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BIM als Kalkulationsinstrument

Digitale Gebäudemodelle könnten statt Papier und Lineal als Grundlage für Berechnungen dienen. Die Realität ist derzeit jedoch davon noch weit entfernt.

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Der digitale Zwilling kann mehr als die reine Planung von Baumaßnahmen. Auch die Kostenrechnung lässt sich hiermit realisieren. (Bild: Blue Planet Studio/istockphoto)

Die Wörter „BIM“ und „Digitalisierung“ sind heutzutage in aller Munde. Im Zeichen des modernen Computer-Zeitalters versuchen die verschiedensten Bereiche, sich die Vorteile von Künstlichen Intelligenzen zunutze zu machen. Doch was bedeutet das konkret für die Kalkulationsabteilung bei Bauprojekten? Um diese Frage beantworten zu können, muss man die klassischen Aufgaben der Kalkulationsprozesse kennen: Ziel ist, die Materialien und Dienstleistungen von Facharbeitern in einer Liste zu erfassen, die benötigt werden, um beispielsweise den Neubau eines Hotels zu realisieren. Bis heute funktioniert das folgenderweise: Die Architektenpläne werden auf Papier gedruckt. Der Kalkulator misst mit einem Lineal die Längen und Höhen der Wände und Decken. Dann tippt er die Massen in ein Programm ein. Diese Arbeitsschritte sind natürlich zeitintensiv und können schnell mit Fehlern behaftet sein.

Jetzt kommt die BIM-Arbeitsweise ins Spiel. Hier werden nicht mehr Papierpläne benutzt, sondern der Architekt erstellt ein dreidimensionales Gebäudemodell, das vom Computer mit Hilfe eines Spezialprogramms mathematisch aufgenommen wird. So werden die Längen, Flächen und Volumina, die benötigt werden, automatisch vom Computer ermittelt.
Neben dem Gebäudemodell wird noch eine Vorlagebibliothek benötigt, die alle verschiedenen fachlichen Beschreibungen der Bauleistungen enthält, die für die Erfassung der Materialien und Dienstleistungen beim Erstellen eines Gebäudes notwendig sind, wie zum Beispiel das Herstellen einer Mauerwerkswand und das Betonieren eines Fundamentes. Diese Beschreibungen werden vom Programm dann ebenfalls automatisch mit den richtigen Bauteilen des Gebäudemodells verbunden, damit die berechnete Menge des Fundamentes auch dem dazugehörigen Text zugewiesen wird.

Mengenermittlung per Hand
Um die klassische Arbeitsweise inklusive der Mengenermittlung per Hand mit der computergesteuerten BIM-Methodik zu vergleichen, schauen wir uns einmal die Ergebnisse an, die von den beiden Arbeitsweisen geliefert werden: Die „händische“ Vorgehensweise liefert beispielsweise in der Leistungsphase 6 ein Leistungsverzeichnis mit Positionen, beschreibenden Texten, Einheiten und vor allem den Mengen. Dieses Leistungsverzeichnis bestimmt genau, welche Materialien in welcher Qualität gebraucht werden, um das geplante Gebäude zu errichten. Allerdings ist hier keine Verbindung zwischen den Mengen und den Architekturplänen vorhanden. Um nachvollziehen zu können, welche Mauerwerkswand in dem Text gemeint ist, muss man die Papierpläne mit den Texten vergleichen und kann nur interpretieren, wo die Wand wirklich steht. Eine Prüfung ist somit schwierig durchzuführen, vor allem Änderungen im Projektverlauf bringen hier Fehler mit sich – manche mit kleinen, manche mit großen Ausmaßen.

Berechnung auf Basis des 3D-Modells
Die digitale „BIM“ Arbeitsweise unterscheidet sich gegenüber der „händischen“ signifikant: Das Programm nutzt spezielle Abzugsregeln gemäß Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen (VOB) für die Berechnung auf Grundlage des 3D-Modells. Dadurch ist der Betrachter in der Lage, die einzelnen Mengen in dem Leistungsverzeichnis zu selektieren und im 3D-Modell genau den Einbauort imGebäude zu sehen, wenn der Anwender für die Software die entsprechenden Bibliotheken vorbereitet hat. Eine VOB-Abzugsregel schreibt beispielsweise vor, dass Öffnungen von Wänden für die Wandfläche bei bestimmten Größen nicht berücksichtigt werden. Außerdem sind die Berechnungen der Mengen nachvollziehbar für jedes Bauteil erkennbar dargestellt (zum Beispiel Länge mal Breite mal Höhe für das Volumen einer Wand). Auf diese Weise wird hier BIM als Kalkulationsinstrument eingesetzt. Die Software setzt verschiedene Arbeitsschritte, die in herkömmlichen Projekten vom Bearbeiter per Hand durchgeführt werden, standardisiert um.
So können die verschiedenen Phasen im Projektverlauf durch archivierte Sicherungen jederzeit geöffnet und miteinander verglichen werden. Automatisch erhält der Anwender eine sehr detaillierte Dokumentation inklusive der dreidimensionalen Visualisierung mit dem Modell.

