Obwohl manche Projekte für Laien wie BIM aussehen, weil etwa eine 3-D-Planung vorliegt, sind sie es nicht. Warum? Weil die gleiche Information an zwei unterschiedlichen Stellen zu finden ist und es keinerlei Verbindung zwischen diesen Daten gibt. Brückenlösungen und Datenbanken können hier weiterhelfen.
Sinn und Zweck von BIM ist ein kollaborativer, transparenter und redundanzfreier Planungsprozess, der sich über die Bauphase hinaus bis zur Nutzung und zum Facility Management erstreckt. Damit dies möglich wird, braucht BIM einen ungehinderten Datenfluss zwischen den Programmen, der über eine Weiterentwicklung von IFC (Industry Foundation Classes) theoretisch machbar wäre. Aber IFC bleibt weiterhin eine Brückentechnologie, die seit rund 20 Jahren keine nennenswerten Innovationen hervorgebracht hat und weiterhin viele Probleme in der Nutzung stellt. Viel wichtiger aber ist, dass sich alle über den gesamten Lebenszyklus einer Immobilie hinweg an der gleichen Informationsquelle bedienen. Das Rückgrat von BIM-Projekten ist deshalb künftig eine Datenbank. Für BIM von entscheidender Bedeutung ist und bleibt der Digital Twin (Digitaler Zwilling). Den braucht es vor allem als Information, die in Softwarelösungen wie Archicad oder Revit dargestellt werden kann. Manchmal bedarf es einfach nur einer schnellen Information, wenn beispielsweise ein Fenster geändert werden soll und die Frage geklärt werden muss, was das für die Kosten bedeutet. Um dies schnell und übersichtlich bewerkstelligen zu können, braucht es eine Datenbank.
Exoten in der Bauplanung
Bisher wird kaum eine Planung in Datenbanken gesammelt oder strukturiert gesucht. Datenbanken gelten in Verbindung mit der Bauplanung heute noch als Exoten. Dabei sind sie für BIM essenziell, denn das Bauprojekt der Zukunft wird in Datenbanken geplant: Dann findet die digitale Bauplanung zunächst in einer CAD-Umgebung wie Archicad oder Revit statt. Und anschliessend wird das Modell in einer Datenbank abgelegt. Sauber getrent in 3-DInformation, alphanumerische Information über Materialien und Produkte. Auch sämtliche Produkte und Lösungen wie etwa Wandaufbauten, Dachaufbauten und Ähnliches werden künftig über Datenbanken in BIM-Prozesse integriert.Das bedeutet: Planer übernehmen künftig sämtliche Bauprodukte in Form von BIMObjekten oder anderen BIM-Formaten in die CAD-Umgebung, bauen damit einen Digital Twin und speichern das Modell in der Datenbank ab – und zwar in einer eigens für das Bauprojekt angelegten Projektdatenbank. Nur so funktioniert die Vision eines digitalen, mit Informationen angereicherten BIM-Modells, das im Zentrum eines jeden BIM-Projekts stehen muss, um über alle Lebensphasen hinweg mit Informationen dienen zu können. Eine Planung, die nur in Teilbereichen digital verläuft, ist eine BIM-orientierte Planung, aber kein BIM-Projekt.
