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BIM in der Architektur: Verweigern oder durchstarten?

Vor allem bei Auftraggebern und Bauunternehmen gilt BIM (Building Information Modeling) als große Zukunftshoffnung. Welche Chancen und Risiken birgt die Planungsmethode für Architekten? Ein DETAIL-Kongress in München am 27. November 2014 gab erste Antworten.

Den einen gilt es als große Chance, am Bau Kosten und Zeit zu sparen, den anderen als Werkzeug böser Mächte, um den Architekten noch den letzten Rest Einfluss auf das Baugeschehen zu rauben: Am BIM, kurz Building Information Modeling, scheiden sich (noch) die Geister.  Doch Kenner der Materie prognostizieren längst: BIM wird kommen, ob wir es wollen oder nicht. Besser also, man ist darauf vorbereitet.

Entsprechend enorm ist derzeit der Informationsbedarf bei Architekten und Planern. Um erste Antworten auf ihre Fragen zu geben, hat DETAIL gemeinsam mit dem Leonhard Obermeyer Center der Technischen Universität München, dem Fraunhofer-Institut für Bauphysik und dem BVBS-Bundesverband Bausoftware e.V. den ersten BIM-Kongress am 27. November 2014 in München veranstaltet. Moderiert wurde das Symposium von Martin Schuff, der als stellvertretender Vorstandsvorsitzender des Bundesverbandes Bausoftware e.V. fundierte Kenntnisse zu den aktuellen Entwicklungen im Bereich BIM hat. Unterstützt wurde der Kongress von den Software-Anbietern Autodesk, ComputerWorks, Graphisoft und Nemetschek Allplan.

BIM-Kongress von DETAIL in München
Volles Haus beim BIM-Kongress am 27. November 2014 an der TU München. Foto: Matthias Kestel / affeimkopf.de

Warum gerade jetzt, könnte man sich fragen. Die Visionen einer »digitalen Kette« zwischen allen Phasen der Planung und Bewirtschaftung und eines allumfassenden Gebäudemodells, bei dem sämtliche Gebäudedaten zentral gespeichert und miteinander verknüpft sind, existiert schon seit Jahren. Und bereits 1995 formierte sich in Deutschland die Industrieallianz für Interoperabilität e.V., die heute unter dem Namen buildingSMART firmiert und die Projektabwicklung mittels integrierter Informationsverarbeitung effizienter und damit qualitäts-, termin- und kostensicherer machen will. Ein zentraler Baustein sind dabei „intelligente“ 3D-Modelle, die nicht nur aus Linien, Flächen und Volumen bestehen, sondern aus bauspezifischen Objekten (z. B. Wand, Tür etc.) mit entsprechenden Attributen wie Material, U-Wert, Hersteller oder Schalldämmmaß.

BIM – Allzweckwaffe gegen Planungsdesaster?
Eine Antwort auf die Frage gab André Borrmann, seit 2011 Professor für Computergestützte Modellierung und Simulation an der TU München, in seinem Einführungsvorschlag. Das Fiasko bei Großprojekten wie dem Berliner Flughafen oder der Hamburger Elbphilharmonie hat bei Deutschlands Politikern einen Nachdenkprozess in Gang gesetzt, ob Deutschland nicht zumindest dort, wo es um Milliarden geht, neue Planungsprozesse und –werkzeuge braucht. Die vermeintliche Lösung war schnell gefunden: BIM soll es richten. Das empfahl zumindest die Anfang 2014 vom Bund eingesetzte »Reformkommission Großprojekte«. Im Mai formulierte Bundesverkehrsminister Alexander Dobrindt es so: »Modernes Bauen heißt: erst virtuell und dann real bauen«.

Prof. André Borrmann (Technische Universität München). Foto: Matthias Kestel / affeimkopf.de

Nun haben BER und die Elbphilharmonie mindestens so sehr unter Politiker-Egos und ständig sich ändernden Bauherrenwünschen zu leiden wie unter einer möglicherweise antiquierten Planungskultur. Fakt ist jedoch: Unsere Nachbarn sind in Sachen BIM schon deutlich weiter als wir hier in Deutschland. »In den USA ist BIM de facto Standard«, so Borrmann. Dort gibt es mittlerweile sowohl nationale als auch (zumindest in vielen Großstädten) lokale BIM-Richtlinien. In Großbritannien soll BIM ab 2016 für alle öffentlich finanzierten Bauvorhaben Pflicht werden. Ziel des Vorhabens: Die – bisher eher als rückständig geltende – britische Baubranche solle sich zur »Speerspitze der neuen digitalen Ära im Bauwesen« aufschwingen, wie es der britische Minister für Kabinettsangelegenheiten, Francis Maude, 2011 formulierte.

