Building Information Modeling (BIM) ist eine digitale Plattform, ein Visualisierungstool und vor allem eine Arbeitsmethode in der AECO-Branche (Ingenieurs- und Bauwesen und Betrieb), die unvorhersehbare und dynamische Planungs- und Bauarbeiten in Daten übersetzt und organisiert. Sie ist die Grundlage für mehr Innovation bei der Bauplanung und -ausführung und eng mit fast allen anderen branchenweiten technologischen Innovationen in diesem Wirtschaftssektor verbunden, der dringend darauf angewiesen ist. Laut McKinsey dauern große Bauprojekte in der Regel 20 Prozent länger und liegen im Durchschnitt 80 Prozent über dem Budget. Die Produktivität im Bausektor ist seit den 1990er Jahren zurückgegangen, und es ist einer der am wenigsten digitalisierten Wirtschaftszweige, nur wenig besser als der Sektor „Landwirtschaft und Jagd“.
Dies ist das Ergebnis der extremen Zersplitterung und Atomisierung der AECO-Branche. Sie ist in einem Netzwerk regionaler und lokaler Firmen organisiert, die an sehr unterschiedlichen Projekttypen in unterschiedlichen Regionen arbeiten und jeweils den örtlichen Bedingungen und Vorschriften unterworfen sind. Im Prinzip ist jedes neue Gebäude ein Prototyp, der von isolierten Bauherren und Planern entworfen wird. Standardisierung und Einheitlichkeit sind eher selten zu finden. Dies erschwert die Erfassung, Weitergabe und Nutzung von Daten, die die Produktion rationalisieren könnten, wie es in stärker vereinheitlichten Branchen, wie der Fertigung, der Fall ist.
BIM für AECO wird von Planern in Architekturbüros, Ingenieuren, Bauarbeitern in Baufirmen und sowohl von Betriebs- als auch von Wartungsspezialisten sowie von den Bauherren selbst verwendet. Jede Phase der Konzeption und des Betriebs eines Gebäudes kann von BIM profitieren. Indem ein 3D-Modell eines Gebäudes mit Daten über seine Eigenschaften (Materialien, Abmessungen, räumliche Beziehungen, Energieeffizienz und vieles mehr) gemeinsam mit dem gesamten Team über die Cloud genutzt wird, bietet BIM eine unglaubliche Kontrolle über den Gesamtprozess.
BIM bietet umfassende Vorteile über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes hinweg, von einer optimierten Zusammenarbeit bis hin zu besseren Ergebnissen:
Wenn BIM im gesamten Projektteam – von den Bauherren bis zu den Subunternehmern – gemeinsam genutzt wird, können alle von einer kontinuierlich aktualisierten, einzigen Informationsquelle aus arbeiten, wodurch der Bedarf an langwierigen Informationsanfragen und sich überschneidenden E-Mails drastisch reduziert wird. Datensätze, die anonym auf der Festplatte eines Kollegen verborgen liegen, gehören der Vergangenheit an, denn Fragen werden nun im Modell beantwortet. Dank eines immer höheren Automatisierungsgrads kann die BIM-Koordinierungstechnologie Berichte und Kennzahlen erstellen und diese an die entsprechenden Teammitglieder weiterleiten.
BIM ist im Wesentlichen ein Modellierungswerkzeug, das voraussetzt, dass Gebäude als 3D-Objekt konzipiert werden. Dies macht es zu einem hervorragenden Visualisierungswerkzeug, mit dem Architekten ihre Entwürfe verfeinern und ihre Angebote den Bauherren vorlegen können. Bauingenieure und Architekten können diese Visualisierungsfunktion in ähnlicher Weise nutzen, um die Statik und die Fassaden von Bauwerken im Detail zu betrachten und heikle und komplexe Probleme besser zu verstehen, bevor sie in Stahl und Beton gegossen sind. Öffentliche Projekte, die eine breite Zustimmung verschiedener Communitys erfordern, profitieren in hohem Maße von den Visualisierungsfunktionen von BIM, da diese die erforderlichen detaillierten Informationen bieten, um das Programm und das Funktionieren eines Gebäudes genau zu vermitteln.