Mehrwert von Datenbanken während der Bauphase
Ein kleines, aber sehr greifbares einfaches Beispiel, wie Prozesse automatisiert, besser harmonisiert und strukturiert werdenkönnen, wenn wir uns als Planer auf eine Datenbank einlassen, ist der Anwendungsbereich der Baudokumentation. Sie ist unbeliebt, weil zeitraubend. Aber Architekten und Bauleiter müssen sie laut Dokumentationspflicht erfüllen. Wie dokumentiert wird, bleibt dem Verantwortlichen selbst überlassen. Das können etwa verortete und kommentierte Fotos sein, die wesentliche Schritte des Bauablaufs in einer für den Bauherren nachvollziehbaren Form wiedergeben. Hinzu kommen die Gewerke wie Installateure oder Bodenleger, die die Betriebs- und Gebrauchsanleitung sammeln, aber auch niederschreiben, was sie beim Bauvorhaben gemacht haben. Das kommt normalerweise alles in das Bautagebuch – klassischerweise ein Leitz- beziehungsweise in der Schweiz ein Biella-Bundesordner. In diesem sind alle Schritte und Dokumente gesammelt. Der Ordner wird am Ende des Bauvorhabens dem Bauherren übergeben. Alle externen Dienstleister, sprich die ganzen Gewerke, sollen Bedienungs- und Pflegeanleitungen oder Produktbeschreibungen an den Bauherren übergeben. Im Normalfall sind aber die Architekten immerfort in der Pflicht, den Anleitungen und Dokumentationen nachzujagen. Grundsätzlich gibt es zwar zur Lösung dieses Problems erste digitale Verwaltungstools, aber sie bieten immer noch Insellösungen an, die unzureichend betreut sind. Zudem nutzen die externen Gewerke diese Tools nicht. Der Einsatz einer Datenbank, die dauerhaft in einem Objekt hinterlegt ist, würde sofortige Abhilfe schaffen und lässt im Zuge der BIM-Entwicklung enorme Synergieeffekte erwarten.
Qualitätssprung Schaffen
Im Idealfall gibt es einen Digital Twin, der sich aus einer Datenbank mit Informationen füllt. Der Parkettboden inklusive Anleitung wird dann etwa über ein BIM-Cockpit gepflegt und über BIM-Plugins in den Digital Twin integriert. Der grosse Vorteil mit Blick auf das Thema Baudokumentation: In diesem Fall taucht das Problem erst gar nicht mehr auf, dass irgendwelche Anleitungen gesammelt werden müssen. Jedes Bauteil und jede Systemlösung ist fortan mit allen verfügbaren Informationen sowohl geometrischer als auch alphanumerischer Natur inklusive Anleitungen in der Datenbank auffindbar.
Fortan profitieren ebenfalls alle anderen Anwendungsbereiche über den gesamten Lebenszyklus eines BIM-Projektes hinweg wie etwa das Facility Management, aber auch die Bauabwicklung und -abrechnung. Themen wie das Generieren von Stücklisten oder das Auslösen und Tracken von Bestellungen stellen dann keine Herausforderung mehr dar. All diese und viele andere Aufgaben beinhaltet das BIM-Konzept. Dies lässt sich aber nur erreichen, wenn alles sauber in einer Datenbank geführt, gepflegt und gemanagt wird.
Vorteile für das Facility Management
Wenn während des Gebäudebetriebs etwa eine Tür zu Schaden kommt, kann über die Software der richtige Ersatz bestellt werden. Ob das richtige Pflegemittel für den Parkettboden, das richtige Reinigungsmittel für die Fliesen oder der passende Ersatz für defekte Leuchtmittel: In der Datenbank ist jede Information hinterlegt und ermöglicht nicht nur die zielgenaue Bestellung, sondern erinnert den Facility Manager etwa auch an die entsprechenden Wartungszyklen.
Vorteile für die Bauhausführung
Die ganze Baubegleitung inklusive der wirtschaftlichen Aspekte, sprich das Thema Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung (AVA), kann in Verbindung mit Datenbanken viel effizienter arbeiten. Ein prominentes Beispiel ist etwa der unter dem Stichwort Lean Construction Management bekannte Ansatz für ein schlankes Baumanagement, der nur funktioniert, weil Datenbanken zum Einsatz kommen. Grosse Bauunternehmen wie etwa Strabag, Max Bögl oder Goldbeck, haben eigene AVA-Abteilungen. Auch wenn diese Unternehmen einen extern planenden Architekten beauftragen, wird dieser die Einreichung beziehungsweise das Baugesuch machen. Wenn es zur Baugenehmigung kommt, wird er vielleicht noch ein paar Werkpläne zeichnen, weil sie mit einem fertigen System arbeiten. Spätestens dann wird die AVAAbteilung des Bauunternehmens die Arbeit weiterführen. Durch sie erfolgen dann die Ausschreibungen. Je nachdem, wie die Angebote zurückkommen, erhält der Bestbietende den Zuschlag oder der, der am schnellsten liefert. Nach Einbau lassen sie sich dann über eine Auswertung des Digital Twin mitteilen, ob es korrekt ausgeführt wurde und damit, ob es bezahlt werden kann. Oder eben, dass es nicht korrekt ausgeführt wurde und geändert werden muss.