In Deutschland sind es bislang vor allem Großunternehmen aus der Privatwirtschaft, die BIM vorantreiben. Auch viele größere Architekturbüros haben – oft bei Projekten im Ausland – bereits Erfahrungen mit der neuen Planungsmethode gemacht. Die Hoffnungen, die die Akteure an BIM knüpfen, sind erheblich: eine bessere Abstimmung der Fachplaner und Gewerke, weniger Planungsfehler, Kosten- und Zeitersparnis, der Wegfall wiederholter Dateneingaben und eine »Kollisionskontrolle auf Knopfdruck« am 3D-Modell, etwa zwischen Haustechnikleitungen und Tragwerkselementen. Auch computergestützte Simulationen, etwa zum Tragwerksverhalten oder zum Energiebedarf, sollen sich aus dem 3D-Modell heraus relativ einfach erstellen lassen.

Wie lange halten BIM-Daten – und wer bezahlt die Modellerstellung?
Doch mindestens ebenso groß ist derzeit noch die Zahl der unbeantworteten Fragen: Wer zahlt dem Architekten den zusätzlichen Arbeitsaufwand für die Erstellung eines 3D-Modells? Wer haftet im Streitfall für die Richtigkeit der im Modell hinterlegten Daten? Und wie funktioniert der Datenaustausch zwischen Softwarepaketen unterschiedlicher Hersteller? Gerade Letzterer ist derzeit oft noch ein Problem – freilich eines, das sich lösen lassen sollte. Immer mehr Planungsteams tauschen ihre Daten mittlerweile über den sogenannten IFC-Standard (Industry Foundation Classes) aus, der von buildingSMART entwickelt wurde und gleichsam als das PDF der BIM-Welt gilt. Die Softwarepakete fast aller Hersteller verfügen inzwischen über IFC-Schnittstellen. Außerdem bietet IFC entscheidende Vorteile bei der langfristigen Datenhaltung. Denn selbst innerhalb der Software eines Herstellers sind die Programmversionen oft nur sehr begrenzt aufwärts- und abwärtskompatibel. Das kann fatal sein, wenn das Planungsteam das digitale Gebäudemodell zur  Baufertigstellung an den Nutzer übergibt und dieser 15 Jahre später für einen Umbau erneut auf bestimmte Bauwerksdaten zugreifen will.

Sebastian Brückner (Oppler Hering Rechtsanwälte). Foto: Matthias Kestel / affeimkopf.de

Zu den honorarrechtlichen Fragen gab Sebastian Brückner, Rechtsanwalt bei der Kanzlei Oppler Hering, in seinem Vortrag Antworten. Grundsätzlich ist eine BIM-Planung innerhalb des bestehenden HOAI-Rahmens durchaus möglich; es sind jedoch Zusatzvereinbarungen zu treffen. So listet die HOAI 2013 die Erstellung eines BIM-Modells als »Besondere Leistung« im Rahmen der Leistungsphase 2 auf, für die ein Honorar frei verhandelt werden kann.

Kreativität bei der Honrierung ist gefragt
Dass die BIM-Honorierung eher eine Frage der konkreten Vertragsgestaltung denn eine prinzipielle Frage der HOAI sei, meint auch Dirk Hennings vom Frankfurter Architekturbüro wörner traxler richter. Die Architekten planen derzeit Deutschlands erstes Krankenhaus im Passivhausstandard in Frankfurt-Höchst mit 36000 Quadratmetern Fläche. Dabei pflegen alle Planungsbeteiligten ihre Daten parallel – und weitgehend automatisiert – in zwei Datenmodelle ein: ein geometrisches BIM-Modell für die Bauausführung sowie ein raumbasiertes CAFM-Modell, das später als Grundlage für das Facility Management dienen soll.

Dirk Hennings (wörner traxler richter architekten). Foto: Matthias Kestel / affeimkopf.de

Die Erstellung und Pflege der Datenmodelle obliegt bei dem Frankfurter Bauvorhaben den Architekten. Laut Dirk Hennings steht dem Mehraufwand eine Vielzahl zusätzlicher Ertragsmöglichkeiten gegenüber. So lässt sich die Erstellung und Gliederung des Raumbuchs für das CAFM als separate Leistung abrechnen, und das 3D-Modell kann an die Fachplaner und Bauphysiker für deren Planungen und Simulationen gegen Entgelt weitervermietet werden.