Der Zweck der digitalen Transformation von BIM besteht darin, die Effizienz und den klugen Einsatz von Ressourcen in jeder Phase zu fördern. Da BIM den Bauprozess in Daten kodifiziert, ist es eine unschätzbare Hilfe bei der Bewertung von Baukomponenten und deren Budgetierung. Der Abnahmeprozess wird oft mit einer weitaus höheren Genauigkeit automatisiert als bei einer manuellen Zählung.
Von der Sicherheit am Bau bis hin zu Kostenüberschreitungen und Verzögerungen kann (und wird) auf einer Baustelle vieles schiefgehen. Aber BIM kann für jedes dieser Probleme neue Sicherheitsebenen hinzufügen. Da alle Teammitglieder innerhalb eines integrierten, dynamisch aktualisierten Modells arbeiten, sind Kollisionen und Fehler leicht zu erkennen, bevor sie teuer werden. Zum Beispiel konnten die Ingenieure des China Zun Tower in Peking durch die Kollisionserkennung die Änderungsaufträge im Vergleich zu ähnlichen Projekten um 80 Prozent reduzieren. Darüber hinaus lernen die in BIM integrierten KI-Tools, wie sie Risiken anhand von Bildmaterial automatisch bewerten können, wenn es um die Sicherheit am Bau, Verzögerungen und Kostenüberschreitungen geht.
Mit BIM werden Projekte schneller, kostengünstiger und mit besseren Ergebnissen abgeschlossen. Eine internationale Umfrage von Building Smart International ergab, dass 77 Prozent der Unternehmen eine gemeinsame Datenumgebung wie BIM als beste Möglichkeit ansehen, um große Mengen an Informationen auszutauschen. Zwei Drittel der Unternehmen geben an, dass BIM eine schnellere Möglichkeit ist, Konflikte und Qualitätsprobleme zu lösen, eine kollaborative Projektumgebung zu schaffen und das Verständnis und die Sichtbarkeit von Planungsentscheidungen zu verbessern.
Die Rolle von BIM endet nicht mit der Einweihung des Gebäudes. BIM bietet wichtige Einblicke in die tägliche Funktionsweise von Gebäuden, von der Gebäudetechnik und den HLK-Systemen über den Energieverbrauch bis hin zur Leistung der Solaranlage. Sie ist ein unersetzliches Maß für den Betrieb und die Wartung und der Schlüssel zur Senkung der Lebenszykluskosten von Gebäuden, die den Großteil der Energie- und Betriebskosten ausmachen. Durch die Verbindung des BIM-Modells mit Sensoren im Internet der Dinge (IoT) erfahren die Bauherren in Echtzeit, was in ihrem Gebäude gerade passiert.
Die Verbindung von BIM mit passiven und aktiven Nachhaltigkeitssystemen bietet einen unverstellten Blick auf den Energie- und Ressourcenverbrauch eines Gebäudes. So können die Bauherren untersuchen, wie ein Gebäude im Laufe der Zeit funktioniert, und seine Leistung entsprechend optimieren, indem sie die von Solarmodulen oder Windturbinen erzeugte Energie umleiten, auf die Außentemperatur reagieren oder Regenwassermanagement vor Ort betreiben. Die Integration von KI bedeutet, dass diese Muster so gestaltet werden können, dass der Energieverbrauch automatisch minimiert wird.
Dieser detaillierte Einblick in den Bauprozess bedeutet, dass Fehler im Modell erkannt werden, bevor sie in der realen Welt behoben werden müssen. Dank BIM können Teams vorhersagen, wo im Modell Schwierigkeiten auftreten können, Probleme lösen sowie die Reihenfolge der Bauarbeiten festlegen, die zu deren Lösung erforderlich sind.
Seit 2022 besteht der Großteil der Aufträge für Architekturbüros aus Sanierungen und nicht aus Neubauten. Ganz gleich, ob Architekten und Bauunternehmer es mit einem Standort auf der grünen Wiese oder einem viel komplexeren bestehenden historischen Gebäude zu tun haben: BIM ist ein entscheidendes Werkzeug, um die Bedingungen vor Ort zu beurteilen und den digitalen Planungsprozess zu beginnen. In Kombination mit der Technologie zur Realitätserfassung und der Photogrammetrie, die Standortbilder in ein Gebäudemodell integriert, vermittelt BIM Projektteams ein genaues Verständnis der Bedingungen, unter denen sie bauen werden: Standortabmessungen, urbaner Kontext, Verkehrsanbindung und vieles mehr.