Viele Insellösungen, aber kein rückgrat
Der Status quo ist also, dass der Einsatz von Datenbanken bereits eine gewisse Anwendung im AVA-Bereich, in der Baudokumentation sowie im Facility Management findet. Das Problem ist allerdings, dass all diese Bereiche sich jeweils einer eigenen Datenbank bedienen. Es fehlt eine globale Projektdatenbank, die gepflegt, weitergegeben und weitergeführt wird. Jeder Bereich pflegt stattdessen brav seine Insellösungen, die am Ende die gesamte Wertschöpfungskette gefährdet, weil die entscheidenden Potenziale ungenutzt bleiben, die mit BIM assoziiert werden. Was fehlt, ist eine durchgehende Linie. Die Lösung ist einfach, aber entscheidend: Dem Digital Twin fehlt das Rückgrat, das die einzelnen Bereiche über den Lebenszyklus der Immobilie hinweg miteinander verbindet. Wenn unter alle Insellösungen eine Projektdatenbank gelegt wird, also eine Datenbank, in der immer aus jeder Insel die projektspezifischen Informationen abgespeichert werden, dann ist ein durchgehender Datenfluss möglich.
Klare Rollenverteillung
Jedes Gebäude braucht in Zukunft zudem einen «®account in a cloud» – angelegt und gepflegt vom Architekten. Bei kleineren oder einmaligen Projekten geht es eher darum, dass der Architekt selbst die Cloud pflegt und für alle am Bau Beteiligten als Kommunikationsplattform nutzt. Am Schluss müsste der Architekt dem Bauherren nur noch einen eigenen Zugang erteilen, am besten mit einer eigenen User-Rolle, über die er auf Baudokumentationen zugreifen und sich die wichtigsten Ergebnisse jederzeit herunterladen kann. Das wäre der Use Case für kleinere oder einmalige Projekte. Bei grossen Investoren mit bis zu 50 Bauprojekten pro Jahr legt der Investor selbst eine Cloud an und vergibt Zugriffsrechte für seine externen Architekten. Diese können pro Bauprojekt jeweils mit ihrem Account über die Cloud des Investors zugreifen.
Ablauf über den Building Lifecycle hinweg
Nachfolgend möchte ich skizzieren, wie der gesamte Prozess im Alltag aussehen würde: Zunächst befüllt der Architekt die Cloud mit seiner Planung und dem Digital Twin. Von Produktdatenbanken bezieht er Produktinformationen, Anleitungen und vieles mehr und reichert die Datenbank mit relevanten Informationen an. Später kommt es dann darauf an, wie die Arbeitsteilung geregelt ist. Die grossen Bauunternehmen machen die AVA selbst. Steht das Modell, kann die AVA-Abteilung über ihren Projekt-Account auf die gleiche Cloud zugreifen und weiterarbeiten. Die AVA-Abteilung hat einen eigenen Cloud-Zugang, also eine eigene User-Rolle und kann bestimmte Dinge dort wieder generieren, zum Beispiel Stücklisten für Knauf-Trockenbauwände. Sie können dann etwa für 5X 000 Quadratmeter Trockenbauwand W 112 Stücklisten erstellen, woraus beispielsweise hervorgeht, dass 445’000 Schrauben und 450 Laufmeter von diesem oder jenem Band, X Ausgleichsmasse, Gipskartonplatten und diese oder jene Profile benötigt werden. Damit lässt sich die AVA-Abteilung ein Angebot machen. Das geht dann zum Verarbeiter, der ebenfalls ein Angebot liefert. Auf dieser Grundlage kann er sagen, dass er genau das will und keine Schraube mehr. AVAAbteilungen können bei BIM-Projekten in Verbindung mit Datenbanken also höchst präzise Angebote einholen und eine faktenorientierte Entscheidung treffen. Der Verarbeiter hat dann gleich alle Informationen wie Mengen und Masse vorliegen. Die