BIM im Bestand

Hintergrund und Ausgangslage

Unterschiedliche Beweggründe können Gebäudeeigentümer dazu veranlassen ihre Immobi­lien einer umfassenden baulichen, technischen und energetischen Sanierung zu unterziehen. Allen voran steht der Erhalt der Gebäude. Immobilien, die in den 1970ern und 1980ern errichtet wurden, fallen aufgrund ihres Baualters unter die Notwendigkeit einer umfassenden Sanierung. Ältere Gebäude sind aller Wahrscheinlichkeit nach bereits saniert worden.

Darüber hinaus spielen die Betriebskosten, insbesondere die Instandhaltungs- und Ener­gie­kos­ten, eine wesentliche Rolle. Wenn auch der Druck aufgrund der derzeit stagnierenden, teilweise sogar fallenden Energiekosten an dieser Stelle etwas abgenommen hat. Dass es sich dabei um eine dauerhafte Entwicklung handeln könnte, darf wohl bezweifelt werden.

Der Bund selbst, als großer Immobilieneigentümer, zieht seine Motivation zur umfassenden Sanierung neben dem Bauerhalt aus seinen Klimaschutzzielen. Dabei sollen die CO₂-Emissionen bis 2020 um 20 %, bis 2050 soll der Primärenergiebedarf von Gebäuden sogar um 80 % gesenkt werden. Da will und muss der Bund als gutes Beispiel vorangehen und die CO₂-Emissionen seiner Liegenschaften durch die Umsetzung ambitionierter Sanierungskonzepte nachhaltig senken. Es ist somit ein großer Sanierungsbedarf bei privaten und bei öffentlichen Liegenschaften zu erwarten.

Was hat das mit BIM zu tun?

Building Information Modeling (BIM) ist der nächste Schritt auf dem Weg zur Digitalisierung der Bauwirtschaft. Während das Entwerfen und Zeichnen in 3D heute bereits für die meisten Architekten, Tragwerksplaner und Haustechniker zum Standard gehört, ist der nächste Schritt hin zu BIM bereits vorgezeichnet. Hier ist nicht mehr die Frage, ob BIM flächendeckend kommt, sondern nur noch wann. Insbesondere in Skandinavien und Großbritannien ist das gemeinsame Entwerfen und Planen am dreidimensionalen Modell für die verschiedenen am Bau beteiligten Disziplinen eine verpflichtende Vorgabe.

Die Bundesregierung unterstützt diese Entwicklung in Deutschland mit ihrem im Dezember 2015 vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur veröffentlichten Stufenplan Digitales Planen und Bauen.

Während also davon ausgegangen werden kann, dass BIM im Neubau kurz- bis mittelfristig auch in Deutschland zum Standard wird, stellt sich die Frage, wie BIM auch im Bestand sinnvolle und lohnende Anwendung finden kann.

Sanierungskonzepte als Ausgangspunkt für BIM im Bestand

Vorausgesetzt werden die Notwendigkeit und der Wille des Eigentümers, eine umfassende bauliche und technische Sanierung durchzuführen. Wenn also die Frage nach dem „ob“ beantwortet ist, bleibt die Frage nach dem „wie“. Und hier stehen, neben ästhetischen und funktionalen Aspekten, vor allem die energetischen Aspekte einer Sanierung im Vordergrund.

Umfassende Sanierungen bedingen die Einhaltung der aktuellen gesetzlichen Anforderungen. So müssen im Falle der Sanierung von Gebäuden die Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV), des Erneuerbare-Energien-Wärmegesetzes (EEWärmeG) sowie ggf. darüber hinausgehender landesrechtlicher Vorgaben eingehalten werden. Weiterreichende Anforderungen hinsichtlich der energetischen Qualität des Gebäudes leiten sich u. U. aus dem Wunsch ab, Fördermittel der KfW in die Finanzierung einzubinden oder besondere Nachhaltigkeitsziele zu erreichen.

Die methodische und rechnerische Grundlage für den Nachweis, ob und inwieweit die Anforderungen eingehalten werden, bildet dabei die DIN V 18599. Für Nicht-Wohngebäude ist deren Anwendung 2009 verpflichtend eingeführt worden.

Um den energetischen Ist-Zustand und den angestrebten Soll-Zustand eines Gebäudes in der DIN V 18599 abzubilden, sind eine dezidierte Datenaufnahme und Dateneingaben in die entsprechenden Softwareprodukte erforderlich. Dies beginnt mit der Kubatur, den Gebäudeabmessungen sowie den Abmessungen der einzelnen Räume. Es muss die energetische Qualität der einzelnen (wärmeübertragenden) Bauteile ebenso erfasst werden wie die Nutzung der einzelnen Räume bzw. Zonen im Gebäude. Darüber hinaus ist es erforderlich, die haustechnischen Anlagen aufzunehmen und in der Software abzubilden.

Bei neueren Gebäuden wird diese Datenaufnahme einen überschaubaren Aufwand mit sich bringen, da die meisten Informationen bereits digital vorliegen. Allerdings müssen diese Gebäude üblicherweise noch nicht saniert werden.

Große Liegenschaften aus den 1960er, 1970er und 1980er Jahren stehen vor der Notwendigkeit einer umfänglichen Sanierung. Und wie sieht es dabei mit dem Datenbestand aus? Gibt es überhaupt noch Informationen, die den aktuellen baulichen Zustand des Gebäudes abbilden? Gibt es noch Zeichnungen, Pläne und Revisionsunterlagen? Und wenn es sie gibt, in welchem Keller oder Archiv mögen diese wohl liegen? Man benötigt nicht viel Phantasie, um zu erkennen, dass in vielen Fällen die Neuaufnahme eines Großteils der benötigten Informationen, die zielführende und sichere Methode darstellt.

