BIM-Einführung in Deutschland

Die Definition des Stufenplans „Digitales Planen und Bauen“ des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) definiert BIM als eine kooperative Arbeitsmethodik. Mit ihr werden auf Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Informationen und Daten konsistent erfasst, verwaltet und über transparente Kommunikationsprozesse zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung übergeben. Hierfür sind zunächst die rechtlichen und technischen Rahmenbedingungen zu klären.

Vorüberlegungen

Die Einführung von BIM wird aktuell in Deutschland umgesetzt. Das BMVI wird BIM ab 2020 bei neuen Verkehrsinfrastrukturprojekten des Bundes anwenden. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit schreibt seit Februar 2017 für Projekte oberhalb von 5 Mio. € eine Prüfung des BIM-Einsatzes für zivile Neu-, Um- und Erweiterungsbauvorhaben des Bundes vor. Dementsprechend werden zurzeit verschiedene Pilotprojekte durchgeführt. Die dabei gesammelten Erfahrungen sollen die notwendigen Maßnahmen für eine einheitliche Implementierung von BIM identifizieren.

Es zeigte sich, dass für die Praxis insbesondere homogene Richtlinien zum Einsatz von BIM und die Verfügbarkeit von Vorlagen und Standards zum Datenaustausch essentiell sind. Einerseits sind in der Ausschreibung von Planungs- und Bauleistungen relevante Informationsanforderungen an die digitalen Bauwerksmodelle zu definieren – die Zusammenarbeit zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer wird anschließend im BIM-Projektabwicklungsplan festgelegt und kontinuierlich fortgeschrieben. Andererseits ist die Übergabe von aufbereiteten Informationen für die Betriebsphase aufzuschlüsseln. In jüngster Zeit haben unterschiedliche Akteure eine Vielzahl von Definitionen, Vorlagen und Vorgehensweisen veröffentlicht. Dies erschwert ein einheitliches Etablieren von BIM im Markt.

BIM-Standards

Integrierte Prozesse sowie der freie Austausch von Waren und Dienstleistungen benötigen Standards, um reibungslos funk­tio­nie­ren zu können. Diese werden in den Aktivitäten der International Organization for Standardization (ISO), Spiegelungen beim European Committee for Standardization (CEN) und beim Deutschen Institut für Normung (DIN), beim Verein Deutscher Ingenieure e.V. (VDI) und bei „buildingSMART“ (bS) entwickelt. Auf internationaler Ebene regelt die DIN EN ISO 19650-1/2 die „Organisation von Daten zu Bauwerken“. Sie adressiert den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes – also Planung, Konstruktion, Betrieb, Wartung, Instandhaltung, Sanierung und Abriss.

Teil 1 der Norm unterscheidet zwischen einem Projektinformationsmodell (PIM = Project Information Model) und einem Betreiberinformationsmodell (AIM = Asset Information Model). Ersteres unterstützt die Planung und Ausführung von Bauwerken; AIM ist Grundlage für das Facility Management. Die jeweiligen Informationsmodelle umfassen dabei eine Vielzahl von verknüpften Ressourcen wie Bauwerksmodelle, Berichte, Spezifikationen und Produktdaten. Zu ihrem Aufbau sind jeweils strategische, organisatorische und vertragliche Kriterien zu definieren. Die Informationsanforderungen müssen für jeden Auftragnehmer im Detail beschrieben, vertraglich festgehalten und geprüft werden. Der BIM-Abwicklungsplan legt dann fest, wie die einzelnen Informationen geliefert werden. Auch der Übergang vom PIM zum AIM ist genau zu beschreiben und schon während der Projektplanung zu spezifizieren. Den Zusammenhang zwischen den einzelnen Anforderungen und Modellen stellt Bild 4 dar.