Das Arbeiten in einer digitalen Umgebung bedeutet, dass die Verwaltung von Dokumenten und Daten ein weitaus weniger umständlicher und mühsamer Prozess ist, weil nicht so oft zwischen gedruckten und digitalen Dokumenten hin- und hergewechselt werden muss. Pläne, Querschnitte, Bau- und Detailzeichnungen können automatisch für relevante Teammitglieder generiert werden, und die zugrunde liegenden Daten können ganz einfach in einer Excel-Tabelle sortiert und neu angeordnet werden. Neben einem zentralen Speicherort für alle Dokumente bietet BIM auch eine vollständige Suite von Tools zur Versions- und Zugriffskontrolle sowie Funktionen zur Dokumentensuche.
Ausgehend von seiner Grundfunktion als 3D-Modellierungsplattform erweitert BIM ihre Funktionalität kontinuierlich um zusätzliche „Dimensionen“. Zum Beispiel wird 4D BIM in der Regel als Integration von Projektplanung und -ablauf definiert, sodass Bauunternehmer in Echtzeit sehen können, inwiefern einzelne Elemente im Bau dem Gesamtplan entsprechen. Zudem können sie die korrekte, nacheinander erfolgende Installation überprüfen. 5D BIM bezieht sich auf Kosten; einzelnen Elementen werden Beträge zugewiesen, die als Reaktion auf Änderungen auf der Baustelle aktualisierte Budgets generieren. Die nächsten Dimensionen von BIM sind weniger klar definiert, obwohl 6D-BIM als Verwaltung der Nachhaltigkeit und des CO₂-Fußabdrucks von Bauelementen definiert wurde. 7D BIM wurde als Integration von Wartungs-, Verwaltungs- und Betriebsdaten, Abstimmung verschiedener Wartungspläne, Garantien, Inspektionen und mehr definiert.
Diese Funktionen sind auf viele Softwaretools verteilt, wie z. B. Revit von Autodesk. BIM-Software kann auf bestimmte Branchen (Architektur, Ingenieurwesen, Bauwesen) und auf einzelne Gebäudesysteme wie MEP oder Tragwerksysteme angewendet werden. Weitere Softwaremodule konzentrieren sich auf die Projektplanung, die Ablaufplanung und die Zusammenarbeit.
Durch die Vielzahl an BIM-Plattformen ist ein einheitlicher Satz von Standards und Protokollen notwendig, der allmählich an Akzeptanz gewinnt. Die im Vereinigten Königreich entwickelte Norm 1192 war ein früher Vorläufer der BIM-Norm. Im Jahr 2018 wurde daraus die Norm 19650, die im Wesentlichen die erste Norm dezentralisierte, um eine international anwendbare Norm zu schaffen. Diese Norm schreibt Best Practices für die Verwendung von BIM vor und definiert Rollen und Verantwortlichkeiten, Meilenstein- und Terminstruktur, Möglichkeiten zum Informationsaustausch, Grafikstandards, Ausschreibungsunterlagen und vieles mehr.
Die effektive Umsetzung von BIM erfordert sowohl administrative Organisation als auch Geduld seitens der Personalabteilung. Ein Plan zur Umsetzung von BIM, oft auch als BIM-Ausführungsplan (BIM Execution Plan, BEP) bezeichnet, sollte vom gesamten Bauteam erstellt werden. Er sollte die Rollen und Verantwortlichkeiten aller Beteiligten definieren, von Kunden, Architekten, Bauunternehmer, Ingenieure und allen Arten von Subunternehmern. Eine wichtige Grundsatzentscheidung ist die Wahl der zu verwendenden BIM-Softwareplattformen. Weitere Elemente sind die Projektergebnisse und -zeitpläne, Parameter, die festlegen, wann und wie Teammitglieder Informationen austauschen, sowie wichtige Projektmeilensteine und ein Gesamtzeitplan. (Vieles davon überschneidet sich mit BIM-Standards.) Zu den detaillierteren Elementen des BEP könnten die visuelle Wiedergabegenauigkeit und eingebettete Daten in Modellen, die Einhaltung von Zeitplänen, erforderliche Bautoleranzen, Dateinamenkonventionen, Qualitätskontrollverfahren, BIM-Iterations- und Versionskontrollverfahren sowie das Datentransfermanagement gehören.
