BIM-Dimensionen

Es gibt verschiedene Dimensionen von BIM. Diese beschreiben, in welcher Tiefe die BIM-Methode angewandt wird: Je höher die Dimension, desto mehr Arbeitsbereiche werden mit der BIM-Methode abgewickelt.

2-D-BIM

2-D-BIM: Erstellen von 2-D-CAD-Zeichnungen. Bild: Marion Wiese

2-D-BIM beschreibt die Arbeitsweise mithilfe von Computer-aided-Design-Programmen (CAD-Programmen). Damit werden Grundriss-, Ansicht- und Schnittzeichnungen angefertigt (siehe Abb. 2.1). Die Zeichnungen bestehen aus 2-D-Elementen wie Punkten, Linien, Flächen und Textbestandteilen. Diese Zeichnungselemente haben weder Verknüpfungen noch eine weitere Informationstiefe.

Hinweis

Zur Anwendung der BIM-Methode sollten keine 2-D-Zeichnungen per Hand angefertigt werden, sondern sie sollten aus den 3-D-Modellen abgeleitet werden.

3-D-BIM

3-D-BIM: Aus dem erarbeiteten 3-D-Modell können z.B. 2-D-Grundriss-, Ansicht- oder Schnittzeichnungen ausgegeben werden. Foto: Marion Wiese

3-D-BIM ist das Arbeiten mit 3-D-Modellen. Dafür werden alle Bestandteile des Gebäudes und Grundstücks mithilfe einer Software in 3-D im Modell erstellt wie

  • Fundamente,
  • Wände,
  • Stützen,
  • Decken,
  • Bodenbeläge,
  • Fenster,
  • Türen,
  • Treppen,
  • technische Anlagen,
  • Gelände und Außenanlagen,
  • Räume,
  • Möbel und
  • Einbauten.

Zusätzlich werden die 3-D-Bauteile um alphanumerische Daten ergänzt. Dies sind beispielsweise Angaben zu statischen und Brandschutzeigenschaften sowie Angaben zu Räumen wie etwa die Anzahl der Nutzer oder die spätere Raumtemperatur. Je nach Projektfortschritt werden die Daten ergänzt und geben dem Modell eine inhaltliche Tiefe. 2-D-Grundriss-, Ansicht-, Schnitt- oder Detailzeichnungen können anschließend automatisch in jedem beliebigen Maßstab und in jeder beliebigen Darstellungsweise ausgegeben werden (siehe Abb. 2.2). Diese Arbeitsweise ermöglicht die Durchführung von Simulationen und die Visualisierung mit einer Belegung der Bauteile mit unterschiedlichen Materialien für Entwurfsentscheidungen. Außerdem können mithilfe von Kollisionsprüfungen Überschneidungen, beispielsweise von Bauteilen, technischen Anlagen oder Räumen, sowie die Einhaltung von Regeln
automatisch geprüft werden. Diese Regeln können u. a. bauordnungsrechtliche oder technische Relevanz haben.

4-D-BIM

4-D-BIM: Verknüpfen des 3-D-Modells mit Terminplänen. Bild: Marion Wiese

In der vierten Dimension wird zusätzlich zu den 3 Dimensionen des Modells auch noch der Faktor Zeit berücksichtigt. Dazu werden Bauteile des 3-D-Modells mit zeitlichen Faktoren versehen:

  • Jedes Bauteil wird zu einem bestimmten Zeitpunkt auf der Baustelle eingebaut oder hergestellt.
  • Dafür wird ein bestimmter Zeitraum benötigt.

In einer zusätzlichen Software speziell für die BIM-4-D-Komponente Zeit können die IFC-Modelle importiert werden. Die 4-D-Modelle können mithilfe der Software jederzeit aktualisiert werden. Zusätzlich kann ein vorhandener Terminplan importiert oder mithilfe des IFC-Modells und der ergänzenden Software erzeugt werden (siehe Abb. 2.3). So können zeitliche Abläufe und Abhängigkeiten dargestellt und analysiert werden. Beispielsweise kann der Ablauf auf der Baustelle aufgezeigt werden, womit die Baustellenlogistik präziser geplant werden kann. Mögliche Konflikte können allen Fachplanern
oder ggf. den Ausführenden kommuniziert und mit ihnen gelöst werden. Es können Sequenzen ausgearbeitet werden, um allen Beteiligten Abläufe zu verdeutlichen. Außerdem können
Standbilder erzeugt werden, um daraus Arbeitspläne anzufertigen. Es besteht zudem die Möglichkeit, unterschiedliche Szenarien durchzuspielen und den Ablauf entsprechend anzupassen. Beispielsweise kann der Einsatz mit einem Kran dem mit 2 Kränen gegenübergestellt werden. Außerdem können Simulationen genutzt werden, um Nutzerströme oder Sonnenstände zu analysieren oder Sicherheitskonzepte zu entwerfen.

5-D-BIM

5-D-BIM: Ableiten von Massen für die Kostenberechnung und
Ausschreibung aus dem erstellten 3-D-Modell. Bild: Marion Wiese

Die fünfte Dimension beinhaltet die Komponente Kosten.

Kostenberechnung

Die IFC-Schnittstelle dient bei der Kostenberechnung der Übergabe von Bauteilen mit deren im Modell verknüpften Massen und Informationen zu statischen Eigenschaften, Feuerwiderstandsklasse oder Betonfestigkeitsklasse an AVA-Programme.