Abrechnung kann ebenfalls über die Cloud erfolgen. Es gibt die bestellten Mengen, dann die tatsächlich eingebauten Mengen. Wenn hier eine Diskrepanz vorliegt, kann relativ schnell ermittelt werden, wo der Fehler liegt. In der Abrechnung liegt unmittelbar eine Übersicht vor. Das ist deshalb möglich, weil das der Bauleiter während des Bauprozesses im Sinne der Baudokumentation gewissenhaft über seinen Account in die Cloud eingepflegt hat. Aber auch während der Bauphase kann es auf der Baustelle spannend oder notwendig sein. Etwa wenn der Bauleiter vor Ort mit seinem Laptop im Baucontainer schnell die Stückliste ermittelt oder eine Diskrepanz zwischen dem angelieferten Material und dem Material auf der Stückliste vorliegt. Und nachher, wenn das Gebäude steht, ist es abgerechnet. Nach der Bauphase geht es ins Facility Management. Dann gewinnen die Themen Beschreibungen, Verbrauchsmittel, Wartungszyklen und dergleichen eine Rolle. Der Clou ist, dass jeder seine Inhalte einspielt, damit jeder für seine Use Cases Mehrwerte daraus ziehen kann. Es geht um Transparenz im Prozess.
Schlüsselfigur Baustoffindustrie
Eine Schlüsselfigur in diesen Überlegungen kommt weiterhin der Baustoffindustrie zu. Sie muss mit BIM-Infrastrukturen beziehungsweise Datenbanken wie «BIM & More» in einem frühen Projektstadium Produktinformation für den kompletten Gebäude-Lifecycle zur Verfügung stellen – so aufbereitet, dass immer der richtige Level of Information Need (LoIN) möglich ist. Schliesslich benötigt der Architekt etwa die Pflegeanleitung nicht, wenn er den Digital Twin plant, der Objektverwalter beim späteren Facility Management aber schon. Der Mehrwert von BIM-Infrastrukturen wie «BIM & More» liegt deshalb in der Aufbereitung der Daten, damit sie in den Projektdatenbanken in der jeweiligen Detailtiefe zur Verfügung stehen. Dafür gibt es im Datenmodell entsprechende Datenbankfelder, etwa für die frühe Phase, für die mittlere Phase und etwa für die spätere Facility-Management-Phase. Wenn Datenbanken wie «BIM & More» zudem mit zusätzlichen Fähigkeiten wie ein Projektmanagement ausgestattet werden, kann der Architekt ein Projekt anlegen und etwa Knauf-Produkte in den Projektordner legen. Wenn dieser Projektordner beziehungsweise diese Knauf-Information alle Informationen für den gesamten Lifecycle beinhaltet, dann kann ein Filter regeln, welche Informationen der Architekt bei der Gestaltung des Digital Twin, welche Informationen später der AVA-Mitarbeiter sieht – etwa den Preis – und welche Informationen der Facility Manager. Das übergeordnete Ziel dieser Projekte ist immer, dass der Datenbank eine Projektdatenbank unterliegt, die dieses Rückgrat für alle Glieder bildet.
Kleines Fazit
Wir sind noch ganz am Anfang. Visionäre Köpfe haben eine Perspektive geöffnet: dass Daten über den gesamten Lifecycle des Gebäudes verfügbar sind. Eigentlich ist dies eine der wichtigsten Kriterien für die Umsetzung von BIM-Projekten. Dieser Grundsatz bleibt aktuell aber eine Vision, von der wir noch weit entfernt sind. Die Herausforderung liegt weiterhin in der Aufbereitung der Produktdaten aufseiten der Bauindustrie. Noch liegen die Daten nicht so vor, dass dies möglich ist. Und es wird auch noch Jahre dauern, bis sie so vorliegen. Das Gute aber ist: Wir sind auf dem richtigen Weg. Und das ist die Hauptsache.
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