Es gibt keinen etablierten Standard zur Messung des ROI von BIM. Dies ist auch schwierig, da die Vorteile von BIM oft darin bestehen, negative Ergebnisse zu verhindern (die sich leichter quantifizieren ließen, wenn sie erst einmal eingetreten wären). Ebenso verhält es sich mit Investitionserträgen, die einer einzelnen Gruppe innerhalb des Teams zukommen. Diese sind zwar leicht zu berechnen, die Vorteile von BIM sind jedoch vielfältig und betreffen das gesamte Team, was evtl. schwieriger zu quantifizieren ist.
Es gibt jedoch einige konstante Kosten (oder Investitionen) in Bezug auf Zeit und Geld, die in allen Szenarien berücksichtigt werden müssen, um diese BIM-Vorteile nutzen zu können. Zunächst einmal fallen Anlaufkosten an, um BIM in einem bestimmten Unternehmen zum Laufen zu bringen. Dazu können Computerhardware und -software gehören, aber auch Schulungen zu den Tools. Zweitens gibt es aufgrund der Anpassbarkeit von BIM eine weitere Anlaufphase, die die Kosten für die Anpassung von BIM an ein bestimmtes Projekt beinhaltet. Schließlich gibt es noch weniger eindeutige, längerfristiger Ausgaben im Zusammenhang mit BIM, die sich auf die Änderung interner Prozesse beziehen und schwer zu quantifizieren sind. Ein BIM-Modell kann von der Einbindung verschiedener Datenmengen und -typen zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Vergleich zu herkömmlichen Arbeitsabläufen profitieren.
Ebenso sollten BIM-Anwender mit mehreren Renditestufen rechnen. Auf der untersten Ebene sollte es eine finanzielle Rendite geben, die dem Unternehmen aus dem Projekt selbst zugutekommt, indem Projekte schneller, kostengünstiger und mit höherer Qualität abgeschlossen werden. Dadurch bekommt das AECO-Team mehr Wertschätzung, und Kunden können zurückgewonnen werden. Es gibt auch Renditen, die schwieriger zu berechnen sind und sich über das gesamte Unternehmen verteilen. Diese könnten eine höhere Mitarbeiterkompetenz, eine bessere technische Ausstattung und damit eine stärkere Mitarbeiterbindung sein. Mit BIM könnten Unternehmen neue Dienstleistungen anbieten und ihre Gesamtproduktivität steigern.
Diese gewölbte Kuppelkonstruktion aus Stahl und Glas von Hiten Sethi & Associates, die sich derzeit im Bau befindet, ist teilweise mit einer lichtdurchlässigen Hülle überzogen, die mithilfe parametrischer Modellierung entwickelt wurde. Ein 3D-Modell des Baugeländes wurde mit Autodesk ReCap Pro erstellt und seine komplexe, filigrane Geometrie wurde mit Revit und BIM Collaborate Pro generiert, die als Grundlage für die Fertigung und die Materialauswahl dienten. Mit dem Wunsch, künftigen Generationen die Bedeutung des Umweltschutzes zu vermitteln, und mit modernster Nachhaltigkeitstechnologie ausgestattet, gewann es 2023 den Autodesk Design & Make Award.
Bei diesem 2022 abgeschlossenen Projekt zur Umnutzung wurde ein 45-stöckiges Hochhaus aufgewertet. Das Ingenieurbüro BG&E setzte BIM ein, um sicherzustellen, dass 70 Prozent der für die Umnutzung verwendeten Baumaterialien aus dem alten Gebäude stammten. Das bedeutete, 12.000 Tonnen Kohlenstoff und 13 Monate Arbeit einzusparen. Ein digitaler BIM-Zwilling wurde verwendet, um die Nutzung vorhandener Materialien zu prüfen und so den Abriss auf ein Minimum zu beschränken. Da die Teammitglieder über das Vereinigte Königreich, den Nahen Osten und Australien verteilt waren, nutzte BG&E die Cloud-Funktionen für die Zusammenarbeit von BIM 360, um sicherzustellen, dass unabhängig von Ort und Zeit Fortschritte erzielt werden konnten. Das Team nutzte Autodesk Navisworks für die Kollisionserkennung, und die Präzision von Revit sorgte dafür, dass das historische Erbe dieses denkmalgeschützten Gebäudes erhalten blieb.