Entgegen einer häufig verbreiteten Annahme arbeiten nicht alle Beteiligten gleichzeitig an dem zentralen Modell des Architekten. Vielmehr gibt es einzelne Fach- oder Teilmodelle, die wiederum mit verschiedenen Dokumenten oder Daten verknüpft sein können. Zum Austausch wird daher das Prinzip des Datencontainers verwendet. Das heißt, wesentliche auszutauschende Informationen – z.B. ein Bauwerksmodell mit verknüpften Dokumenten – werden gemeinsam gespeichert und übergeben. Die einzelnen Informationen werden in einer einheitlichen Datenumgebung zusammengeführt. Hierbei muss eine Prüfung der einzelnen Container hinsichtlich ihrer Konsistenz und fachlichen Korrektheit erfolgen, bevor diese in das Gebäudemodell übernommen werden. Die dazugehörigen Prozesse sind vertraglich zu definieren. Etabliert hat sich hier ein Ablauf für das Einpflegen, Prüfen, Freigeben und Archivieren von Informationen gemäß Bild 5.

Für die jeweilige Aufgabe, die durch digitale Modelle unterstützt werden soll, sind detaillierte Informationstiefen festzulegen. Sie beschreiben, welche Modellelemente in welcher geometrischen Genauigkeit zu definieren sind und welche zusätzlichen Informationen verknüpft werden sollen – beispielsweise Material­eigenschaften, Prüfdokumente oder Kosten. Beim Klären des sogenannten Fertigstellungsgrads des Modells muss beachtet werden, dass nur die Geometrien und Informationen aufgezeigt werden sollten, die später wirklich benötigt werden, so dass die Modelle beherrschbar sind.

Der zweite Teil der DIN EN ISO 19650 beschreibt die einzelnen Prozesse des Informationsmanagements mit BIM. Es werden detaillierte Rollen, Aufgaben und Übergabepunkte bestimmt. Auf dieser Basis können für ein Bauprojekt relevante Prozesse ermittelt und gegebenenfalls angepasst werden, denn für ein erfolgreiches Bauprojekt sind die vielfältigen Informationsprozesse im Griff zu behalten.

Aufbauend auf den internationalen Arbeiten werden beim VDI ergänzende Richtlinien für den deutschen Markt entwickelt. Folgende Projekte wurden sowohl für den Hochbau als auch den Infrastrukturbau im Rahmen der VDI 2552 für BIM initiiert:

Die erste Richtlinie, VDI 2552 Blatt 3, wurde im Januar 2017 mit der Bitte um Kommentierung veröffentlicht. Sie befasst sich mit dem Anwenden von Bauwerksinformationsmodellen zum Abgleich von Leistungsmengen und Controlling-Strukturen für die Kostenermittlung, Terminplanung, Ausschreibung und Vergabe, Ausführung und Abrechnung. Dabei werden sämtliche Projektphasen von der Entwicklung bis zur Fertigstellung berücksichtigt. Darüber hinaus thematisiert die VDI 3805 den Produktdatenaustausch in der Technischen Gebäudeausrüstung, die VDI 6201 die softwaregestützte Tragwerksberechnung.

Fazit und Ausblick

Politischer Wille ist, Deutschland näher an die Vorreiter des digitalen Planens und Bauens (wie Großbritannien und die Skandinavischen Länder) heranzuführen. Von daher dürfte der Punkt „Standardisierung und Richtlinien für die Umsetzung von BIM“ noch einige Jahre gegenwärtig bleiben. In 2018 werden die meisten Arbeiten abgeschlossen sein, wichtige Standards und Richtlinien dürften bis 2020 bereit stehen. Es handelt sich jedoch um einen sehr dynamischen Prozess. Viele Möglichkeiten der Digitalisierung sind darin noch nicht angedacht. Es werden also weitere Aktivitäten nötig sein, damit im Baubereich zukünftig alles ähnlich funktionieren kann, wie das beim Nutzen mobiler Endgeräte wie Smartphones – aufgrund hoher Standardisierung – schon möglich ist. Die Mehrheit der Architekten und Bauunternehmer ist bereits jetzt überzeugt, dass sich BIM in den nächsten zehn Jahren auch bei nicht öffentlichen Bauvorhaben als Standard etablieren wird. Dies fand das Marktforschungsinstitut „BauInfoConsult“ jüngst in einer Umfrage heraus.