BIM am Beispiel Straßenbau – was muss die Baubranche beachten?

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Building Information Modeling (BIM) findet bei immer mehr Unternehmen der Bauindustrie sowie im Planungs- und Ingenieurwesen Anklang. Es bietet viele Vorteile, die vor allem die Zusammenarbeit der Akteure an einem Bauvorhaben erleichtern. Allerdings treten z. B. im Straßenbau einige Herausforderungen auf, die Verantwortliche beachten müssen, um ihr nächstes Bauprojekt mit BIM erfolgreich umzusetzen.

 

BIM kurz erklärt

BIM ist eine digitale Bauplanungsmethode, bei der z. B. über einen gemeinsamen Datenserver alle relevanten Unterlagen und Dokumente für die Planung eines Bauwerks ausgetauscht werden. Darauf haben alle beteiligten Instanzen wie Bauunternehmen, Ämter oder auch Bürger Zugriff.  Auf Basis dieses einheitlichen Wissensstands gelingt mit BIM eine schnellere Realisierung der geplanten Baumaßnahme.

Inhaltsverzeichnis:

  1. Was ist BIM?
  2. Welche Vorteile bietet BIM für die Baubranche?
  3. Welche Nachteile birgt BIM (im Straßenbau)?
  4. Wie setzen Bauunternehmen BIM richtig um?

Was ist BIM?

BIM ist eine digitale Planungsmethode, die der Bauindustrie die Planung und Umsetzung von Bauvorhaben mithilfe der elektronischen Datenverarbeitung (EDV) vereinfachen soll. Bei den Vorhaben sind meist viele Personen und Instanzen beteiligt, die gleichzeitig an einem Bauprojekt arbeiten oder davon betroffen sind. Dazu gehören z. B. Planer, Bauleute, die Betreiber der Bauwerke, betroffene Einwohner oder die Politik.

Für das Projekt werden die Daten an einer zentralen Stelle aufbewahrt, so dass alle Beteiligten gleichzeitig auf dieselben Informationen zugreifen und sie ggf. auch bearbeiten können. Gleichzeitig müssen Bauunternehmen besonders auf den Schutz der Inhalte achten, da bei steigender Zahl der Beteiligten auch die Risiken des Datenschutzes und der damit verbundene Aufwand steigen.

Visualisierung durch 3D-Modelle

Anwender von BIM können ihre Projekte als dreidimensionales Modell darstellen, was allen Beteiligten ein genaueres Bild des jeweiligen Bauvorhabens ermöglicht. In den Modellteilen können z. B. folgende Daten eingetragen werden:

  • Informationen zur Entstehung des Bauwerks
  • geplanter Einbauort
  • aufkommende Lieferketten
  • anfallender Wartungsaufwand
  • wahrscheinliche Lebensdauer des Baus

Allerdings ist das BIM bereits auch ohne entworfene dreidimensionale Modelle hilfreich, da die einheitliche Grundlage an Daten die Zusammenarbeit im Rahmen des Bauprojekts erheblich vereinfacht.

BIM ist keine Software

Trotz der weitläufigen Meinung handelt es sich beim BIM um eine Methode und keine Software, da hinter dem Prinzip von BIM mehr als die einfache Bedienung eines Programms steckt. Genauer gesagt müssen Bauunternehmen und andere zuständige Parteien des Bauvorhabens die eigenen Arbeitsabläufe ihrer Bauplanung mit EDV in Richtung Digitalisierung vorantreiben.

Das BIM handelt nicht selbst, es beeinflusst die Zusammenarbeit an einem Bauprojekt und kann die Verantwortlichen dabei unterstützen. Die aktive Arbeit betreiben weiterhin die Bauleute, Gemeinden und alle anderen betroffenen Stellen selbst.

Welche Vorteile bietet BIM für die Baubranche?

BIM ist eine mögliche Planungsmethode für zukünftige Bauvorhaben, die einige Vorteile für die Baubranche mit sich bringt:

  • effizienteres Arbeiten und weniger Bürokratie

Da alle Akteure Zugang zum selben Datensatz haben, ist der gesamte Arbeitsaufwand geringer. Zuständigkeiten und Zugriffsrechte werden direkt per BIM geregelt, sodass alle denselben Wissensstand zum selben Zeitpunkt haben. Die eindeutigen Zuweisungen schaffen eine übersichtlichere Struktur für das gesamte Bauvorhaben und einzelne Arbeitsprozesse können durch klarere Strukturen schneller durchlaufen werden. Außerdem sind benötigte Daten leichter auffindbar, was letztendlich eine schnellere Umsetzung der Bauvorhaben ermöglicht.

Gleichzeitig wird der Zettelwirtschaft und der Bürokratie entgegengewirkt, die auch in der Bauindustrie noch weit verbreitetet sind. Die Planung findet dank EDV rein digital statt, wodurch es zu weniger Unklarheiten z. B durch eine unübersichtliche Lagerung der Daten an verschiedenen Orten kommt.