Es können dazu IFC-Modelle aus allen BIM-fähigen 3-D-Programmen übernommen werden. Dort werden die Massen und Bauteile mit Kostenkennwerten versehen, um eine Kostenübersicht aufzustellen (siehe Abb. 2.4). Die Kostenkennwerte werden z.B. aus bereits abgewickelten Projekten mit ähnlicher Bauweise und vergleichbaren Konstruktionen übernommen und, falls notwendig, angepasst.

In den AVA-Programmen besteht die Möglichkeit, mit Filterfunktionen nach Bauteilen mit bestimmten Namen, Materialien oder Eigenschaften zu suchen. So müssen die Bauteile, die für eine Kostenposition verwendet werden, nicht einzeln ausgewählt werden. Voraussetzung für das Filtern ist eine korrekte Erstellung der 3-D-Modelle. Klickt man auf eine erstellte Kostenposition, werden in einem 3-D-Fenster die verknüpften Bauteile hervorgehoben. So erhält man eine bessere Übersicht über die bereits erstellten Kostenpositionen.

Möchte der Bauherr unterschiedliche Ausführungen, beispielsweise 2 verschiedene Bodenbeläge, kostentechnisch miteinander vergleichen, können mit einer zusätzlichen Aufstellung die Kosten für den anderen Bodenbelag aufgeführt und mit dem ersten verglichen werden.

Hinweis

Gibt es Änderungen im Entwurf und das 3-D-Modell wird verändert, werden die Positionen in den AVA Programmen nicht automatisch aktualisiert. Dafür muss das 3-D-Modell erneut im IFC-Format abgespeichert und im AVA-Programm neu verknüpft werden. Damit sollen unkontrollierte Änderungen in der Kostenkalkulierung verhindert werden.

Leistungsverzeichnisse

Bei der Erstellung von Leistungsverzeichnissen wird ähnlich vorgegangen. Der Unterschied besteht darin, dass die Bauteile und Massen in einer gewerkeorientierten Aufstellung erfasst werden. Die Positionen aus der Kostenkalkulation können in die Leistungsverzeichnisse übernommen werden. Die Verknüpfungen mit dem IFC-Modell gehen dabei nicht verloren. Eine Veränderung der Gebäudegeometrie und der damit verbundenen Massen oder Materialien kann über eine Aktualisierung des IFC-Modells und der entsprechenden Positionen übernommen werden.

Die Leistungsverzeichnisse können als Datei im Dateiformat Gemeinsamer Ausschuss Elektronik im Bauwesen (GAEBDatei) ausgegeben oder gedruckt werden. Zusätzlich gibt es die Möglichkeit, einen BIM-Leistungsverzeichnis-Container zu exportieren. Dieser enthält dann das IFC-Modell, die
GAEB-Dateien, ein Linkmodell sowie eine zusätzliche Datei im Dateiformat Extensible Markup Language (XML-Datei).


Die Besonderheit besteht darin, dass erstellte Verknüpfungen zwischen dem IFC-Modell und den Leistungsbeschreibungen durch Ausgabe eines BIM-Leistungsverzeichnis-Containers erhalten bleiben. In der DIN SPEC 91350 „Verlinkter BIM-Datenaustausch von Bauwerksmodellen und Leistungsverzeichnissen“ (2016) sind die Anforderungen an die Modelldaten, die Daten aus dem Leistungsverzeichnis sowie deren Verlinkung standardisiert.

6-D-BIM

Die sechste Dimension berücksichtigt zusätzlich den Faktor Nachhaltigkeit (siehe Abb. 2.5). Die Nachhaltigkeit bezieht sich beispielsweise auf die Faktoren

  • Bauteile,
  • Verbindungsmittel und zu deren Herstellung verwendete Rohstoffe,
  • energetische Effizienz des Gebäudes,
  • Rückbaubarkeit,
  • Innovation verwendeter Techniken,
  • Wohngesundheit,
  • Komfort und gewählten Standort für ein Gebäude.

Das U.S. Green Building Council hat ein Prinzip entwickelt, mit dem Gebäude nach ihrer Nachhaltigkeit bewertet werden können: das sog. Leadership in Energy and Environmental Design (LEED; U.S. Green Building Council, 2018). Bei diesem Zertifizierungssystem werden mit einem Punktesystem sowohl Neubauten als auch bestehende Gebäude bewertet.


Das deutsche Pendant dazu ist die German Green Building Association (GGBA; German Green Building Association, 2018). Mithilfe der Anwendung der BIM-Methode werden die Bestandteile des 3-D-Modells mit den notwendigen Angaben für eine Zertifizierung versehen. Somit können diese Informationen an zentraler Stelle abgegriffen und für die Prüfung zusammengestellt werden. Alle Planer können auf diese Weise gemeinsam an der Optimierung für die bestmögliche Zertifizierung arbeiten.

7-D-BIM

7-D-BIM bezieht als siebte Dimension das Facility Management mit ein (siehe Abb. 2.6). Dazu gehört die Übernahme von alphanumerischen Daten aus den 3-D-Modellen für de Gebäudebetrieb. Informationen wie Seriennummern, Produkthersteller, Oberflächenmaterialien oder Wartungsintervalle zu Bauteilen, Geräten, technischen Anlagen, Räumen usw. werden in dem Modell ergänzt. Für den Austausch von
Gebäudeinformationen wurde das Format Construction Operations Building Information Exchange (COBie-Format) entwickelt, das in einigen Ländern als BIM-Standard festgelegt ist. Mit den gesammelten Angaben kann das Gebäude wirtschaftlich und nachhaltig betrieben werden. Das zentrale Erfassen der für das Facility Management notwendigen Daten entbindet von einem nachträglichen Zusammensuchen der
Angaben.

Aktualisiert am 23. März 2022