An dieser Stelle kann das Sanierungskonzept zum Ausgangspunkt eines dreidimensionalen Gebäudemodells werden, welches zusätzliche energetische, bauphysikalische und technische Informationen beinhaltet.

Der Start für ein BIM-Projekt im Rahmen einer Sanierung

Doch wie kommen insbesondere die geometrischen Informationen einer Liegenschaft nun in ein digitales Format? Bei kleinen und einfachen Gebäuden ist ein händisches Aufmaß und das Zeichnen des Gebäudes in einem gängigen CAD-Programm mit Sicherheit die einfachste Lösung.

Im Falle von großen und komplexen Liegenschaften hat sich dagegen das 3D-Scannen und die Aufbereitung der Rohdaten zum dreidimensionalen Modell als zeitsparende und nervenschonende Methode herausgestellt. Dabei können in der unmittelbaren Zusammenarbeit zwischen Vermessungsingenieur und Bautechniker dem 3D-Modell im Zuge seiner Erstellung erste wesentliche Merkmale mitgegeben werden. So wird beispielsweise aus einer Außenwand mit ihren relevanten Abmessungen eine thermische Hülle mit zusätzlichen Informationen zu Wandaufbau, ener­ge­ti­scher Qualität, Material und Zustand. Fenster sind nicht mehr nur transparente Bauteile, sondern besitzen einen spezifischen U-Wert, der Rahmen besteht aus Holz, Kunststoff oder Aluminium und eine Einordnung des Baualters ermöglicht die Bewertung einer (rechnerischen) Restnutzungsdauer.

Im Rahmen eines Sanierungskonzepts sind diese Informationen erforderlich, um den Ist-Zustand eines Gebäudes richtig zu bewerten und im Anschluss daran dem Bauherrn die verschiedenen Möglichkeiten einer energetischen Sanierung aufzuzeigen. Dabei werden in Varianten die Qualitäten eines Bauteils, wie bspw. der Außenwand, verändert und die dadurch zu erzielenden energetischen Verbesserungen berechnet.

Dies geschieht natürlich nicht nur für das eine Bauteil, sondern für sämtliche Bauteile und technischen Anlagen, so dass am Ende verschiedene Sanierungsvarianten mit unterschiedlichen energetischen Qualitäten ausgearbeitet werden können. Der Energieverbrauch eines Gebäudes oder einer gesamten Liegenschaft vor und nach der Sanierung wird gegenübergestellt und die dadurch erzielbaren Ener­gie­einsparungen errechnet.

Für die einzelnen Sanierungsvarianten wird der Kostenrahmen ermittelt und den Energieeinsparungen gegenübergestellt. Dabei ist es selbstverständlich erforderlich, im Zuge der Kos­ten­ermitt­lung zwischen ohnehin erforderlichen Maßnahmen des Bauunterhalts und energetischen Verbesserungsmaßnahmen zu unterscheiden. Nur so kann im Zuge einer Wirtschaftlichkeitsberechnung der ökonomische Vorteil einer Sanierungsvariante herausgestellt und als Entscheidungsgrundlage für den Bauherrn herangezogen werden.

Im weiteren Verlauf des Projekts kann nun auf Grundlage des vorhandenen 3D-Modells und der bauteilbezogenen Informationen aus dem Sanierungskonzept die konkrete Ausführungsplanung erfolgen. Sinnvollerweise nun als BIM-Projekt mit all seinen Vorteilen, die auch im Rahmen einer Neubauplanung zu Tage treten.

Fazit

Building Information Modeling ist überall dort zentrales Thema, wo es darum geht Neubauprojekte großer Liegenschaften in Angriff zu nehmen. Es ist hierbei nicht die Frage ob BIM kommt, sondern nur noch wann sich BIM in Deutschland flächendeckend durchsetzt.

Während in den nächsten Jahren Neubauprojekte bereits in der Entwurfsphase als BIM-Projekte aufgesetzt werden, bleibt offen, wie es sich mit Bestandsobjekten verhält. Die Notwendigkeit einer umfänglichen Sanierung ermöglicht es, mit überschaubarem Mehraufwand im Zuge des Sanierungskonzepts ein Bestandsgebäude in einem 3D-Modell abzubilden und somit den Grundstein für ein BIM-Projekt zu legen. Für den Bauherrn ergeben sich dadurch viele Vorteile.

Die fehlende oder lückenhafte Dokumentation des Gebäudes wird vervollständigt und auf den aktuellen Stand gebracht. Grundrisse, Ansichten und Schnitte lassen sich daraus ableiten. Verschiedene Sanierungsvarianten können in ihren unterschiedlichen Ausprägungen berechnet und dargestellt werden. Die konkrete Planung und die Bauüberwachung können auf Grundlage des 3D-Modells erfolgen und sämtliche Vorteile generieren, die bei einem BIM-Projekt im Neubau zu Tage treten.

Aber die wesentlichen Vorteile der Überführung eines Bestands-objekts in ein BIM-Projekt ergeben sich mit Blick auf eine optimierte Bewirtschaftung der Liegenschaft über die nächsten 30 bis 40 Jahre. Wenn der Eigentümer oder Nutzer auf ein System zurückgreifen kann, was ihn in die Lage versetzt, jedes Bauteil mit dessen Funktion, Lage, Alter, Herkunft, Lebens­erwartung, Wartungserfordernissen und Kosten zu kennen und zu erkennen, werden die Vorteile daraus die zusätzlichen Aufwände bei der Erstellung des Sanierungskonzeptes deutlich übertreffen.