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 beschreibt die Arbeitsweise mithilfe von Computer-aided-Design-Programmen (CAD-Programmen). Damit werden Grundriss-, Ansicht- und Schnittzeichnungen angefertigt. Die Zeichnungen bestehen aus 2-D-Elementen wie Punkten, Linien, Flächen und Textbestandteilen. Diese
Zeichnungselemente haben weder Verknüpfungen noch eine weitere Informationstiefe.
2-D-BIM beschreibt die Arbeitsweise mithilfe von Computer-aided-Design-Programmen (CAD-Programmen). Damit werden Grundriss-, Ansicht- und Schnittzeichnungen angefertigt. Die Zeichnungen bestehen aus 2-D-Elementen wie Punkten, Linien, Flächen und Textbestandteilen. Diese Zeichnungselemente haben weder Verknüpfungen noch eine weitere Informationstiefe.
3-D-BIM
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. 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 habe.
4-D-BIM
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 ergänzen den Software erzeugt werden. 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. Foto: 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.
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 (GAEB-Datei) 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. 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 den
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.
aus: BIM-Prozess kompakt, Abwicklung eines Bauvorhabens mit der Planungsmethode BIM, Marion Wiese
