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Grafik: Gittermodell eines Gebäudes
Digitalisierung eines Gebäudes

Quelle: Fotolia / adam121

Erst virtuell, dann real bauen!

Digitale Technologien können zu Kostenwahrheit, Kostentransparenz, Effizienz und Termintreue entscheidend beitragen. Die bessere Verfügbarkeit von Daten für alle am Bauprojekt Beteiligten sorgt für Transparenz und Vernetzung. Zeitpläne, Kosten und Risiken können einfacher, früher und präziser ermittelt und lückenlos kontrolliert werden.

Die Nutzung Digitaler Methoden ist daher auch eine zentrale Forderung der Reformkommission Bau von Großprojekten, die am 29.06.2015 ihren Abschlussbericht vorgelegt hat.

Die durchgängige Digitalisierung aller planungs- und realisierungsrelevanten Bauwerksinformationen als virtuelles Bauwerksmodell wird mit Building Information Modeling – kurz BIM – umschrieben. Diese Methode nutzt gegenüber herkömmlichen IT-Modellen deutlich mehr Informationen und schafft eine synchronisierte Datenbasis, auf die alle am Bau Beteiligten zugreifen können.

Um BIM in Deutschland zum Durchbruch zu verhelfen, hat das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur am 15.12.2015 einen Stufenplan für die Einführung von BIM vorgelegt. Er gilt in erster Linie für den Infrastrukturbau und den infrastrukturbezogenen Hochbau, kann aber auch in anderen Bereichen als Modell genutzt werden.

In drei Stufen zum Digitalen Bauen

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Dieser Plan sieht als erste Stufe eine Vorbereitungsphase (bis 2017) vor, in der z.B. Standardisierungsmaßnahmen durchgeführt und Leitfäden, Checklisten und Muster erarbeitet werden. Hierfür stellt das BMVI Mittel in Millionenhöhe bereit.

In der zweiten Stufe (2017-2020) sollen die derzeitigen vier Pilotprojekte deutlich erweitert werden, um über alle Planungs- und Bauphasen hinweg Erfahrungen sammeln zu können. Weitere Pilotprojekte bei den Verkehrsträgern Schiene, Straße und Wasserstraße sind dafür in Planung. Das BMVI wird diese mit Mitteln in zweistelliger Millionenhöhe unterstützen.

In der dritten Stufe (ab 2020) soll BIM im Zuständigkeitsbereich des BMVI bei neu zu planenden Projekten regelmäßig angewandt werden.

Der Stufenplan beschreibt u.a. das dann geforderte Leistungsniveau und listet die Maßnahmen auf, die zur Vorbereitung der breiten Einführung ergriffen werden sollten.

Anlagen:

Pilotprojekte

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In vier Pilotprojekten erforscht das BMVI die Anwendung der Methode bereits. So erprobt die Deutsche Bahn die Methodik beim Rastatter Tunnel im Projekt Karlsruhe-Basel sowie bei der Filstalbrücke im Neubauprojekt Wendlingen-Ulm. Die DEGES wendet BIM bei der Erneuerung der Brücke über den Petersdorfer See (BAB 19 in Mecklenburg-Vorpommern) und beim Neubau der Auenbachtalbrücke im Zuge der B 107n südlich von Chemnitz an. Die Projekte werden wissenschaftlich begleitet und ausgewertet.

Das erste Arbeitspaket dieses Forschungsprojekts, die Materialsammlung mit einem umfassenden Überblick über den Stand der Anwendung von BIM im Infrastrukturbereich, ist abgeschlossen.

In Vorbereitung der Ausweitung der Pilotierung in den Bereichen Bundesfernstraße und Bundeswasserstraße gab es Workshops im BMVI, deren Protokolle hier einzusehen sind:

Standardisierung: Industry Foundation Classes

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Eine wesentliche Forderung des Stufenplans Digitales Planen und Bauen ist die Nutzung offener Schnittstellen für den Datenaustausch zwischen verschiedenen Softwareapplikationen. Mit den sog.Industry Foundation Classes“ (IFC) hat die Organisation buildingSMART International (bSI) einen weltweit akzeptierten Datenaustauschstandard geschaffen, der seit 2005 als ISO-Standard vorliegt. Bislang fokussiert der IFC-Standard jedoch auf den Hochbau.

Um die Verwendbarkeit der IFC-Schnittstelle für den Infrastrukturbau umfassend zu gewährleisten, sind Erweiterungen notwendig. Seit 2015 liegen hierzu Vorschläge aus Südkorea zur Definition von IFC-Road bzw. aus China für IFC-Rail vor. BMVI hat zur Prüfung dieser Vorschläge sowie zur Erfassung von deutschen bzw. BMVI-Interessen und deren Vertretung auf internationaler Ebene eine Expertengruppe eingesetzt.

Bisherige Ergebnisse dieser Gruppe sind hier einzusehen:

Weiterführende Informationen über den in diesem Zusammenhang wichtigen Objektkatalog für das Straßen- und Verkehrswesen (OKSTRA®) sind unter www.oktstra.de einzusehen.

Weitere wichtige Forschungsergebnisse des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung zur Anwendung von BIM stehen hier zum Download bereit:

IFC-Road & IFC-Rail

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Begleitung der internationalen Standardisierungsprojekte IFC-Road & IFC-Rail – Abschlussberichte jetzt verfügbar

Mit dem Stufenplan „Digitales Planen und Bauen“, dem Masterplan „Bauen 4.0“ sowie der „5-Punkte-Strategie“ für die Bahn sind die Grundlagen für die Einführung des digitalen Planen und Bauen im Infrastrukturbereich vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) geschaffen worden. Ab 2020 ist die Methode BIM bei Projekten der öffentlichen Hand anzuwenden. Damit verbunden ist die Erprobung der kollaborativen Arbeitsweise mit der Building Information Modeling (BIM) Methode in verschiedenen Ausprägungen. Neuartige Konzepte und Methoden sollen dabei sowohl im Hochbau als auch in Infrastrukturprojekten eingesetzt werden, die eine durchgängige Nutzung der digitalen Informationen über den gesamten Lebenszyklus ermöglichen. Daraus resultiert der Bedarf an offenen, neutralen Datenaustauschformaten. Mit den Erweiterungsprojekten IFC-Road und IFC-Rail wurde nun das bereits weit verbreitete Datenformat Industry Foundation Classes (IFC) um spezifische Komponenten erweitert, um Belange des Straßen- und Schienenbaus adäquater abbilden zu können.

Die ARGE IFCINFRA, bestehend aus Vertretern der Technischen Universität München (TUM), der Ruhr-Universität Bochum (RUB) sowie dem Industriepartner AEC3, begleitete im Auftrag des BMVIs die Standardisierungsprojekte IFC-Road und IFC-Rail zwischen 2015 und 2020. Die Ergebnisse sind nun im Rahmen zweier Abschlussberichte verfügbar, die die erzielten Ergebnisse auf internationaler Ebene gegenüber nationalen Anforderungen und Spezifika einordnen und evaluieren. Zusätzlich wurde im Rahmen eines Arbeitspaketes die Anwendbarkeit der vorgeschlagenen Schemaerweiterungen mit prototypischer Implementierung validiert.