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BIM - Building Information Modeling

Eine Planungsmethode für Projekte im Bauwesen

Eine Methode hält Einzug in das Bauwesen

Building Information Modeling beschreibt eine Planungsmethode, die alle Prozesse im Bauwesen digital begleitet. Die „Digitalisierung der Wertschöpfungskette“ reduziert Missverständnisse, vereinfacht Arbeitsschritte und vermeidet Informationsverlust. Diese Synergieeffekte sparen Zeit und Geld. 

Mit BIM entsteht ein "Digitaler Zwilling" des geplanten Bauwerks. Architekten und Ingenieure entwerfen, rechnen und optimieren im Modell. Sie erkennen und beheben Fehler zuverlässig und tauschen den Planungsstand auf einem hohen Niveau aus. Das passiert bevor das Gebäude entsteht.

Begriffsdefinition BIM

Die Abkürzung BIM steht für „Building Information Modeling“ und beschreibt eine Planungsmethode, bei der auf der Grundlage von virtuellen Gebäudemodellen alle für die Planung und Betreibung eines Gebäudes notwendigen Informationen zentral erfasst und verwaltet werden. Darüber hinaus behandelt BIM den Datenaustausch und die Kommunikation zwischen den Planungsbeteiligten und den Bauherrn.

Wesentliche Kerne: Datenaustausch des virtuellen Gebäudemodells

Die vorangestellte Begriffsdefinition zeigt zwei wesentliche Kerne der BIM-Methode auf: Zum einen die Planung auf Grundlage eines virtuellen Gebäudemodells, zum anderen die Kommunikation sowie den Datenaustausch zwischen den Planungsbeteiligten.

Werden diese Hinweise im Zuge der Modellierung nicht beachtet, führt dies nicht zu ungültigen Modellen. Eine Nichtbeachtung erschwert den Austausch zwischen den Planungsbeteiligten.

Wesentliche Ziele: Optimierung Planungssicherheit und Baukosten

Als wesentliche Ziele versprechen wir uns von der Planung nach der BIM-Methode die Erhöhung der Planungssicherheit sowie die Optimierung und Reduzierung der Baukosten. Erreicht wird dies durch die Planung am virtuellen Gebäudemodell. Das Gebäude wird zweimal errichtet, einmal digital und einmal real. So können z.B. Varianten durch die Bauherren leichter erkannt und entschieden werden. Alle Planungsbeteiligten werden frühzeitig in die Planung und den „Bau“ am digitalen Gebäudemodell einbezogen. Dank der Auswertung des virtuellen Gebäudemodells werden Massen und Mengen exakt, ohne hohen Aufwand, bestimmt. Zusätzlich entfällt die redundante Erfassung der Bauwerksgeometrie bei den einzelnen Planungsbeteiligten, da das virtuelle Gebäudemodell allen Planungen als Grundlage dient.

AEC – Architecture · Engineering · Construction

Als mb AEC Software GmbH bieten wir leistungsfähige Software für Architekten und Tragwerksplaner an. Unsere Software unterstützt BIM Arbeitsweisen.

Typisch für BIM ist der standardisierte Datenaustausch im IFC- und BCF-Format. Er findet zwischen Projektbeteiligten statt, die nicht mit Software eines Herstellers arbeiten. 

Architekturmodell und Fachmodell

Aus dem Architekturmodell exportiert der Projektplaner für jeden Fachplaner die Fachmodelle. Zu den Fachplanern gehören die Tragwerksplaner, die anhand der Fachmodellen die Statik untersuchen. Der Fachplaner verändert Querschnitte, Spannweiten oder Material im Fachmodell und übermittelt sie über IFC- und BCF-Dateien an den Projektplaner. Er vergleicht die Modelle nach jedem Datenaustausch, beurteilt das Ergebnis der Fachplaner und übernimmt sie in das Modell.

Über die BIM-Methode tauscht der Projektplaner während allen Leistungsphasen die Information zwischen dem Architekten und Fachplaner digital aus.

Die mb WorkSuite im BIM Prozess

Objektplaner und Bauträger setzen die mb WorkSuite in allen ihren Facetten ein. Beim Einsatz von CAD, FEM und Statik bleiben sie in einem Datensatz.

ViCADo.arc - BIM in der Architektur

Die BIM-Methode bezeichnet die Integration von ViCADo.arc in die mb WorkSuite. 
Diesen Workflow mit herstellerfremden Programmen, beherrscht ViCADo.arc mit den Leistungsmerkmalen Modellvergleich und Änderungskontrolle. Die IFC- und BCF-Dateiformate unterstützen den Datenaustausch.

StrukturEditor - BIM für Tragwerksplaner

Der StrukturEditor verwaltet das Strukturmodell und leitet daraus die Berechnungsmodelle ab. Sie sind die Grundlage für Statik-Positionen und Finite Elemente Modelle, mit denen der Statiker Aussagen zur Statik trifft. Der StrukturEditor setzt die BIM-Methode in der Kommunikation und dem Datenaustausch für den Tragwerksplaner konsequent um.

Digitale Transformation

BIM nutzt konsequent die heutige Technik. Dieser Standard eröffnet Formen der Zusammenarbeit. Sie erleichtert uns die Digitale Transformation im Bauwesen, wie wir sie aus anderen Bereichen kennen. Die BIM-Methode wird sich durchsetzen. Sie ist ein Vorbote der 4. industriellen Revolution, die unsere Architektur- und Ingenieurbüros tiefgreifend verändert.