Der Roche Tower 2 wurde von den Star-Architekten Herzog & DeMeuron entworfen und ist das höchste Gebäude der Schweiz. Die Architekten überzeugten ihren Kunden, das Biotech-Unternehmen Roche, von ihrem ehrgeizigen Plan, indem sie die Beteiligten auf eine virtuelle Tour durch das BIM-Modell mitnahmen, während es sich noch im Bau befand. Dieser digitale Zwilling, der mit Autodesk Revit und BIM 360 erstellt wurde, enthält unzählige Metadaten, einschließlich detaillierter Angaben, wie z. B. die Position jeder einzelnen Steckdose. Die Aufzugsanlagen führen automatische Diagnosen durch, und der digitale Zwilling überwacht den Energie- und Trinkwasserverbrauch.
Die BIM-Technologie ist auf alle Lebenszyklusphasen eines Projekts anwendbar. Für die anfängliche Projektplanung kann die Entwicklung eines Baugeländemodells genauso wichtig sein wie die Entwicklung des Gebäudemodells selbst, insbesondere wenn es sich um komplexe, räumlich begrenzte oder stark urban geprägte Standorte handelt. Die Technologie zur Realitätserfassung kann innerhalb von BIM eingesetzt werden, um die Abmessungen und den Kontext des Standorts zu verfolgen. Mit diesem Tool können Teams gemeinsam Sammel- und Bereitstellungsorte für Verkehrswege auf der Baustelle planen. Die Fähigkeit von BIM, Projektphasen und Zeitpläne zu organisieren, zeigt sich in der Planungsphase vor dem Bau, ebenso wie die Möglichkeit, Dokumente zu organisieren, Berichte zu erstellen und Draufsichten, Querschnitte und Detailzeichnungen zu extrapolieren.
In die AECO-Branche wurde BIM erstmalig durch Architekten eingeführt, die ihre Fähigkeit nutzten, Formen mit uneingeschränkter Kontrolle zu visualisieren und zu verfeinern. BIM ist schon seit jeher ein überlegenes Planungswerkzeug, das es Architekten ermöglicht, Modelle zu teilen und Details gemeinsam zu ändern. Es können parametrische Modellierungen in BIM integriert werden, die Tausende formaler Variationen innerhalb eines bestimmten Parametersatzes generieren können, die von Planern durchgesehen werden können. Dadurch können abstrakte formale Experimente sofort in ein detailliertes 3D-Modell integriert werden, um zu sehen, ob eine Variation innerhalb der eng definierten funktionalen Anforderungen, die in das Modell eingebettet sind, funktioniert. Die kollaborative Natur von BIM bedeutet auch, dass die Machbarkeit eines bestimmten Bauplans von Mitgliedern der Hoch- oder Tiefbauteams schnell und effizient überprüft werden kann.