  • geringere Fehlerquote bei der Umsetzung

Durch die intensivere Zusammenarbeit der am Bauvorhaben beteiligten Personen ist die Vorbereitung des Bauprojekts im Vorhinein effektiver, was i. d. R. zu einer geringeren Fehlerquote bei der Umsetzung führt. Die sog. „Kollisionsprüfung“ ermöglicht es außerdem, dass das Baumodell im BIM eigenständig erkennt, ob neu eingefügte Teile im Modell kompatibel sind oder Unstimmigkeiten auftreten. So können Verantwortliche frühzeitig auf potenzielle Fehler- oder Gefahrenquellen reagieren.

  • 3D-Modelle im BIM machen Bauwerke anschaulicher

Durch die Möglichkeit, das Bauwerk digital darzustellen, können sich auch Personen das Bauwerk besser vorstellen, die nicht über die fachliche Kompetenz verfügen, komplexe Baupläne zu lesen. Das erleichtert z. B. die Zusammenarbeit von Bauindustrie und Bürgern, da letztere leichter neue Informationen mitgeteilt bekommen und die Planung anschaulicher verfolgen können.

Welche Nachteile birgt BIM (im Straßenbau)?

Neben den zahlreichen Vorteilen müssen sich die Beteiligten auch einigen Herausforderungen bis zur richtigen Umsetzung und Anwendung des BIM stellen, die Verantwortliche im Hinterkopf haben sollten.

Wichtig zu wissen ist z. B., dass BIM keine kurzfristige Strategie, sondern ein langfristiger Prozess ist, der von allen Parteien Ausdauer und eine stetige Optimierung der Arbeitsprozesse erfordert. Dennoch macht sich der Aufwand i. d. R. langfristig bezahlt, da zukünftige Projekte mit höherer Effizienz umgesetzt werden können.

Neben solch allgemeinen Herausforderungen gibt es auch spezifische Hemmschwellen, die in einzelnen Teilgebieten des Bauwesens auftreten, wie etwa im Hoch- und Tiefbau. Im Straßenbau sind z. B. einige Besonderheiten zu beachten, wenn dort Bauvorhaben mit BIM geplant und umgesetzt werden sollen:

Daten über den Baugrund erheben

Bevor eine Straße gebaut werden kann, muss der komplette unterliegende Erdbereich ermittelt werden, damit diese Daten dann in das BIM übernommen werden können. Die Beschaffung der Daten ist jedoch meist sehr umständlich, da der Aufwand, den die Bauunternehmen hierfür betreiben müssten, enorm ist. In den meisten Fällen kann gar nicht der gesamte Baugrund in vollem Umfang analysiert werden. Dementsprechend ist es schwierig, vollständige Daten für eine BIM-konforme Planung zu bekommen.

Durch dieses unvollständige Wissen bezüglich des Baugrunds kommt es im Rahmen des Straßenbaus schneller zu Unvorhergesehenem als in anderen Baubereichen. Jedoch können die Beteiligten mit einem BIM-geplanten Vorhaben aufgrund der simplen Datenstruktur i. d. R. deutlich schneller auf solch schwer planbare Ereignisse reagieren und, falls notwendig, entsprechend umplanen.

Neben dem Aspekt des Baugrunds sind im Straßenbau auch andere Punkte von der Planung über die Bemessung bis zur Sanierung der Straßen zu beachten, die in unterschiedlichen Normen und Richtlinien geregelt sind. Das Planungshandbuch Straßen- und Wegebau unterstützt z. B. Architekten, Ingenieure, Statiker und Öffentliche Verwaltungen bei der rechtskonformen Planung und Umsetzung des Straßenbaus durch Erläuterungen der gesetzlichen Vorschriften. Zeichnungen und Beispiele unterstreichen das theoretische Wissen anschaulich.

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Datenschutz bei steigender Zahl der beteiligten Personen

Am Straßenbau sind meist sehr viele unterschiedliche Personen beteiligt. Im Gegensatz zum Hochbau, wo ab einer gewissen Größe des Bauwerks die Anzahl der betroffenen Personen nur noch in geringerem Verhältnis steigt, kommen bei größeren Straßenbauten immer mehr notwendige Behörden und Stellen dazu. Diese müssen im Rahmen des BIM auf die relevanten Daten zugreifen und sie ggf. bearbeiten können, was den Aufwand zur Aufbereitung der Daten erhöht.

Außerdem wird der Aufwand hinsichtlich  Datensicherung und -verschlüsselung im BIM umfangreicher, je mehr Akteure am Bauprojekt beteiligt sind. Dadurch entstehen z. B. höhere Kosten und längere Latenzzeiten sowie ein steigendes Risiko der Manipulation oder des Klaus der Daten.

