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Von der Zeichnung zur Digitaltechnik: So funktioniert BIM

BIM

Es ist noch nicht lange her – nur wenige Jahrzehnte -, dass jedes Gebäude mit einem Bleistift und einem Blatt Papier begann. Architekten entwarfen große Gebäude, indem sie auf zusammengeklebte Papierbögen zeichneten, um eine Hunderte von Metern lange Leinwand zu schaffen. Mehrere Architekten lagen auf ihnen und skizzierten akribisch den Entwurf des Gebäudes. Eine Änderung am Badezimmerstandort, der Anzahl der Treppen oder eine geringfügige Fehlberechnung einer Steigung konnte einen Neustart des gesamten Prozesses bedeuten.

Das Aufkommen der Computer veränderte alles: Gebäude wurden nicht mehr entworfen, sie wurden berechnet. Plötzlich konnten Architekten Hunderte von Optionen für jede Komponente eines Gebäudes ausprobieren, bevor sie sich verpflichteten. Dennoch unterschieden sich die digitalen Zeichnungen nicht sehr von den gezeichneten Versionen. Die Computerprogramme, die viele Architekten heute verwenden, erstellen für jedes Datenobjekt individuelle digitale Gebäudemodelle: ein Modell für Baumaterialien, ein anderes für Bodenbeläge, ein weiteres für Elektroinstallationen und so weiter. Für jede vorgenommene Änderung muss das entsprechende Modell an jeden einzelnen Partner weitergeleitet werden, um die entsprechenden Änderungen zu genehmigen und die Einheitlichkeit der einzelnen digitalen Zeichnungen zu gewährleisten.

„Nehmen wir zum Beispiel ein Krankenhaus“, sagt Andreas Vehreschild, stellvertretender Vice President of Marketing für Access Solutions DACH, verantwortlich für die strategische Entwicklung von Building Information Modeling (BIM) bei dormakaba. „Jede Veränderung, ob aus gestalterischen, funktionalen oder finanziellen Gründen, wirft mehrere Fragen auf. Wie viel kostet es beispielsweise, Fenster bis zum Boden zu installieren, und wie wirkt sich das auf den Energieverbrauch des Gebäudes aus? Entsprechen alle Türen den Brandschutz-, Rauchschutz- und Fluchtwegrichtlinien?“

Heute befindet sich diese Branche mitten in einer weiteren Revolution, die genaue Technologie, für die Vehreschild verantwortlich ist: Building Information Modeling (BIM), mit dem jede dieser Fragen mit einem Klick beantwortet werden kann. Mit zunehmender Dominanz der innovativen Technologie wird immer deutlicher, dass das Gebiet wahrscheinlich nie wieder dasselbe sein wird.

Was ist die BIM-Technologie?

Um es einfach auszudrücken: BIM ermöglicht es Designern, 3D-Modelle zu erstellen. Einzigartiger noch, im Gegensatz zu den vorhergehenden Modellierungstechnologien ist BIM eine digitale Darstellung der physikalischen und funktionalen Eigenschaften einer Struktur. Ob es sich um ein Bürogebäude, ein Krankenhaus, eine Straße oder eine Brücke handelt, mit einem BIM-Modell können alle geografischen Details, die Fertigungsspezifikationen, das Licht in einem Raum und die Umweltauswirkungen des gesamten Projekts abgebildet werden. BIM zeigt nicht nur, wie ein Projekt aussehen wird, sondern auch, wie es sich verhalten wird.

Der andere bemerkenswerte Aspekt der Technologie ist, dass sie von Architekten, Ingenieuren und Auftragnehmern gleichzeitig genutzt werden kann. Eine Änderung, die von einer Partei vorgenommen wurde, wird sofort für alle Beteiligten sichtbar, was eine gleichzeitige Zusammenarbeit und Kommunikation ermöglicht. Im Gegensatz zu anderen Programmen, die nur bei der Planung und dem Bau eines Gebäudes eingesetzt werden, existiert BIM über die gesamte Lebensdauer eines Gebäudes, von der Konzeption bis zum Abriss. Sobald Architekten ein Gebäude entwerfen, verwenden Bauunternehmer dasselbe Modell, um es zu konstruieren. Wenn ein Gebäude fertiggestellt ist, planen die Eigentümer mithilfe von BIM die Wartung und führen die Infrastrukturaktualisierungen durch. In jeder Lebensphase generiert BIM automatisch Terminplanung und Logistik, um Fehler zu reduzieren, Kostenvorhersagen genauer zu machen und ein Projekt schneller abzuschließen.