Dipl.-Ing. Johann G. Löwenstein
Geschäftsführer mb AEC Software GmbH

BIM Tragwerksplanung in der mb WorkSuite umsetzen:

BIM Tragwerksplanung

BIM Architekturmodell

BIM: Modellorientierte Tragwerksplanung

BIM Strukturmodell

BIM Analyse


Modellorientierte Tragwerksplanung

Die Grundlage für die modellorientierte Tragwerksplanung bilden das Strukturmodell sowie ggf. das Architekturmodell. Beide Modelle bilden auf unterschiedliche Art und Weise dasselbe Tragwerk ab. Die Unterschiede in der Abbildung sind in den unterschiedlichen Zielsetzungen und Aufgaben begründet. Beide Modelle arbeiten geometrisch unabhängig bei gleichzeitiger logischer Verknüpfung.

Die BIM-Planungsmethode stellt in der modellorientierten Tragwerksplanung einen festen Bestandteil dar. Im Idealfall werden die Bemessungsmodelle aus dem vorliegenden Gebäudemodell abgeleitet. Zu beachten gilt es jedoch, dass modellorientierte Tragwerksplanung bereits heute perfekt in jedem Projekt zur Anwendung kommen kann. Denn auf effiziente, redundanzfreie Eingaben und sicheren Informationsaustausch sollte nicht unnötig lange gewartet werden.

Modelle in der Tragwerksplanung

In der Tragwerksplanung werden in der Regel zwei Modelle, das Architekturmodell sowie das Strukturmodell, verwendet. Das Architekturmodell hilft bei der Gesamtübersicht und dient als Grundlage der Pläne, z.B. der Positionspläne. Das Strukturmodell stellt die Brücke zur Bemessung in Bemessungssoftware, wie z.B. MicroFe oder der BauStatik, dar. Durch diese Trennung ist der Tragwerksplaner in der Lage, die Geometrie des Tragwerks ideal auf die Belange der Berechnungswerkzeuge vorzubereiten, ohne dabei die Geometrie des geplanten Gebäudes verändern zu müssen.

Architekturmodell

Bei dem Architekturmodell handelt es sich um ein Volumenmodell, welches eine möglichst exakte Beschreibung des geplanten Bauwerks enthält. Dieses Modell kann jedoch nicht direkt für die typischen Berechnungsaufgaben in der Tragwerksplanung verwendet werden, da diese in der Regel geometrisch vereinfachte und idealisierte Modelle erfordern.

Über die BIM-Methode tauscht der Projektplaner während allen Leistungsphasen die Information zwischen dem Architekten und Fachplaner digital aus.

Strukturmodell

Der Tragwerksplaner erzeugt aus dem Volumenmodell der Architektur das systemlinienbezogene Strukturmodell, welches den gewünschten geometrischen Anforderungen entspricht. Somit stehen dem Tragwerksplaner zwei ineinander angeordnete Modelle zur Verfügung, die für die entsprechenden Ziele „Ausführungsplanung“ und „statische Berechnungen“ optimiert wurden.

Vorteile der modellorientierten Tragwerksplanung

Das Ziel der modellorientierten Tragwerksplanung ist klar und einfach definiert: durch die zentrale und bauteilbezogene Verwaltung von Informationen und Ergebnissen entfallen redundante Modellierungen und Übertragungsfehler werden ausgeschlossen. Darüber hinaus bietet die modellorientierte Tragwerksplanung die ideale Grundlage für alle Arten und Konzepte der Tragwerksplanung; von der bauteilorientierten Positionsstatik bis hin zur Analyse des Tragwerks am Gesamtsystem.

Einheitliche Geometrie im Strukturmodell

Im Strukturmodell wird jedes Bauteil mit Geometrie-, Material- und Lastinformationen zentral erfasst. Hierbei erhält jedes Bauteil eine eindeutige und lesbare Kennung, die die Orientierung in den Bemessungen erleichtert. In einem Strukturmodell wird die Geometrie der Bauteile über ein systemlinienbezogenes Modell aus flächigen und linienförmigen Elementen beschrieben. Das Modell wird unter ingenieurgemäßen Erfahrungswerten idealisiert und harmonisiert.

Positionsstatik oder Gesamtsystem

Mit dem idealisierten Systemlinienmodell ist das Strukturmodell die ideale Grundlage für alle Arten der statischen Analyse. Sowohl das Prinzip der Positionsstatik als auch die Berechnungen mithilfe der FE-Methode leiten sich aus derselben Geometrie ab. Besonders durch diese einheitliche Datengrundlage, in Kombination mit den weit gefächerten Leistungsmerkmalen der mb WorkSuite, eröffnet die modellorientierte Tragwerksplanung neue Wege und Möglichkeiten. Auch wenn z.B. das Prinzip der Positionsstatik angewendet wird, entsteht ohne große Mühe eine alternative Berechnung mit einem 3D-FE-MicroFe-Modell, um z.B. Annahmen oder Vereinfachungen zu überprüfen.

Weiterführende Informationen zum Thema BIM

Die BIM-Methode wird seit Jahren in Fachkreisen diskutiert.
Wir berichten über die Hintergründe und zeigen wie wir BIM in der mb WorkSuite umsetzen.