Allerdings wirkt das BIM einer steigenden Anzahl betroffener Personen entgegen, da anders als in anderen Planungsmodellen auch größere Personengruppen leichter koordiniert werden können, was z. B. Zugriffs- oder Bearbeitungsrechte angeht.

Verschiedene Koordinatensysteme für die Straßenplanung

Das BIM ermöglicht eine digitale Darstellung des Bauwerks, wobei Bauleute die Straßenbauten vor allem auf globalen Koordinatennetzen konzipieren (nach UTM-System). Es gibt allerdings eine große Anzahl verschiedener Koordinatensysteme der relevanten Daten für das Bauprojekt, sodass sich die Betroffenen für die Zusammenarbeit auf eine gemeinsame Regelung einigen müssen, um ein einheitliches BIM-Modell des Straßenbaus zu ermöglichen. Andererseits bietet das BIM i. d. R. eine größere Detailtiefe als andere Modelle bei der Straßenplanung (z. B. CityGML oder Inspire).

BIM-Koordinator bei hohem Verwaltungsaufwand

Vor allem bei der Neueinführung des BIM treten erhöhte Kosten zur Einarbeitung und Umsetzung der neuen Planungsmethode auf. Gleichzeitig steigt ab einem gewissen Umfang des Straßenbaus der Verwaltungsaufwand der Datensätze im BIM. Für diesen Fall ist es empfehlenswert, einen BIM-Koordinator zu beschäftigen, der zwar erst einmal erhöhte Personalkosten für die Arbeitgeber verursacht, aber in Bezug auf das BIM wichtige Aufgaben wahrnimmt, wie z. B.

  • das Regeln des Datenflusses und der Datenplattform, auf der die Daten zum Bauvorhaben veröffentlicht und ausgetauscht werden,
  • das Zuweisen von Zugriffsrechten auf bestimmte Daten oder
  • das Überwachen der Einhaltung der geltenden Regeln im BIM.

Damit unterstützt der BIM-Koordinator die funktionierende Zusammenarbeit am Straßenbau und sorgt so für einen reibungslosen und schnelleren Arbeitsablauf, weshalb sich im Regelfall trotz höherer Personalkosten die Beschäftigung eines BIM-Koordinators für die Verantwortlichen lohnt.

Wie setzen Bauunternehmen BIM richtig um?

Auch wenn die Bauwirtschaft unterschiedlich mit dem BIM arbeitet, sind einige generelle Aspekte für eine gelungene Umsetzung des BIM relevant. Grundvoraussetzung ist, dass alle Akteure zu Beginn eine einheitliche Vorgehensweise zum Datenaustausch festlegen. So ist es möglich, etappenweise von der auf Papier dokumentierten Bauplanung hin zur digitalen Organisation zu gelangen.

Als Plattform zur digitalen Veröffentlichung und Bearbeitung der Daten gibt es verschiedene Möglichkeiten, wie z. B.:

Server Die einfachste Variante zur Veröffentlichung der Daten ist die Nutzung eines zentralen Servers, auf den alle Akteure zugreifen können. Die hier geteilten Daten können allen auf unterschiedliche Weise zugänglich gemacht werden.
Cloud In einer Cloud werden den Nutzern bestimmte Bereiche zugeordnet, die für sie sichtbar sind. So werden allgemein relevante und spezifische Informationen an unterschiedliche Personen weitergegeben.

CDE (Common Data Enviroment)

Bei einer CDE handelt es sich um die Server-Umgebung eines Anbieters, die als eine Art virtuellen Projektraum dient. Dort werden Zugriffs- und Veränderungsrechte eindeutig bestimmten Parteien zugeordnet und die Daten ebenfalls visualisiert.

Wenn z. B. ein Bauunternehmen zum ersten Mal mit BIM arbeitet, ist es empfehlenswert, einen gemeinsamen zentralen Datenserver als Grundlage aufzubereiten. Hier werden wichtige Daten und Dokumente eingefügt, damit sie andere Beteiligte später finden und nutzen können.

Weiterhin ist das Angleichen der Projektorganisation mit der Datenstruktur auf dem Server notwendig, was beispielsweise Zugriffs- und Bearbeitungsrechte beinhaltet. Hierfür ist die Firmenleitung zuständig. Sie kann jedoch z. B. den oben genannten BIM-Koordinator als Unterstützung hinzuziehen, damit sich dieser um die Funktionalität der gemeinsamen Datenplattform kümmert.

Ist die Verwendung des BIM bereits ein Stück weit im Ablaufprozess integriert, sollten die Beteiligten am Bauprojekt darauf verzichten, unterschiedliche Programme zu verwenden. Stattdessen arbeiten alle einheitlich mit dem BIM. Dazu zählt das Fokussieren auf wenige Software-Häuser und das Vereinheitlichen der Übergabeformate der Daten im BIM. Dadurch arbeiten alle Beteiligten mit denselben Programmen, derselben Ausstattung und einem einheitlichen Wissensstand.

Quelle: Planungshandbuch Straßen- und Wegebau

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