Michael Willimek vom Münchener Architekturbüro Brechensbauer Weinhart + Partner Architekten erläuterte in seinem Vortrag BIM am Beispiel eines alltäglichen Bauvorhabens: der Sanierung eines Hauses mit 18 Wohneinheiten in einer ehemaligen US-Armeesiedlung in München-Perlach. Im Auftrag der Bundesanstalt für Immoblienaufgaben planten die Architekten den Umbau komplett in 3D-BIM – und machten dabei durchaus positive Erfahrungen mit der Koordination der Gewerke, der Kollisionskontrolle und der automatischen Generierung von Abbruch-, Werk- und Vermietungsplänen aus dem 3D-Modell heraus. Auch die Massenermittlung funktioniert mithilfe des Modells gleichsam auf Knopfdruck, so Willimek. Lediglich bei der Ausschreibung muss dann noch »zu Fuß gearbeitet« werden.

Michael Willimek (Brechensbauer Weinhart + Partner Architekten). Foto: Matthias Kestel / affeimkopf.de

Ein Extrahonorar fürs 3D-Modell zahlt aber auch die öffentliche Hand nicht, berichtet Willimek. Umso mehr kommt es seiner Ansicht nach bei der Arbeit mit BIM auf Kreativität beim Aufspüren zusätzlicher Verdienstmöglichkeiten an – etwa in Form von 3D-Visualisierungen, die sich gegenüber dem Bauherrn separat abrechnen lassen.

Für viele ist BIM jetzt schon alternativlos

Zu den BIM-Vorreitern in Deutschland gehört das Büro Obermeyer Planen + Beraten. Dessen für BIM zuständiger Fachbereichsleiter Jakob Przybylo gab den Zuhörern einen Überblick über die Arbeitsweise des Büros. Obermeyer arbeitet viel für Großunternehmen wie die Deutsche Bahn, die sehr klare Vorstellungen hinsichtlich der einzuhaltenden Datenstandards und Planungsprozesse haben. Dennoch hat das Büro bei vielen Projekten auch in Eigeninitiative BIM eingeführt – mit überzeugendem Ergebnis, so Przybylo: »Wenn man erst einmal in BIM gearbeitet hat, will danach kein Bauherr wieder zu 2D-Plänen zurück«.

Jakob Przybylo (Obermeyer Planern + Beraten). Foto: Matthias Kestel / affeimkopf.de

Zentral für die Einführung von BIM im Planungsbüro ist laut Przybylo die Funktion eines zentralen BIM-Managers. Er plant die Anschaffung von Hard- und Software sowie die Mitarbeiterschulungen, hält Ausschau nach geeigneten Pilotprojekten, entwickelt bürointerne BIM-Standards und Arbeitsabläufe und kann auch externe Beratungsleistungen erbringen. Auch für jedes einzelne Projekt sollte ein solcher interner BIM-Manager vorhanden sein. Er plant die projektspezifische BIM-Strategie, beantwortet Rückfragen der Projektmitarbeiter und sichert die Datenqualität sowie die Termineinhaltung. Außerdem dient er als zentraler Ansprechpartner für den Bauherrenvertreter und die Fachplaner in BIM-spezifischen Fragen.

Für Obermeyer stellt sich die Alternative »BIM oder nicht BIM« inzwischen nicht mehr, so Jakob Przybylo: »Wir müssen so oder so in BIM planen, anders hätten wir am Markt keine Chance«. Die Kehrseite der Medaille: Ein zusätzliches Planerhonorar für das 3D-Modell wird bei Großprojekten in der Regel nicht gezahlt; dieses gilt inzwischen als Standardleistung.

Erfahrungen aus dem Ausland

Einen Ausblick in die Situation in Großbritannien gab beim BIM-Kongress Neil  Marshall vom Planungsbüro The Design Buro aus Rugby. Seiner Ansicht nach ist die Einführung von BIM in der Planung zuallererst eine Frage der Mitarbeiterschulung und –koordination sowie der Prozesssteuerung und erst in dritter Linie eine Frage der Hardware und Software. The Design Buro führte 2010 sein erstes BIM-Projekt für ein Krankenhaus in Wales durch. Marshalls Erfahrung aus dem Prozess lautet: BIM sollte ganz oder gar nicht eingeführt werden. Eine Schulung von nur wenigen Mitarbeitern – und die Installation von BIM-kompatibler Software auf nur wenigen Rechnen im Büro – ist unsinnig, weil die Mitarbeiter in den meisten Planungsbüros viel zu sehr zwischen unterschiedlichen Projekten »rotieren«.

