Building Information Modeling in der TGA

Planen mit Building Information Modeling

Der Begriff Building Information Modeling (BIM) bezeichnet ein Konzept der digitalen Planung, bei dem alle Vorgänge und Daten rund um den Lebenszyklus eines Gebäudes miteinander in Verbindung stehen. Kern des Ganzen bildet ein virtuelles, digitales 3D-Modell des geplanten Gebäudes am Computer, das als zentrale Informationsdrehscheibe allen Beteiligten die notwendigen Projektdaten zur Verfügung stellt und in Bezug zueinander stellt. Sämtliche Informationen zu allen Gewerken sind dabei in einer einzigen Datenbank abgelegt, werden koordiniert und automatisch aktualisiert. Es entsteht ein vollständiges Datenmodell, aus dem konsis­tente und aktuelle Informatio­nen auf Knopfdruck abrufbar sind: alle Pläne wie Grundrisse, Ansichten oder Schnitte, aber auch Sachdaten wie Mengen, Fristen und physikalische Werte, Lichtanalysen oder energetische Berechnungen. Möglich wird dies durch „intelligente“, parametrische Objekte, aus denen sich das Gebäudedatenmodell zusammensetzt. Dabei handelt es sich um Elemente, die realen Bauteilen entsprechen und eine Vielzahl von Eigenschaften kennen. Dies ist besonders hilfreich, wenn es bei anspruchsvoller Architektur mit komplizierten Wandverläufen etwa um die Planung der Lei­tungs­legung geht. Mit BIM wird bereits im Modell deutlich, ob ein Bauteil passt oder nicht.

Fest mit den Bauteilen verbunden sind Informationen über Liefertermine und Einbauzeiten, wodurch Baudauer und Termine transparent dargestellt werden können. Änderungen von Baustruktur oder Material wirken sich dadurch sofort auf die Zeitplanung aus. Gleiches gilt für Mengen und Kosten: Das Mengengerüst für die Kostenplanung wird automatisch mitgeführt. Daraus entsteht in Kombination mit den individuellen Preisen der Objekte eine transparente und nachvollziehbare Dokumentation aller finanziellen Projektaspekte. Der Planer hat zu jedem Zeitpunkt eine große Planungssicherheit.

Veränderte Arbeitsweise

Nach der herkömmlichen Methodik laufen Bauprojekte bisher so ab: Der Architekt entwirft das Gebäude, erstellt die Unterlagen für die Baugenehmigung und führt dann die Werkplanung aus. Losgelöst davon werden Statik, Tragwerk und Haustechnik von Fachplanern projektiert und die hierdurch entstandenen Änderungen wieder in die Ausführungspläne integriert. Nach der alten Planungsmethode mit CAD ist der Gebäudetechniker aus diesem Grund sehr unflexibel und vom Architekten abhängig: Legt der Architekt seinen ersten Entwurf vor, kann der TGA-Planer die Berechnung der Dimensionen noch nicht durchführen. Denn sobald der Architekt eine Änderung an seinem Entwurf vornimmt, muss der Gebäudetechniker von vorne beginnen. Diese Vorgehensweise ist nicht nur zeitintensiv, es entstehen auch leicht Planungsfehler: Grundrisse passen nicht mit Fassadenplänen zusammen oder die Leitungsplanung des Haustechnikers kollidiert mit der Gebäude­konstruktion. Sichtbar werden diese Diskrepanzen oft erst auf der Baustelle. Die Zusammenarbeit aller Projektbeteiligten in einem Modell bringt die Wende. Denn bereits seinen ersten Entwurf macht der Gebäudetechniker nun direkt im Modell. Erfolgen Ände­rungen der Architektur, passt er seine Leitungen entsprechend an, ohne dass er alles noch einmal neu ein­geben muss. Auf diese Weise ist auch eine Variantenplanung mit BIM problemlos möglich – ein großer Vorteil gegenüber der konventionellen CAD-Arbeitsweise.

