Digitalisierung der Baubranche: Bauen 4.0 und Building Information Modeling (BIM)

Keine andere Branche ist derart umfassend von der Digitalisierung betroffen wie das Bauwesen. Während die Digitalisierung in anderen Branchen anlassbezogen und strategisch geplant durchgeführt werden kann, ist am Bau die Anwendung digitaler Verfahren teilweise sogar gesetzlich vorgeschrieben. Die Digitalisierung ist somit nicht nur ein Trend, sondern eine konkrete Entwicklung der gesamten Baubranche, die alle beteiligten Kleinunternehmen und Handwerksbetriebe betrifft. Was es mit Building Information Modeling (BIM) und Bauen 4.0 auf sich hat, erfahren Sie in diesem Artikel.

Zusammenfassung

Das Wichtigste in Kürze

  • Mit einem Building Information Modeling (BIM) lassen sich virtuell ganze Bauwerke abbilden und sämtliche Daten dazu in einer Cloud speichern – der Koordinationsaufwand sinkt.
  • Ab 2020 müssen alle öffentlichen Bauprojekte mit einem Bruttobauvolumen von mehr als 5 Mio. Euro als BIM-Modelle geplant, ausgeführt und verwaltet werden.
  • BIM ist auch für KMU wichtig, die als ausführende Firmen bei größeren Bauprojekten beteiligt sein möchten.
  • KMU können sich individuell beraten lassen und die Beratungskosten mit Fördergeldern von Bund und Land decken.

Die Baubranche als Vorreiter bei der Digitalisierung

Die Baubranche steht schon lange vor großen Herausforderungen: Fortwährender Fachkräftemangel, stetig steigende Qualitäts- und Sicherheitsanforderungen, anziehende Baustoffpreise sowie steigende Lohn- und Personalkosten machen es Bau- und Planungsunternehmen schwer, sich gegen die Konkurrenz zu behaupten. Digitale Verfahren zur Bau- und Projektplanung sowie zur Projektsteuerung wurden daher schon frühzeitig eingeführt, um Zeit und Geld zu sparen. Sie gehören zur Grundausstattung aller Architektur- und Planungsbüros.

Auch auf den Baustellen wurden schon früh digitale Vermessungs-, Bemaßungs- und Aufmaßsysteme eingesetzt und im Zuge der Entwicklung weiterer digitaler Systeme z. B. um 3D-Laserscanner und Drohnen ergänzt, die ihre Scan- und Messergebnisse direkt an die Planungssoftware liefern. Und die Digitalisierung schreitet im Bauwesen schnell voran: Auf der neuesten Stufe der Entwicklung, dem „Bauen 4.0“, werden in digitalen Planungs- und Bauausführungsverfahren einzelne digitale Systeme vernetzt und zusammengeführt. Großversuche mit dem 3D-Druck von kompletten Gebäuden, selbstfahrende Baumaschinen und erste Einsätze von Baurobotern, die das Verputzen und Fliesen übernehmen, lassen erahnen, wohin die digitale Reise geht.

Info

Weiterführende Informationen zum Thema "Bauen 4.0"

Detailinformationen und weiterführende Links zum Thema „Bauen 4.0“ finden Sie auf dem Internetportal www.planen-bauen40.de, das von der Gesellschaft zur Digitalisierung des Planens, Bauens und Betreibens GmbH betrieben wird. Zu den Gründungsgesellschaftern gehören alle namhaften Verbände der deutschen Bauwirtschaft sowie die Bundeskammern von Architekten und Bauingenieuren.

Von Bauen 4.0 zu BIM

Während es beim Bauen 4.0 vorrangig um den Einsatz und die Vernetzung einzelner, separater digitaler Systeme in der Planungs- und Bauphase geht, verfolgt das Building Information Modeling (BIM) dagegen einen ganzheitlichen Ansatz: Ein Bauwerk – egal, ob Gebäude, Straße oder Brücke – wird zunächst als Computermodell vernetzt geplant. In dieses Modell fließen alle relevanten Bauwerksdaten ein, die digital erfasst, kombiniert und dreidimensional modelliert werden.

Alle Bauwerksinformationen sind in einer Datenbank und Dokumentensammlung so eng mit dem 3D-Modell des Bauwerks verknüpft, dass beispielsweise aus der Gesamtansicht eines Gebäudes heraus auf jedes einzelne Bauteil gezoomt werden kann und man bei einem Klick darauf dessen Abmessungen, Leistungsdaten, Parameter und Eigenschaften sowie Entsorgungshinweise oder Wartungsinformationen angezeigt bekommt. Die dafür erforderlichen Daten stellen mittlerweile bereits viele Bauteile- und Baustoffhersteller in eigenen Online-Datenbanken zur Verfügung.

Da sämtliche Informationen in einem Cloudsystem verwaltet werden, haben alle beteiligten Architekten, Ingenieure, Planer, Behörden und ausführende Bauunternehmen zu jedem Zeitpunkt der Planung, des Bauausführung, des Betriebs, des Abrisses oder der Entsorgung Zugriff auf die für sie freigegebenen Informationen. Dadurch entfällt ein erheblicher Koordinierungsaufwand.   

BIM begleitet also den gesamten Lebenszyklus eines Bauprojekts und wird ständig mit neuen Informationen gefüttert, um ein möglichst aktuelles virtuelles Modell eines Bauwerks liefern zu können. Die Verzahnung kann dabei so weit gehen, dass bei einer Wohnanlage sogar die Nebenkostenabrechnung für Mieter oder Vermieter über das BIM-System erfolgt.