Zeitersparnis, Fehlerminimierung und Qualitätsanstieg
Aktuell müssen die einzelnen Mengen noch per Hand eingegeben respektive aufgenommen werden. Sind die Bibliotheken mit den Positionstexten jedoch erst einmal definiert und standardmäßig entwickelt, kann die Erstellung eines Rohbau-Leistungsverzeichnisses mit der BIM-Methodik sehr viel schneller durchgeführt werden. Der Computer ist dann in der Lage, die Berechnung der Mengen sowie die Zuweisung der richtigen Positionstexte nach Standardleistungsbuch komplett zu übernehmen. Bei Projektänderungen wird sich dies besonders positiv auswirken.

Mehrwerte bringen Herausforderungen mit sich
Die ersten Erfahrungen in Pilotprojekten zeigen ganz klar, dass die Wirkung, die mit BIM als Kalkulationsinstrument einhergeht, maßgeblich von der Qualität der Daten abhängt, mit denen gearbeitet wird. Es hat sich herausgestellt, dass die BIM-Prozesse mit den computerunterstützten Berechnungen eine höhere Qualität, Fehlerminimierung sowie Zeiteinsparungen mit sich bringen, im Gegenzug aber auch neue Herausforderungen schaffen. Es darf nicht irgendein dreidimensionales Gebäudemodell für die computergestützte Mengenberechnung genutzt werden. Es gibt Richtlinien, die beachtet werden müssen, um ein solches Modell zu erstellen. Beispielsweise darf es keine Lücken im Anschlussbereich von Wänden geben.
Wenn solche Regeln nicht beachtet werden, führt dies zu fehlerhaften Ergebnissen. Außerdem werden im Unternehmen Mitarbeiter gebraucht, die eine Affinität beziehungsweise entsprechendes Know-how zu modernen Computerprogrammen mitbringen, um diese auch bedienen zu können. Allerdings kann dies im Gegensatz zu der fachlichen Erfahrung stehen, die nach wie vor in den Projekten für die tägliche Abwicklung der Tätigkeiten gebraucht werden. An dieser Stelle wird klar: Die neuen Arbeitsprozesse fordern Mitarbeiter aus verschiedenen Kompetenzbereichen, die es zu besetzen gilt, wenn das Unternehmen die neue BIM-Arbeitsweise im Bereich der Kalkulation erfolgreich nutzen möchte.

Selbst die Landwirtschaft ist weiter
Wenn man den Grad der Digitalisierung der Baubranche mit anderen Bereichen der Industrie vergleicht wird klar, dass eine Einführung längst überfällig ist. Beispielsweise wird im Bereich Flugzeug- oder Automobilbau schon seit vielen Jahren mit dreidimensionalen Modellen gearbeitet. Selbst in der Landwirtschaft werden momentan im Vergleich mit der Bauwirtschaft mehr digitale Werkzeuge eingesetzt. Es gibt also noch viel zu tun. Aber die Effekte, die erzielt werden können, stellen einen positiven Anreiz dar: Eine sinnvoll eingesetzte Digitalisierung in Bauprojekten in Form von BIM als Kalkulationsinstrument bringt Zeitersparnis, ein geringeres Fehlerrisiko und höhere Planungsqualität. Jedoch muss sich der Anwender tief mit der Thematik auseinandersetzen und neue Herausforderungen meistern, die bei jeder Einführung einer neuen Arbeitsweise entstehen.

Dieser Artikel stammt aus der immobilienmanager Ausgabe 1/2-2020 (Autor: Mark Heinisch, Mitarbeiter Kalkulation bei der AGN Niederberghaus & Partner GmbH).

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05.03.2020