BIM fördert eine engere und koordinierte Zusammenarbeit zwischen den Projektbeteiligten und ermöglicht eine durchgängige Dokumentation und Analyse über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes.
Planen
Die digitale Planung umfasst die Erstellung detaillierter, reichhaltiger und funktionaler virtueller Modelle eines geplanten Bauwerks. Diese Modelle dienen als Grundlage für alle zukünftigen Entscheidungen und Ausführungen und helfen, Planungsfehler zu minimieren sowie Zeitpläne und Kostenschätzungen zu optimieren. Der Einsatz von BIM im Planungsprozess ermöglicht eine verbesserte Zusammenarbeit zwischen den Fachplanern, die jeweils ihre spezifischen Informationen und Anforderungen in das BIM-Modell einbringen und so zu einer umfassenden Planungsdokumentation beitragen.
Bauen
Während der Bauausführung ermöglicht BIM eine präzise Umsetzung der Planung. Dies beginnt bereits bei der virtuellen Konstruktion, wodurch potenzielle Konflikte und Qualitätsmängel erkannt und behoben werden können, bevor sie physisch entstehen. BIM unterstützt die Bauindustrie nicht nur bei der Vermeidung von Kollisionen und Fehlern, sondern optimiert auch Materialbestellungen und -lieferungen, Arbeitsabläufe auf der Baustelle und die Koordination verschiedener Gewerke.
Betrieb
Nach Fertigstellung des Bauwerks ist BIM eine wesentliche Komponente für das Facility Management. Die im BIM-Modell enthaltenen Daten können für die Instandhaltung, den Betrieb und das Flächenmanagement weiterverwendet werden. Sie ermöglichen eine vorausschauende Instandhaltung, verbessern die Energieeffizienz und unterstützen die Nachhaltigkeit des Gebäudes durch detaillierte Informationen über die verbauten Materialien und deren Lebenszyklen.
Mit dem "Stufenplan Digitales Planen und Bauen" des BMVI wird in Deutschland die Einführung und Anwendung von BIM-Technologien in den Bereichen Planen, Bauen und Betreiben aktiv vorangetrieben, um die Digitalisierung der Bau- und Immobilienwirtschaft zu unterstützen und die internationale Wettbewerbsfähigkeit zu stärken.
Die Dimensionen von BIM: Von 3D zu 7D
Die Entwicklung des Building Information Modeling (BIM) hat die traditionelle 2D-Planung weit hinter sich gelassen und bietet nun eine mehrdimensionale Darstellung des Bauprozesses. Diese Dimensionen bereichern das digitale Modell um wichtige Aspekte, die über die räumliche Darstellung hinausgehen.
3D - Dreidimensionale Modellierung
Die dreidimensionale Modellierung ist die Grundlage von BIM. Sie liefert ein visuelles und volumetrisches Abbild des Gebäudes und ermöglicht die exakte Darstellung und Analyse von Formen, Räumen und Materialien. Ein 3D-BIM-Modell bietet eine wesentlich präzisere Grundlage für Planung und Ausführung als herkömmliche 2D-Zeichnungen.
4D - Zeitmanagement
Die vierte Dimension, die Zeit, erweitert das Modell um die Zeitachse und ermöglicht ein effektives Terminmanagement. Mit 4D-BIM können Bauprojektmanager den Fortschritt überwachen und Änderungen im Zeitplan vorhersehen, wodurch Verzögerungen minimiert und Ressourcen besser geplant werden können.
5D - Kostenmanagement
Im fünfdimensionalen BIM sind die Kosten verknüpft. Kostenschätzungen können direkt aus dem Modell abgeleitet werden und aktualisieren sich bei Änderungen automatisch. So entsteht eine transparente Kostenkontrolle, die zu einer genaueren Budgetierung und zu kostenbewusstem Bauen führt.
6D - Nachhaltigkeit & Energieeffizienz
Die sechste Ebene von BIM ist die Nachhaltigkeits- und Energieeffizienzanalyse. Hier werden Daten zu Energieverbrauch, ökologischem Fußabdruck und Lebenszykluskosten integriert, die Planern, Bauunternehmen und Eigentümern helfen, nachhaltige Entscheidungen zu treffen und Vorschriften zur Energieeffizienz einzuhalten.
7D - Gebäudemanagement
Die siebte und letzte Dimension erweitert das Modell um Informationen für das Facility Management. Diese erweiterte Nutzung des Modells umfasst die Verwaltung und Instandhaltung des Gebäudes nach seiner Fertigstellung. Dazu gehören Betriebsanleitungen, Wartungsinformationen und Austauschpläne, die das Gebäudemanagement effizienter und effektiver machen.
Die BIM-Dimensionen von 3D zu 7D repräsentieren nicht nur die Entwicklung des Bauprozesses hin zu einem umfassenden Lebenszyklusansatz, sondern sind auch ein Aufruf zur Integration interdisziplinärer Teams und Daten für eine vorausschauende, nachhaltige und effiziente Gebäudeerstellung und -verwaltung.