Transparenz und

Planungssicherheit

Mit BIM werden Projektkoordination und -kommunikation erheblich vereinfacht und gestrafft, denn mit BIM entsteht schon am Rechner das fertige Gebäude. Selbst komplexe Vorgänge wie Bauablauf, Montage und Fertigung bildet das 3D-Modell ab. Weil alle auf dasselbe Gebäudedatenmodell zugreifen und es im Laufe des Projekts stetig erweitern, kann der Planungs- und Bauprozess simultan ablaufen. Tragwerksplaner, Haustechniker, Statiker und Bauphysiker entnehmen die für ihren Part erforderlichen Daten, bearbeiten sie weiter und ergänzen so das Datenmodell um neue Angaben. Bei der Planung von Heizungsleitungen beispielsweise kann in Echtzeit nachverfolgt werden, was der Lüftungstechniker an den Lüftungskanälen ändert. Ohne Informationsverlust baut die eine Disziplin auf den Planungen der anderen auf, Prozesse greifen ineinander, bis das Gebäude fertig ist. Planungsschritte, die in einer 2D-Planung völlig getrennt voneinander erfolgen, sind durch die BIM-Methode eng miteinander verzahnt. So lassen sich Abläufe vorab simulieren und aufeinander abstimmen, Fehler frühzeitig aufdecken sowie Kosten und Termine gezielt steuern und überwachen – vom Entwurf über die Ausführungs-, Tragwerks- und TGA‑Planung bis hin zur Fertigung, Vermarktung und Gebäudeverwaltung. Die Kommunikation mit Auftraggebern wird durch BIM vereinfacht. Denn Planer können jederzeit eine 3D-Ansicht des Projekts erzeugen, so dass auch Nichtexperten nachvollziehen können, was gerade passiert und wie das Ergebnis aussehen wird.

Ein nicht zu unterschätzender Vorteil von BIM ist, dass länderspezifische Normen und Standards berücksichtigt werden. Der Haustechniker muss sich nicht mit der Umstellung auf internationale Standards auseinandersetzen, denn diese werden im 3D-Modell automatisch berücksichtigt. Gerade Unternehmen, die international tätig sind, profitieren davon.

TGA in der Cloud

Das Potential von BIM kann nur vollständig ausgeschöpft werden, wenn große Rechnerkapazitäten zur Verfügung stehen: Nur mit entsprechend leistungsstarken Computern können beispielsweise aussagekräftige Varianten erstellt werden, die im Rahmen eines Budgets realisierbar sind. Um diese zu durchzurechnen, braucht es Zeit und einen leistungsstarken Computer. Es bedeutet auch, dass genau dieser Rechner in der Zwischenzeit nicht für andere Aufgaben genutzt werden kann. Hier kommt das Thema „Cloud Computing“ ins Spiel. Der Planer lagert die rechenintensive Aufgabe in die Cloud aus und nutzt dabei die nahezu unbegrenzte Rechenkapazität der virtuellen Wolke. Damit bekommt er seine Bilder nach wenigen Minuten statt nach Stunden oder Tagen und kann seinen Computer währenddessen ohne Einschränkungen nutzen, etwa für weitere Projekte. Die Cloud optimiert auch den Austausch von Planungsdaten. Über die Cloud können die am Bau Beteiligten jederzeit auf die tatsächlich aktuelle Datei zugreifen und diese mit anderen teilen – mit einem anderen Planungsbüro, in Besprechungen oder direkt auf der Baustelle.

Gute Branchenaussichten

In Deutschland setzt sich Building Information Modeling allmählich durch. Ein Grund für den zögerlichen Umstieg mag sein, dass dieser mit zeitlichem Aufwand verbunden ist. Doch dieser rentiert sich. Zeit, Geld und Qualität – diese Schlagworte fassen die Vorteile von BIM zusammen. Mit BIM sinkt das wirtschaftliche Risiko in allen Bereichen, das Bauen wird zu einem besser kalkulierbaren Prozess. Die Information fließt konsistenter, Projektbeteiligte können sich besser miteinander austauschen und effizienter miteinander kommunizieren. Zeitverlust durch Konvertierungen von unterschiedlichen Dateiformaten gibt es nicht, da alle Teammitglieder mit ihrer Software dieselbe „Sprache“ sprechen. BIM erhöht nachweislich die Wirtschaftlichkeit, unabhängig von der Unternehmensgröße. Im Ausland wurde dies bereits erkannt: Bei zahlreichen Auftraggebern weltweit ist der Einsatz von BIM bei Bauvorhaben bereits verbindlich vorgeschrieben. BIM bietet TGA-Planern eine Möglichkeit, ihre Wettbewerbsfähigkeit zu sichern und das Spannungsfeld zwischen Energieeffizienz, Ökonomie, Komfort und Rechtssicherheit besser zu beherrschen.