In der Bauphase eines Projekts stehen die fortschrittlichsten Funktionen von BIM im Mittelpunkt. BIM und Bauwesen arbeiten zusammen, um die dynamischste und manchmal chaotischste Phase eines Projekts zu koordinieren. Innerhalb des BIM kann ein digitales Modell des im Bau befindlichen Gebäudes mithilfe von Technologien zur Realitätserfassung kontinuierlich aktualisiert werden, wodurch Fehler und Kollisionen sofort erkannt und Sicherheitsrisiken bewertet und markiert werden können. Zum Beispiel ermöglichen Plattformen zur Realitätserfassung wie GAMMA AR den Bauunternehmen, die Ebenen eines digitalen Modells einzusehen, selbst wenn diese auf der physischen Baustelle (auf einem Tablet oder Smartphone) überlagert sind. Dadurch ist die Überprüfung von Plänen für Tragwerk, Wasser- und Gasleitungen sowie HLK-Kanäle möglich. Eingebettete Metadaten (Messungen, Materialien, Eigenschaften) werden integriert, und jedes Element kann mit Audioclips, Text und Bildern beschriftet werden. Diese Art der detaillierten Dokumentation, kombiniert mit dem grundlegenden Verständnis von BIM, wie einzelne Elemente von Gebäuden miteinander in Beziehung stehen (wie eine Fassadenplatte am Tragwerk hängt, dass eine Wand auf einem Boden aufliegen muss, dass eine Tür eine Öffnung zwischen zwei Räumen mit unterschiedlichen, aber verwandten Funktionen ist), bedeutet, dass die BIM-Technologie Fehler proaktiv erkennen kann. Für die Sicherheit auf Baustellen können Plattformen wie Newmetrix Construction Cloud und Construction IQ von Autodesk einen täglichen Bauplan interpretieren, um die wichtigsten Sicherheitsrisiken neu zu bewerten, sobald sich die Aktivitäten auf der Baustelle ändern.
Wenn BIM-Technologie mit IoT-Sensoren verbunden ist, kann sie ein Echtzeitbild davon liefern, was während des Baus und darüber hinaus in einem Gebäude geschieht. BIM im Betrieb bietet einen beispiellosen Einblick in die tägliche Funktionsweise von Gebäuden, von der Gebäudetechnik und den HLK-Systemen über den Energieverbrauch bis hin zur Leistung der Solaranlage. In Kombination mit den richtigen Sensoren ist es eine unersetzliche Orientierungshilfe für die Echtzeit-Gebäudewartung und ein entscheidender Faktor für die Senkung der enormen Lebenszykluskosten von Gebäuden. 70–80 % der Gesamtkosten eines Gebäudes fallen nach seiner Errichtung an! Durch die sofortige Lokalisierung von Problemen in einem datenreichen 3D-Modell schafft BIM die Voraussetzungen für schnelle Interventionen durch ein multidisziplinäres Team.
BIM ermöglicht Bauherren nicht nur die Feinabstimmung von Standardabläufen und die Optimierung von Wartungsplänen, sondern hilft auch Gebäudeeigentümern, noch einen Schritt weiter zu gehen. Diese Daten sind für Sanierungen, Ergänzungen und die nachträgliche Inbetriebnahme gleichermaßen wichtig. Jede Art und Weise, wie Eigentümer ihr Gebäude verbessern möchten, ob klein oder groß, kann von einem lebendigen, dynamischen Modell des bestehenden Gebäudes mit BIM profitieren. Wie werden neue Solarmodule in das alte System integriert? Inwiefern erhöht der neue Flügel des Krankenhauses den Wasserbedarf der Einrichtung? Passen neue Fassadenplatten in die alte Struktur? Ein aktueller digitaler Zwilling kann diese Fragen schnell und eindeutig beantworten. Wenn man noch weiter in die Zukunft blickt, wird der Zugriff auf BIM-Daten wahrscheinlich dazu beitragen, neue digitale Gebäudetechnologien zu integrieren, die noch gar nicht erfunden wurden.
Ein digitaler Zwilling ist die Apotheose von BIM: ein dynamisches Modell, das den Ist-Zustand (oder „Ist-Betrieb“) eines Gebäudes in Echtzeit widerspiegelt. Neue Technologien werden jedoch auf differenziertere und komplexere Weise in BIM integriert, wodurch sich die Funktionalität und Benutzerfreundlichkeit erweitern.
Künstliche Intelligenz (KI) und maschinelles Lernen sind breit gefächerte Technologiefelder, die nun auch in BIM eingesetzt werden. KI unterstützt Technologieplattformen, die Sicherheitsrisiken auf einer Baustelle und in ihrem digitalen BIM-Zwilling erkennen und vorhersagen und Bauzeitpläne überwachen und Verzögerungen melden können. KI kann IoT-Netzwerke koordinieren, Drohnen fliegen lassen und neue Schichten von Metadaten extrapolieren, die in BIM-Modelle eingebettet werden. In den meisten Fällen suchen diese KI-Algorithmen nach Zeit- und Kosteneffizienz sowie nach Möglichkeiten, die CO₂-Emissionen zu minimieren. Bimmatch ist beispielsweise eine Plattform zur Produktidentifizierung und -beschaffung, die KI einsetzt, um die idealen Materialien und Komponenten für ein bestimmtes Projekt auszuwählen und sie anhand von Kosten, CO2-Fußabdruck und mehr zu bewerten. Die Plattform (die als Revit Plug-in fungiert) kann automatisch eine Stückliste generieren und verspricht, den Zeitaufwand für die manuelle Suche nach Materialien und Komponenten um 75 Prozent zu reduzieren.