Bei der Entwurfsbearbeitung machte The Design Buro eine interessante Entdeckung: Zwei bürointerne Teams arbeiteten parallel an der Entwurfsplanung – eines konventionell in Form von 2D-Plänen und eines direkt am 3D-Modell. Entgegen der verbreiteten Ansicht, dass das 3D-Modell vor allem in frühen Planungsphasen viel Mehrarbeit verursachte, war der Planungsfortschritt beim 3D-Team nicht nur viel schneller als bei den in 2D arbeitenden Kollegen – die aus dem 3D-Modell generierten Pläne waren auch deutlich exakter und in sich konsistenter. Daraufhin brach das Büro die Arbeit an den 2D-Plänen in diesem Projekt komplett ab und plante nur noch in 3D weiter.

Neil Marshall (The Design Buro Ltd). Foto: Matthias Kestel / affeimkopf.de

Gerade bei sich wiederholenden Bauelementen hat sich laut Marshall in 3D-Modellen folgende Arbeitsweise bewährt: Standardelemente wie Türen und Fenster werden grundsätzlich separat gezeichnet und im Planungsverlauf sukzessive mit Detailinformationen angereichert; im Gebäudemodell selbst sind sie nur als externe Referenzen eingebunden. Dadurch ist es auch möglich, die Datengröße des Modells gering zu halten, so Marshall. Schließlich hat ein Bauherr Anspruch darauf, von den Planern ein klar strukturiertes Modell ohne unnötigen »Datenmüll« zu erhalten.

Auf die Frage, ob sich The Design Buro auch mit BIM befasst hätte, ohne dass es die Regierungsinitiative gegeben hätte, antwortete Marshall: »Vermutlich nicht – und das wäre eine Dummheit gewesen«. Denn das Arbeiten mit BIM hat seiner Ansicht nach auch für Planer große Vorteile wie zum Beispiel die einfache Erstellung  von 3D-Visualisierungen. Diese erlauben es dem späteren Nutzer, die Planungen leichter zu verstehen und verringern so den späteren Änderungsbedarf, so Marshall. Er hat inzwischen auch die Kosten für Hardware, Software und Schulungen im Rahmen der BIM-Einführung bei The Design Buro berechnet: Sie belaufen sich umgerechnet auf vier britische Pfund pro Mitarbeiter und Arbeitsstunde – das sei weit weniger als ursprünglich befürchtet, so Marshall.

Die Bauproduktehersteller müssen umdenken

Über die Vorteile von Herstellern definierter BIM-Objekte referierte Johannes Reischböck beim BIM-Kongress in München. Er ist Chief Operating Officer von BIMObject, einer herstellerübergreifenden Datenbank, die solche Objekte für die Einbindung in Gebäudepläne anbietet. Das können Dachflächenfenster sein, Faltwände oder Sanitärobjekte, in denen die entsprechenden Attribute – wie etwa verfügbare Größen, Materialien und Farben – bereits vom Hersteller hinterlegt sind.

Mittelfristig dürften solche Objekte die bisherigen Planungsmappen und –ordner der Hersteller in den Architekturbüros obsolet machen, prognostiziert Reischböck. Im Gegensatz zu bedrucktem Papier „denken“ solche Objekte bei der Planung mit: Zeichnet der Architekt etwa eine Dachöffnung für ein Dachflächenfenster, »weiß« das Objekt automatisch, ob das gewählte Produkt in der betreffenden Größe verfügbar ist und ob z.B. eine kostspielige Sonderanfertigung nötig wäre. Auch das Objektgewicht ist in den Objekten hinterlegt – wichtig etwa für Fassadenverkleidungen, wo beim Überschreiten bestimmter Maße und damit Gewichte Hebezeuge auf der Baustelle bereitgestellt werden müssen.

