RM Rudolf Müller

Beispiel für ein HLK-Modell (Grafik: MuM)

Planung
18. Juli 2019 | Artikel teilen Artikel teilen

BIM in der Technischen Gebäudeausrüstung

Die Technische Gebäudeausrüstung (TGA) ist ein Gewerk mit vielen Disziplinen, großem Platzbedarf und komplexen technischen Anforderungen. Nicht ausreichend koordinierte Haustechnikgewerke und die daraus resultierende fehlende Abstimmung mit den anderen Gewerken lassen die Kosten von Änderungen während der Umsetzung häufig explodieren. Ein mittels Building-Information-Modeling-Methode (BIM-Methode) geplantes und koordiniertes TGA-Modell unterstützt die realistische Einschätzung des Platzbedarfs, lässt die Fehlerquote sinken und reduziert die Kosten.

Von Mark Baldwin. BIM ermöglicht durch die Erstellung eines digitalen TGA-Modells die Auswertung und Simulation des Gebäudes aus verschiedenen Sichten. Räume sind adaptiv mit dem Gebäudemodell verbunden, die vorhandenen Daten unterstützen die zuverlässige Ermittlung von Heiz- und Kühllasten. Informationen wie Raumflächen und Volumen können direkt zur ersten Abschätzung verwendet werden. Eine Energieanalyse nach LEED-Standard (Klassifizierungssystem für energiesparendes Bauen) ist aus dem Gebäudemodell heraus möglich.

Qualitätssicherung in der Projektplanung

Planungsüberwachung und -koordination sind vorrangige Aktivitäten zur Qualitätssicherung in der Projektplanung. Planungsfehler sind die Hauptursache von Nachbesserungen und Materialverschwendung (die bei einem durchschnittlichen Bauvorhaben auf etwa 27 % geschätzt werden). Die Koordi­nation zweidimensionaler Zeichnungen ist mühselig und ineffizient; in einer 3D-BIM-Umgebung lassen sich viele Arbeitsschritte deutlich besser bewältigen.

Im Kontext von BIM arbeitet man in einer dreidimensionalen, parametrischen Umgebung, die sämtliche relevanten Planungsinformationen (Dimensionen, Schemata, Planungserfordernisse) ebenso einbindet wie sachbezogene Daten aus anderen beteiligten Gewerken. Darüber hinaus müssen Änderungen an einem Element nur ein einziges Mal gemacht werden (in einer Schnitt-, Grundriss- oder 3D-Ansicht) und werden dann in sämtliche relevanten Pläne, Teilbereiche und Bauteillisten übertragen.

Am wichtigsten aber ist, dass BIM automatisierte, regelkonforme Überprüfungen ermöglicht, Kollisionen anzeigt, Planungserfordernisse validiert und fehlende Informationen identifizieren kann, und zwar in beispielloser Geschwindigkeit und Präzision. BIM-basierte Prozesse der Planungskontrolle und -genehmigung können eine wesentliche Produktivitätssteigerung mit sich bringen.

Ausführungs- und Werkstattpläne direkt aus dem 3D-Modell

Das bedeutet: Ist das Modell frei von Planungswidersprüchen, so sind es auch die daraus abgeleiteten Zeichnungen – auch für die technische Isolierung. Tatsächlich ist die Modellfreigabe präziser als herkömmliche Ausführungs- und Werkstattzeichnungen. Erstens bietet sie nicht nur eine 3D-Präsentation aller Objekte, sondern sie enthält auch sämtliche zugehörigen Planungsdaten (Leitungsdurchmesser, Lüftungsparameter, Druckverhältnisse etc.).