Da BIM in der Lage ist, Zeitpläne für Bauphasen zu organisieren, verwenden einige kompatible Plattformen parametrische Prozesse, um unzählige Methoden und Abläufe für die Erstellung von Projekten zu generieren. Benutzer können diese Abhängigkeiten während des Projekts neu konfigurieren und Eventualitäten im Voraus modellieren. Das Unternehmen gibt an, dass durch diese detaillierte Verwaltung nicht nur die Bauzeit verkürzt werden kann, sondern auch genauere Angebote erstellt werden können.
KI kann im Rahmen von generativem Design auch zum Generieren von Formen verwendet werden. Auf der Ebene eines Gebäudes oder Objekts erzeugt das generative Design (integriert in Revit) Variationen der Form innerhalb vorgegebener Parameter und löst Probleme bzw. erreicht Ziele auf eine Weise, die sich Menschen intuitiv niemals erschließen würde. Diese Tools können die vermietbare Fläche maximieren, den Materialverbrauch minimieren, das Tageslicht verbessern oder die Bewegungsabläufe durch einfaches Platzieren von Möbeln optimieren.
Ein Großteil des Potenzials von BIM liegt in der IoT-Technologie, die erforderlich ist, um genaue Daten in das digitale Zwillingsmodell einzuspeisen. Diese Sensoren können die Umgebungstemperatur und -feuchtigkeit, den Standort und die Laufwege von Mitarbeitenden und Besuchern, den Energieverbrauch und vieles mehr erfassen, was für die Optimierung der Betriebsabläufe eines Gebäudes von entscheidender Bedeutung ist.
Virtual Reality (VR) und insbesondere Augmented Reality (AR) verleihen BIM einen Zuwachs an Immersivität, der für seine Funktion als kollaboratives Tool von entscheidender Bedeutung ist. AR wird verwendet, um visuelle Ebenen (die durch eine Brille, ein Tablet oder ein Smartphone betrachtet werden) eines BIM-Modells auf einer bestehenden Baustelle hinzuzufügen, sodass Bauunternehmer, die eine Tour durch die Baustelle machen, den Verlauf von noch fehlenden HLK-Kanälen oder Stützkonstruktionen erkennen können. Einige Plattformen wie Fologram und Twinbuild verwenden AR, um Schritt-für-Schritt-Anleitungen für die Drahtkörperkonstruktion hinzuzufügen, die genau angeben, wo der nächste Stein oder die nächste Schindel hin muss. Vollständig interaktive, äußerst visuelle VR- und vollständig immersive Digitalumgebungen, die oft als „Metaverse“ bezeichnet werden, spielen auch in der Konstruktion und im Bauwesen eine immer größere Rolle und bieten neue Dimensionen der räumlichen Simulation und der Begehbarkeit.
Die Bewältigung der kulturellen Veränderungen und Vorbehalte im Zusammenhang mit der Einführung von BIM und der Akzeptanz einer radikal anderen Arbeitsweise sind für den Prozess von entscheidender Bedeutung. Da durch die Zusammenarbeit in BIM in der AECO-Branche fest verankerte Hierarchien häufig nivelliert werden, kann der Eindruck entstehen, dass ein Gewerbe oder ein Beruf in den Zuständigkeitsbereich eines anderen eindringt, was zu Spannungen führen kann. Experten raten, sich sehr früh im Prozess darauf zu konzentrieren, die Basis mit ins Boot zu holen und die Rolle jedes Teammitglieds genau festzulegen, um mögliche Unklarheiten zu beseitigen.