Effektivere Planung und größere Nachhaltigkeit – Die Vorteile von BIM

Bei der Planung lassen sich im BIM-System Projektvarianten schnell und einfach visualisieren. Planungsfehler werden dabei durch Kollisionsprüfungen weitestgehend vermieden, weil etwa beim Versetzen einer Tür sämtliche Versorgungsleitungen automatisch mit versetzt werden. Hat man sich für einen Entwurf entschieden, erfolgt die Mengenplanung der Baumaterialien und Bauteile ebenso automatisch wie die Aussendung der Ausschreibungen für die einzelnen Gewerke. Werden während der Bauphase Änderungen vorgenommen, bekommen die ausführenden Unternehmen die betreffenden Informationen in Echtzeit zugestellt und können entsprechend schnell reagieren. 

Dadurch, dass Mengen exakter geplant, Bauwerke und Bauteile termingerecht gewartet und gezielt entsorgt oder recycelt werden können, leistet BIM auch einen Beitrag zur Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit.

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Weiterführende Informationen zum Building Information Modeling

Umfangreiche Grundlagen- und Detailinformationen zum Building Information Modeling und BIM-fähiger Software finden Sie im Online-Lexikon des Architekturmagazins BauNetz unter www.baunetzwissen.de/bim.

BIM-Software und BIM-Manager

Außer der Datenbasis selbst sind die beiden wichtigsten Elemente bei der Bauwerksdatenmodellierung ein leistungsstarkes BIM-Softwaresystem und BIM-Manager, die sich um die Datenintegrität, einen möglichst aktuellen Daten- und Dokumentenbestand sowie die Koordination der Prozessbeteiligten kümmern.

Weil BIM-Systeme mit offenen Datenaustauschstandards arbeiten, sind so gut wie alle gängigen Architektur-, Konstruktions- und Projektplanungsprogramme in der Lage, BIM-Daten zu liefern oder zu verarbeiten. Mess- und Bilddaten, die zum Beispiel von Laserscannern oder Drohnen geliefert werden, können ebenfalls direkt in das BIM-Modell übernommen werden. Einschlägige Anbieter für BIM-Systeme sind z. B. AutoDesk und Vektorworks. Allein die Softwarekosten belaufen sich schnell auf über 1.000 EUR pro Jahr und Mitarbeiter, der in das BIM-System eingebunden ist. BIM-Manager sind häufig Bauingenieure mit einer entsprechenden Zusatzqualifikation.

Tipp

Praxistipps für Ihr Digitalisierungsprojekt

Welche Vorteile bringt die Digitalisierung kleinen und mittleren Unternehmen? Und wie können Sie mit Ihren Digitalisierungsprojekten erfolgreich starten? Antworten auf diese Fragen, zahlreiche Praxisbeispiele und Schulungsvideos finden Sie auf unserer Themenseite "Digitalisierung in KMU".

BIM seit 2020 verpflichtend für alle öffentlichen Bauten

Bereits 2015 wurde vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) der Stufenplan digitales Planen und Bauen verabschiedet, der die Umsetzung von BIM vorantreiben sollte. Nach der Umsetzung diverser Pilotprojekte müssen ab 2020 nun alle öffentlichen Bauprojekte mit einem Bruttobauvolumen von mehr als 5 Mio. EUR als BIM-Modelle geplant, ausgeführt und verwaltet werden. Dies betrifft etwa den Bau von Schulen, Kitas oder Verwaltungsgebäuden, aber auch von Brücken, Straßen und anderen Infrastrukturmaßnahmen.

Folgerichtig wurde im Februar 2019 vom Kreis Viersen der erste BIM-Manager eingestellt, um den Neubau des Kreisarchivs zu planen und umzusetzen. Weitere Kreise und Kommunen sind inzwischen gefolgt und haben auch Stellen für BIM-Manager geschaffen. Bei den meisten öffentlichen Bauprojekten wird das BIM-Management aber von externen Planungs- oder Bauunternehmen übernommen.

Da BIM nun im öffentlichen Bauwesen obligatorisch ist, ist davon auszugehen, dass BIM schnell auch zum Standard bei allen größeren Bauvorhaben wird.

Auch Kleinunternehmer müssen sich mit BIM auseinandersetzen

Angesichts der recht hohen Kosten, die mit dem Einsatz eines BIM-Systems und des erforderlichen Personals verbunden sind, ist klar, dass BIM-Systeme vor allem von größeren Bauunternehmen sowie größeren Konstruktions- und Planungsbüros eingesetzt werden. Kleinunternehmen und Handwerksbetriebe, die als ausführende Firmen an größeren Bauprojekten beteiligt sein möchten, müssen sich aber dennoch mit dem Thema BIM auseinandersetzen. Auch sie müssen die Voraussetzungen haben, um in den digitalen Informationsfluss und den erforderlichen Datenaustausch eingebunden werden zu können. Information dazu bieten die einschlägigen Handwerkskammern und Fachverbände an.

Was das allerdings konkret bedeutet, lässt sich am besten in einer individuellen Beratung feststellen. Geeignete Berater werden über die Fachverbände vermittelt. Ein Großteil der Beratungskosten wird vom Förderprogramm „go-digital“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) übernommen. Zuschüsse für Investitionen in Hard- und Software gibt es über das Förderprogramm „Digital jetzt“, das ebenfalls vom BMWi angeboten wird.

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Förderprogramme der Bundesländer zur Umsetzung von Digitalisierungsprojekten

Auch einzelne Bundesländer fördern Projekte zur Umsetzung von Digitalisierungsprojekten in KMU. Informationen zu den einzelnen Förderporgammen der Länder finden Sie mit Hilfe unserer interaktiven Fördermittel-Karte.