BIM und andere Aussichten auf der Baustelle
Bauen 4.0 ist ein stark digitalisierter Bauprozess, der mit Building Information Modeling (BIM) die Abläufe beschleunigt und transparent macht. Es ist die Basis für das modulare Bauen.
Die SBB führt die Methode bis 2025 etappenweise bei Immobilien und Bahninfrastruktur ein. Sie veranstaltet im Mai und im Juni 2024 eine «BIM@SBB» Roadshow und teilt dabei ihre Erfahrungen aus BIM-Projekten.
Kulturwandel in der Baubranche
Der Kanton Zürich wendet es auf seinen Baustellen an. Die Digitalisierung führt die ganze Baubranche zu einem Kulturwandel. Bauwerke werden anhand virtueller Modelle geplant, gebaut und bewirtschaftet. Dabei handelt es sich um sogenannte digitale Zwillinge, exakte Abbildungen eines Bauwerks mit darin enthaltenen Simulationsmöglichkeiten. Jede Schraube ist mit ihren Daten enthalten. Das führt zu mehr Effizienz sowie Kosten- und Planungssicherheit.
Die BIM-Methode enthält sämtliche relevanten Daten aller Akteure am Bauwerk an einem Ort. So entsteht ein zentraler digitaler Wissenspool und eine transparente Kommunikation. Die Zusammenarbeit über Disziplinen hinweg verbindet Arbeitsprozesse, Menschen und Bauwerk, hilft beim Vermeiden von Planungsfehlern und Doppelspurigkeiten.
BIM verändert die gewohnten Abläufe und verschiebt viele Leistungen aus der Bauprojekt-Phase in das Vorprojekt. Beteiligte Unternehmen sind im digitalen Zwilling präsenter und erfassen sowie aktualisieren ihre Daten.
BIM-Schwellenland Schweiz
Grossbritannien gilt als das am weitesten entwickelte BIM-Land. Die Schweiz bewegt sich laut PlanRader erst auf der Schwelle von Level 1 (teilweise digitalisiert) zu Level 2 (fortgeschritten digitalisiert. Etwa 20 Prozent der Unternehmen im Bausektor verwenden BIM, mehrheitlich Architekten, Designer und Grossunternehmen. Eine neue Studie von Pom+ Consulting stellt der Immobilienwirtschaft ein schlechtes Zeugnis aus, sieht hingegen Fortschritte beim Einsatz von BIM. Zwei Fünftel der Befragten nutzen BIM und bei einem Fünftel (21 Prozent) befindet sich diese Technologie (und Methodik) im Aufbau. Es zeichnet sich ab, dass BIM je länger, je mehr auch für die Betriebsphase zum Thema wird. Schlussfolgerung der Studienautoren: «Die Bedeutung von BIM als Grundlage für ein durchgängiges Datenmodell des Gebäudes (Digital Twin) scheint sich im Markt langsam, aber sicher durchzusetzen.»
BIM baut die Zukunft mit
Bauen auf der Grundlage eines digitalen Zwillings eröffnet neue Möglichkeiten in der Gestaltung der Funktionalität von Gebäuden. So lassen sich Smart Buildings – intelligente Gebäude – leichter realisieren, weil sich die Wechselwirkungen zwischen allen Systemen im Gebäude und mit dem Gebäude simulieren lassen.
Doch noch werden Daten kaum ausgelesen und zentral zur Verfügung gestellt. Die Fraunhofer-Allianz Bau, ein übergreifender Zusammenschluss verschiedener Forschungsbereiche der Fraunhofer-Gesellschaft, weist auf eine andere Wirkung des BIM-Einsatzes hin. Modulares Bauen wird damit erst möglich. Mehr System bis zur Montage. Dabei gehe es nicht nur um Produktivitätsgewinne aus der Vorfertigung, sondern auch in den Schnittstellen der herkömmlichen Bauweisen. Thomas Kirmayer, Leiter der Fraunhofer-Allianz Bau, hebt aber den Mahnfinger: «Die Digitalisierung und damit auch BIM sind das Arbeitsfundament jeglicher Veränderung und Optimierung. Ohne verlässliche Daten werden wir weder die ökologische noch die systemische Transformation des Bauens erfolgreich gestalten können. Die grösste Herausforderung dabei ist, dass wir hierfür den Datenfluss organisieren müssen.»
BIM digitalisiert
Digitalisierung ist eine weitere Herausforderung für die Baubranche. Der Schweizer Baumeisterverband hat hierzu den «Baumeister 5.0» definiert. Autonome Baumaschinen, Drohnen und 3D-Drucker würden so selbstverständlich wie die intelligente Vernetzung von Mensch und Maschine. Aktuell steht BIM (Building Information Modeling) im Zentrum der Digitalisierung. Die «Bauwerksdatenmodellierung» schafft eine einheitliche Datenbasis für alle Planungs- und Realisationsschritte eines Bauwerks. Nimmt der Architekt beispielsweise Anpassungen vor, verändet sich die Menge anderer Komponenten, beispielsweise die Zahl der einzubauenden Fenster. Laut dem Jahresbericht 2022 von Bauen Digital Schweiz, bauen-digital.ch, ist die Digitalisierung ein gutes Stück vorangekommen. Ein internationaler openBIM-Standard entsteht, siehe www.buildingsmart.org.
Künstliche Intelligenz ist seit langem ein Thema in der Baubranche. KI kann bei der Planung und Durchführung von Bauprojekten helfen, indem sie Prozesse automatisiert und Analysen durchführt. Zum Beispiel kann KI die Materialauswahl optimieren, indem sie verschiedene Kriterien wie Kosten, Nachhaltigkeit und Verfügbarkeit berücksichtigt. Auch bei der Überwachung von Bauprojekten kann KI eingesetzt werden, um Fehler schnell zu erkennen und zu beheben, Infeffizienzen im Ablauf zu erkennen und Kosten in Echtzeit zu schätzen. Bereits gibt es erste autonome Baumaschinen für spezifische Aufgaben. KI kann auch die Sicherheit auf der Baustelle verbessern, indem sie Drohnenbilder auswertet und erkennt, wer ohne Helm unterwegs ist, oder Feuchtigkeitsprobleme rasch erkennt. Die Plattform 4builders.net zieht ein positives Fazit: «Künstliche Intelligenz wird die gesamte Baubranche sicherer und effizienter machen.»
Eine generelle Herausforderung für die Baubranche ist die steigende Komplexität von Bauprojekten. Sie erfordert eine höhere Spezialisierung der Fachkräfte und stellt höhere Anforderungen an das Projektmanagement. Besonders Grossprojekte leiden unter Komplexität, die sichtbar wird bei Termin- und Projektüberschreitungen. Die Technische Universität von Braunschweig schrieb bereits 2020 als Fazit einer Studie: «Die Ergebnisse zeigen, dass die Einführung eines Komplexitätsmanagements bei Bauprojekten zu einer Verbesserung der Beherrschung von Änderungen beitragen kann. Allerdings bleibt das Komplexitätsmanagement bei Bauprojekten ein weitgehend unerforschtes Feld.»