Beispiel für TGA- und Architekturmodelle (Grafik: MuM)

Virtuelle Prototypen vor Baubeginn

Mittels der BIM-Methode können virtuelle Prototypen erzeugt werden, die es ermöglichen, jeden Aspekt der Umsetzung eines Entwurfs bereits vor Baubeginn zu simulieren und zu bewerten. Dies trägt beispielsweise beim Bauherrn, aber auch bei anderen Planern oder auch Ausführern – wie dem der Technischen Isolierung – zu einem besseren, schnellen Verständnis und zu mehr Transparenz in Bezug auf die Planung bei. Das alles lässt sich mit BIM erreichen. Es entsteht nicht nur eine Geometrie in 3D, sondern ein intelligentes Projektmodell, in das Informationen so eingebettet sind, dass sie während des gesamten Planungs- und Umsetzungsprozesses zwischen den Beteiligten ausgetauscht werden können. Diese Informationen – von Materialfestlegungen bis hin zu Heizkosten – verhelfen dem Projektteam dazu, die Implikationen seiner Entscheidungen, Zwänge und Möglichkeiten besser einzuschätzen. Ein intelligentes Modell erbringt höhere Genauigkeit im Hinblick auf Durchführbarkeit, Kosten und Zeitplanung eines Projekts, sofern zeitbasierte Faktoren (Terminplan) sowie kalkulierte Kosten eingebunden werden. Nicht zuletzt erleichtert BIM Entscheidungen hinsichtlich der Nachhaltigkeit von Bau und Betrieb.

BIM in der Planung der Technischen Isolierung

Das Arbeiten mit BIM sowohl für den Fachplaner als auch für die Isolierunternehmen, ist von ebenso großer Bedeutung wie die Arbeit der Architekten mit BIM. Darauf hat die deutsche Industrie der technischen Isolierung bereits vor einigen Jahren reagiert. Seit 2015 gibt es entsprechende Plug-ins von unterschiedlichen Herstellern der Branche für Bauplanungsprogramme. Aber während BIM z. B. in Holland heute schon in jedem dritten öffentlichen Neubau eingesetzt wird, bleibt Deutschland mit seiner Entwicklung noch hinterher. Im Ausland ist die Anwendung von BIM seit Jahren schon „common practice“. 2012 ermittelte McGraw Hill beispielsweise, dass 71 % der TGA-Fachplaner, Gebäudeeigentümer, Ingenieure und Architekten der USA BIM bei ihren Planungen bereits nutzen. Im Gegensatz dazu wurde in einer Studie der PricewaterhouseCoopers GmbH von 2018 angegeben, dass nur 11 % der deutschen Unternehmen BIM einsetzen. Grund dafür: Die Auswahl der konkreten Isolierung hängt von unterschiedlichen Parametern ab, beispielsweise dem Durchmesser. Diese Daten müssen vom Anwender manuell im Katalog nachgeschlagen und eingegeben werden. Dabei ist die Fehlerquote immer noch verhältnismäßig hoch. Die Plug-ins indes greifen sofort auf das vorhandene 3D-Modell zu und verbindet dieses mit den möglichen Materialien. Damit ist der manuelle Ablauf automatisiert, und Fehlerquellen werden größtenteils vermieden.

Vorteile der integrierten Planung

Ein einmal erzeugtes BIM-Modell kann auch für das Baustellenmanagement genutzt werden, um den Liefer- und Einbaustatus sowie Abnahmen und Mängel zu überwachen. Mit BIM-Softwaresystemen lässt sich bei gleichem oder geringerem zeitlichem Aufwand als mit dem bisherigen Planungswerkzeug eine höhere Planungssicherheit erreichen. Da kommen die Vorteile der integrierten Planung zum Tragen:

  • Direkte Verknüpfung zum Architektur- oder TGA-Modell, wodurch falsche Maß-Ermittlungen vermieden werden können
  • Intelligentes Gebäudetechnikmodell, das zu jedem Planungszeitpunkt an jeder Stelle im Modell immer die relevanten Daten verfügbar hält
  • Größere Transparenz der TGA-­Anforderungen und des Planungsablaufs
  • Vermeidung von Zeitverzug und Mehr­kosten durch Fehlerbeseitigung nach Planungsabschluss oder während der Umsetzung
  • Durchgängigkeit der Daten bis hin zum Betriebs- und Facility Management.

Autor

Mark Baldwin: Architekt, Leiter von BIM Management bei Mensch und Maschine Schweiz AG und Vorstandsmitglied der buildingSMART Switzerland.
mark.baldwin@mum.ch

Der Beitrag ist in Ausgabe 1.2019 der Fachzeitschrift TI – Technische Isolierung (Mai 2019) erschienen.
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