BIM-Grundlagen

Das „B“ ordnet die Methode dem Bauwesen zu, das „I“ stellt die Information in den Mittelpunkt. Ein BIM-Modell ist also kein reines 3D-Modell, sondern ein Modell aus Bauteilen mit Geometrie und verknüpften Informationen. Die Informationen selbst sind meist dieselben wie in der herkömmlichen Planung. Neu ist, dass man sie ableiten kann, etwa Mengen aus den Bauteilen, und verknüpfen, etwa Bauteile mit dem Terminplan. Das „M“ hat vier Bedeutungen:²

Software ist dabei Werkzeug, nicht Ziel. Entscheidend ist, dass vorher feststeht, wer welche Information wann in welcher Qualität liefert, und dass alle an derselben, aktuellen Datengrundlage arbeiten.

Ein Gebäudemodell besteht aus Fachmodellen, etwa für Architektur, Tragwerk und Technische Gebäudeausrüstung, die verschiedene Planer mit verschiedener Software erstellen. Für Kollisionsprüfungen und Gesamtansichten werden sie zeitweise in einem Koordinationsmodell zusammengeführt.³ Am Ende steht das As-built-Modell mit allen Änderungen aus der Ausführung, daraus wird für den Betrieb das Betreibermodell.⁴

Je nach Anwendungsfall wird das Modell um weitere Dimensionen ergänzt:⁵

In der herkömmlichen Abwicklung geht an jeder Übergabe ein Teil der digitalen Informationen verloren: vom Entwurf zur Ausschreibung, zur Ausführung, in den Betrieb. Was fehlt, wird neu eingegeben, mit Aufwand und Fehlern. BIM soll diese Brüche schließen, damit die Information durchgängig genutzt werden kann.⁶

„Erst digital, dann real bauen“.¹ Nach diesem Grundsatz verschiebt sich der Aufwand in die frühen Phasen, in denen der Einfluss auf die Kosten am größten und eine Änderung am billigsten ist. Die Planung wird dadurch aufwendiger, Unsicherheiten fallen aber im Modell auf und nicht erst auf der Baustelle. Aus dem Reagieren auf Planänderungen wird vorausschauendes Handeln.⁷

Die Richtlinie VDI 2552 Blatt 1 beschreibt die Einführung von BIM in Leistungsniveaus, nach dem britischen Reifegradmodell: von der Kooperation mit einzeln ausgetauschten Dateien über die Kollaboration mit standardisierten Prozessen bis zur Integration aller Daten im Unternehmen.³

Ein BIM-Modell entsteht nicht auf Vorrat. Der Auftraggeber muss zuerst wissen, welche Informationen er braucht. Die Normenreihe DIN EN ISO 19650 leitet das in Stufen ab: aus den Zielen des Unternehmens die Anforderungen an eine Liegenschaft und an ein Projekt, daraus die vertraglichen Anforderungen an die Auftragnehmer.^{8, 9}

Die Grafik folgt der Darstellung in der Bachelorarbeit von Markus Boden.¹⁰ Im Projekt zählen vor allem zwei Dokumente. Die Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) sind das BIM-Pflichtenheft im Vertrag: Sie legen fest, welche Informationen in welcher Qualität, Detailtiefe und Aktualität geliefert werden, nicht wie. Der BIM-Abwicklungsplan (BAP) ist die Antwort der Auftragnehmer darauf, wie sie die Anforderungen umsetzen; er wächst mit dem Projekt.¹¹

Auf einem Plan liest man am Maßstab ab, wie genau etwas gemeint ist. Ein BIM-Modell ist immer 1:1, deshalb muss die Detailtiefe ausdrücklich festgelegt werden. In der Praxis heißt sie Level of Development (LOD), in Stufen von LOD 100 bis LOD 500, angelehnt an die Phasen von der konzeptionellen Planung bis zur Dokumentation des fertigen Bauwerks; die Phasen sind als Orientierung gemeint, nicht als Vorschrift.⁸ Zwischen zwei Datenübergaben wächst der Detaillierungsgrad (Level of Detail, LoD) stufenweise, aus Geometrie (Level of Geometry, LoG) und Informationen (Level of Information, LoI).³ Was zu einem Zeitpunkt wirklich gebraucht wird, heißt heute Informationsbedarfstiefe (Level of Information Need, LOIN).¹²

Für den Betrieb kommt LOD 600 hinzu: das As-built-Modell, ergänzt um Wartungen, Reparaturen und Objekthistorien; die Geometrie darf dafür gröber sein als bei LOD 500. Welches Bauteil zu welchem Meilenstein welche Stufe erreicht, hält eine Modellentwicklungsmatrix fest, gegliedert etwa nach den Kostengruppen der DIN 276.⁴

Die gemeinsame Datenumgebung (Common Data Environment, CDE) ist die Plattform, auf der grafische und nichtgrafische Informationen zentral gesammelt, geordnet und ausgetauscht werden. Sie regelt Verantwortlichkeiten und Lieferprozesse, vermeidet doppelte Daten und macht jede Änderung nachvollziehbar.¹³ Jede Information trägt dort einen Status. So ist jederzeit klar, ob man auf einen Entwurf, eine abgestimmte oder eine verbindliche Fassung schaut.⁹

BIM wird schrittweise eingeführt. Zwei Fragen ordnen ein, wie weit: Nutzt ein Planer BIM nur für seine eigene Aufgabe (little BIM) oder arbeiten alle Beteiligten über alle Phasen am Modell (big BIM)? Und bleibt alles in der Software eines Herstellers (closed BIM) oder laufen offene Formate zwischen verschiedenen Programmen (open BIM)?⁶

Das Ziel ist big open BIM, denn fehlende Durchgängigkeit kostet Geld. Eine Studie des US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology bezifferte die Mehrkosten durch mangelnde Interoperabilität für Planung, Bau und Betrieb von Gebäuden und Anlagen in den USA auf 15,8 Milliarden US-Dollar im Jahr 2002; rund zwei Drittel trugen Eigentümer und Betreiber, knapp 60 Prozent fielen im Betrieb an.¹⁴

Die offenen Formate entwickelt buildingSMART, Anfang der 1990er-Jahre als Internationale Allianz für Interoperabilität gegründet: IFC für die Modelle, dazu Standards, die festlegen, welche Informationen für welchen Austausch gebraucht werden, wie Begriffe einheitlich heißen und wie man sich zu Problemen im Modell abstimmt.^{6, 8} Mehr dazu unter openBIM-Formate: IFC, BCF und IDS.