Johannes Reischböck (BIMObject AB). Foto: Matthias Kestel / affeimkopf.de

Überhaupt sieht Reischböck durch BIM für die Baustellenlogistik große Potenziale: Eine Vision, an deren Verwirklichung derzeit vor allem in Schweden gearbeitet wird, ist die fertig konfektionierte, palettenweise »Just-in-Time«-Anlieferung aller für einen Raum oder Fassadenabschnitt erforderlichen Baumaterialien direkt an den Bestimmungsort auf der Baustelle. Allerdings sieht Reischböck noch erheblichen Nachholbedarf bei vielen Bauprodukteherstellern: Gerade die deutschen Unternehmen – die in Europa durchaus eine marktbeherrschende Stellung haben – agieren hier noch zu langsam, weil die entsprechende Nachfrage nach BIM-Objekten in Deutschland bislang fehlt. Der Handlungsdruck kommt vorwiegend aus den ausländischen Tochterunternehmen und Zweigniederlassungen, die mit dem schon viel höheren Bedarf der dortigen Planer konfrontiert sind.

Die Position der öffentlichen Hand

Annette von Hagel von der Bundesanstalt für Immobilienaufgaben erläuterte in ihrem Vortrag, warum der Bund derzeit verstärkt auf BIM setzt. Zum einen sollen standardisierte Datenmodelle es der Behörde überhaupt erst einmal ermöglichen, den Überblick über Menge und Zustand ihrer Liegenschaften zu behalten. Denn momentan weiß auch bürointern niemand so genau, was der Bundesanstalt für Immobilienaufgaben alles gehört. Rund 480.000 Hektar Grundstücke und 40.000 Wohnungen sollen es sein. Alle Gebäudetypen zusammengerechnet, beläuft sich der Immobilienbesitz des Bundes auf etwa 35 Millionen Quadratmeter vermietete Fläche. Entsprechend groß ist der Druck, konsistentes Datenmaterial als Basis für deren Bewirtschaftung  zu generieren.

Annette von Hagel (Bundesanstalt für Immobilienaufgaben). Foto: Matthias Kestel / affeimkopf.de

Hinzu kommen ständig neue Vorgaben der EU an Gebäude: Nach den Vorgaben des EU-Energieeffizienzplans 2011 soll der Bund jährlich drei Prozent seiner Gebäude so sanieren, dass sie zu den 10% energieeffizientesten im Land gehören. Die 2013 eingeführte Bauprodukteverordnung fordert, dass Gebäude und deren Elemente nach ihrem Rückbau recyclingfähig sein sollen. Und ab 2015 müssen für alle öffentlich zugänglichen Gebäude mit mehr als 250 m2 Nutzfläche Energieausweise erstellt und öffentlich ausgehängt werden. Vielfach – etwa bei der Recyclingfähigkeit – wissen selbst die Immobilienverwalter des Bundes nicht, wie sie diese Vorgabe genau einhalten sollen. In anderen Fällen wäre das Vorliegen BIM-gerechter Daten zumindest eine erhebliche Arbeitserleichterung.

Fazit: Mehr Chance als Risiko

Nach Ansicht von Annette von Hagel sollten Architekten BIM als Chance begreifen, um ihre ganzheitliche Projektverantwortung zu stärken. Eben diese hatte der Vorstand des Bundes Deutscher Architekten (BDA) 2013 in einem Positionspapier eingefordert. Ähnlich sieht es auch Jakob Przybylo: »Wir haben die Wahl, uns von BIM überrennen zu lassen oder es als Chance wahrzunehmen«.

Ob sich diese Einsicht auch unter Deutschlands Architektenverbände durchsetzen wird, bleibt abzuwarten. Lange haben BDA, BDB und die Architektenkammern gezögert, sich an der Gründung der »Bauen Digital GmbH« zu beteiligen. Dies ist ein breiter Zusammenschluss von Akteuren aus der Baubranche – Planerverbände, Bauunternehmen und Softwareanbieter – die BIM auf breiter Ebene im Bauwesen verankern und dafür in den kommenden Monaten auch Richtlinien und Normen entwickeln wollen. Noch Anfang November hat Rudolf Scherzer, Vizepräsident der Bayerischen Architektenkammer, im Deutschen Architektenblatt deren Nichtteilnahme an der neuen Vereinigung angekündigt – und begründete dies indirekt damit, dass BIM »allzu schnell« im Bauwesen eingeführt werden solle, um andere Schwachpunkte in der bestehenden Planungskultur zu kaschieren. Nun jedoch wird laut Martin Schuff zumindest die Bundesarchitektenkammer bei der offiziellen Gründungsveranstaltung von Bauen Digital GmbH in München mit von der Partie sein.

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Konzept: Bürogebäude

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