Zukunft und Trends von BIM
Die Zukunft von Building Information Modeling (BIM) ist geprägt von einer stetigen Weiterentwicklung und Integration in alle Bereiche der Planung, Ausführung und des Betriebs von Bauwerken. Der verstärkte Einsatz von BIM signalisiert eine grundlegende Veränderung des gesamten Bauprozesses und stellt einen Paradigmenwechsel hin zu einer lebenszyklusorientierten und integralen Planung dar.
Digitale Transformation und integrales Planen
Die Digitalisierung treibt den prozessualen Wandel in der Planung und Nutzung von Gebäuden voran. Sie macht eine integrale Planung ohne den konsequenten Einsatz von BIM nahezu undenkbar. BIM fördert das ganzheitliche Verständnis des Lebenszyklus eines Gebäudes und unterstreicht damit die zunehmende Bedeutung der frühen Planungsphasen im Hinblick auf die Betriebs- und Instandhaltungsphasen.
Gesetzgebung und internationale Normen
Internationale Richtlinien und gesetzliche Rahmenbedingungen - wie die Richtlinien der Europäischen Union, die den Einsatz von BIM bei öffentlich finanzierten Bau- und Infrastrukturprojekten fördern - beeinflussen die weitere Verbreitung von BIM. Länder wie die Niederlande, Großbritannien und Norwegen schreiben bereits die verpflichtende Anwendung von BIM bei öffentlich finanzierten Projekten vor und tragen damit zur Standardisierung in der Branche bei.
Bildung als Wettbewerbsvorteil
Technologischer Wandel und Innovationsbereitschaft schaffen entscheidende Wettbewerbsvorteile. Wer das Methodenwissen rund um BIM zu nutzen weiß, kann sowohl bei Großprojekten als auch bei kleinen und mittleren Projekten effizient und kostensparend agieren. Schulungen und Weiterbildungsmaßnahmen erhöhen die Kompetenz und damit die Chance, auch von kleineren Büros an Großprojekten beteiligt zu werden.
Auswirkungen auf den Bestand
BIM eignet sich nicht nur für Neubauprojekte, sondern zunehmend auch für das Bauen im Bestand. Durch die Erstellung von Bestandsmodellen und deren Überlagerung mit BIM-Modellen kann der Bestand exakt erfasst und in die weitere Planung integriert werden.
Technologische Entwicklungen
Neue Technologien wie Künstliche Intelligenz (KI) und Virtuelle bzw. Erweiterte Realität (VR/AR) stehen im Zusammenhang mit BIM am Horizont der Baubranche. Ihre Integration kann zu noch genaueren Simulationen, verbesserten Arbeitsabläufen und einer weiteren Automatisierung des Planungs- und Bauprozesses führen.
Insgesamt hat BIM das Potenzial, die Baubranche nachhaltig zu verändern, indem es die Grundlage für mehr Transparenz, Effizienz und Zusammenarbeit über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks schafft. Es ist zu erwarten, dass BIM in wenigen Jahren weltweit zu einem festen Bestandteil des Fachwissens in der Baubranche werden wird.
BIM-Normungsroadmap
Die BIM-Normungsroadmap für Deutschland, die vom Deutschen Institut für Normung (DIN) in Zusammenarbeit mit verschiedenen Fachorganisationen wie dem Verein Deutscher Ingenieure (VDI), buildingSMART Deutschland und BIM Deutschland erarbeitet wurde, gibt die strategische Ausrichtung der Normung und Standardisierung im Bereich BIM vor. Die im Jahr 2021 veröffentlichte und vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) geförderte Roadmap bindet Expertise aus verschiedenen Branchen ein, um praxisnahe Vorschläge für die Anwendung von BIM zu liefern.
Die Roadmap definiert konkrete Handlungsempfehlungen und Voraussetzungen für eine breitere Anwendung von BIM in der Praxis. Im Mittelpunkt steht dabei die Notwendigkeit, sowohl internationale Normen wie die DIN EN ISO 19650-Reihe als auch nationale Richtlinien wie die VDI 2552-Reihe zu berücksichtigen und in Einklang zu bringen.
Die Roadmap unterstützt die Umsetzung des "Stufenplans Digitales Planen und Bauen" der Bundesregierung, der die Einführung moderner IT-gestützter Prozesse und Technologien für das Planen, Bauen und Betreiben von Bauwerken vorantreiben soll. Dieser Stufenplan sieht vor, dass BIM ab 2020 bei allen neu zu planenden Infrastrukturprojekten des Bundes verpflichtend eingesetzt wird, was die Roadmap in ihren Empfehlungen und Vorgehensweisen widerspiegelt.
Neben der Schaffung von Normen und Standards engagiert sich BIM Deutschland aktiv in der Förderung von Informations-, Beratungs- und Vernetzungsangeboten, um nicht nur Transparenz und Effizienz zu steigern, sondern auch das digitale Bauen in der Praxis substanziell voranzubringen.
Mit diesen Initiativen fördert Deutschland aktiv die Weiterentwicklung und Standardisierung von BIM, um eine effiziente, kostengünstige und transparente Umsetzung in der Verkehrsinfrastruktur und darüber hinaus zu gewährleisten. Mit zukünftigen Erweiterungen der Roadmap und der fortschreitenden digitalen Transformation der Bauwirtschaft wird Deutschland seine führende Position bei der Digitalisierung des Bauens weiter ausbauen.
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