In Bezug auf die Schulung ist es wichtig, die besten Mitarbeiter zu identifizieren, die bei der Verwaltung der BIM-Nutzung ihres Unternehmens die Führung übernehmen. Führungskräfte der obersten Ebene haben möglicherweise nicht die Zeit oder die technischen Fähigkeiten, um operative Aufgaben mit dem neuen System zu übernehmen, weshalb Mitarbeiter der unteren Ebene möglicherweise die besseren BIM-Manager sind.
Sobald das Team zusammengestellt und bereit für BIM ist, sollte BIM am besten in bereits begonnene Projekte implementiert werden, da bei neuen Projekte stets die Gefahr besteht, dass sie verschoben oder eingestellt werden. Wenn ein Projekt bereits fortgeschritten ist, sind die Planer mit den Grundlagen schon vertraut. Dies wird ihnen helfen, Ungewissheiten zu überwinden, die mit dem Erlernen eines neuen Planungsprozesses einhergehen. Sie können außerdem eher erkennen, wie BIM bei der Lösung von Problemen helfen kann, mit denen sie sich bislang auseinandersetzen mussten. Der Übergang zu BIM könnte etwa damit beginnen, dass man nach den Schwachstellen im bisherigen Planungsprozess fragt und erklärt, wie BIM diese beheben kann.
Mit dem Übergang zu einem vollständig digitalen Arbeitsablauf müssen Unternehmen, die BIM einführen, auch in Mitarbeiterschulungen, Datenverwaltung und Sicherheitsmaßnahmen investieren. Und obwohl die entsprechenden Sicherheitsinstrumente existieren, wurden sie noch nicht ausreichend an die spezifischen Sicherheitsherausforderungen und -protokolle von BIM angepasst, obwohl sowohl Verschlüsselungs- als auch Blockchain-basierte Technologien das Potenzial für BIM bieten.
Die Fragmentierung der AECO-Branche, die BIM zu lösen hofft, hat nach wie vor Auswirkungen auf die Nutzung von BIM-Anwendungen. Die mangelnde Interoperabilität zwischen den Tools stellt eine große Herausforderung dar. Eine aktuelle Studie des National Institute of Standards and Technology hat ergeben, dass die mangelnde Interoperabilität im Gebäudemanagement Gebäudeeigentümer jährlich 15,8 Milliarden US-Dollar kostet. Das sind 23 Cent pro Quadratmeter und Jahr. BIM trägt wesentlich dazu bei, diese Lücke zu schließen, aber es gibt keine Garantie dafür, dass alle BIM-Tools gut zusammenarbeiten. Allerdings sind openBIM-Plattformen, die Benutzer nicht auf eine bestimmte proprietäre Plattform beschränken, zunehmend verfügbar.
Mehrere Länder haben BIM für öffentliche Projekte vorgeschrieben, und die Visualisierungsfähigkeiten des Tools werden durch die Einführung von Videospiel-Design-Software wie der Unreal Engine verbessert. KI bietet eine immer stärkere Automatisierung im BIM-Prozess, und Tools zur Realitätserfassung, die auf einem Roboter montiert sind oder aus Smartphone-Fotos extrahiert werden, speisen immer mehr Daten in das Modell ein. Mit jedem Jahr kommt BIM dem Ziel näher, kleinste Details auf einer Baustelle nachvollziehen zu können.
Irgendwann ist BIM kein eigenständiges Tool und Teil des Planungs- und Bauprozesses mehr. BIM wird so weit wachsen, dass es auch die Planung und den Bau selbst umfasst, wobei jeder Schritt des Prozesses aufgenommen und optimiert wird, wodurch BIM zum Synonym für den Gesamtprozess wird. Wie die meisten technologischen Durchbrüche, die lange auf sich warten lassen, wird BIM gerade dann seinen Höhepunkt erreichen, wenn es in den Hintergrund tritt und nur eine veränderte AECO-Branche zurückbleibt.
Dieser Artikel wurde aktualisiert. Er wurde ursprünglich im August 2018 veröffentlicht.
Zach Mortice ist ein Architekturjournalist und lebt in Chicago. Folgen Sie @zachmortice auf Twitter und Instagram.
Notizen aus dem Topmanagement
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Notizen aus dem Topmanagement