Wenn sich eine Tür schließt

Nehmen wir zum Beispiel an, ein Team entwirft eine Karusseltür für ein Krankenhaus, die von Patienten, Angehörigen und Mitarbeitern beim Ein- und Ausgehen aus dem Gebäude genutzt wird. BIM würde nicht nur das Design der Tür und ihre Abmessungen widerspiegeln, sondern auch das Modell jedes Teils, die Anzahl der Türverkleidungen, den Motortyp, der sie antreibt, wie oft sie gewartet werden muss, die Verfügbarkeit von Ersatzteilen, ihren CO2-Ausstoß und ihre akustische Installation – alles in einem Modell, an dem jeder Partner gleichzeitig arbeiten kann. Wenn ein Bauunternehmer beschließt, eine Tür zu ersetzen, werden das Budget, der Brandschutz, die Schallisolierung und der Energieverbrauch sofort sichtbar und aktualisiert.

Auch wenn ein Projekt kein BIM verwendet, treiben die Technologie und die Unternehmen, die sich dafür einsetzen, die Branche voran. Ein dormakaba-Plugin für Archicad, eine traditionelle Architekturdesigntechnologie, die als „generische Tür“ bezeichnet wird, wird es den Projektbeteiligten in Kürze ermöglichen, spezielle Projektanforderungen wie Feuer- und Rauchschutz zu berücksichtigen.

Mit unserem Plug-in können Konstrukteure Türen flexibel konfigurieren. Es prüft automatisch, ob einzelne Türkomponenten kompatibel sind – zum Beispiel Rauchmelder und Schlösser.

Andreas Vehreschild, stellvertretender Vice President of Marketing für Access Solutions DACH bei dormakaba

Die Zukunft ist BIM

Die Möglichkeiten der Technologie nehmen ständig zu. Vehreschild prognostiziert, dass es in wenigen Jahren so fotorealistisch sein wird, dass Bauunternehmer mit Virtual-Reality-Headsets das von ihnen entworfene digitale Krankenhaus erkunden, Türen öffnen und Flure hinuntergehen werden, bevor das erste Stück Erde ausgegraben wird. Modelle simulieren sogar Besucherströme oder das Verhalten von Menschenmassen in einer Krise.

Es gibt jedoch Barrieren, die zwischen der Verwirklichung dieses Traums stehen. Eine internationale Umfrage des Bausoftwareanbieters Conject aus dem Jahr 2015 unter Branchenfachleuten ergab, dass die Haupthindernisse für die Verwendung von BIM die anfänglich erforderlichen hohen Investitionen sind und dass die BIM-Kenntnisse immer noch begrenzt sind.

Dennoch sind die Fähigkeiten von BIM unvergleichlich. Öffentliche Behörden in einer wachsenden Anzahl von Ländern werden nur noch Aufträge an Unternehmen vergeben, die BIM einsetzen, darunter das Vereinigte Königreich, Dänemark, Finnland, Norwegen und die Niederlande. Im Jahr 2014 empfahl das Europäische Parlament allen Mitgliedsstaaten, dasselbe zu tun; die Vereinigten Staaten und Singapur werden demnächst folgen.

Die Welt wächst in einem beispiellosen Tempo: Die Weltbevölkerung wird bis 2050 voraussichtlich fast 10 Milliarden erreichen, und fast 70 Prozent der Menschen werden in Städten leben. Dies bedeutet, dass die Strukturen, die all diese Menschen beherbergen und bedienen, effizienter denn je sein müssen – und BIM ist es, was uns dorthin führen wird.

Dr. Kai Oberste-Ufer

Dr. Kai Oberste-Ufer

Kai ist Bauingenieur mit Schwerpunkt IT und ist Senior Manager für digitale Planung bei dormakaba digital. Mit seiner Arbeit will er die Frage beantworten: "Wie planen, bauen und betreiben wir in Zukunft Gebäude und wie können wir diesen Prozess digital besser unterstützen?