Expertengespräch: BIM in der Infrastrukturplanung

Ob Flughafen Berlin oder Stuttgart 21 – deutsche Infrastrukturprojekte hinterlassen mittlerweile empfindliche Kratzer am Bild des Wirtschaftsstandorts. Ungeplante Kosten und gerissene Termine scheinen inzwischen an der Tagesordnung, die verantwortlichen Architekten, Planer und Politiker ziehen sich frech aus der Affäre, Steuerzahler und Betroffene fühlen sich veralbert. Vor zwei Jahren hat daher die Bundesregierung die Notbremse gezogen und, noch unter Bundesminister Peter Ramsauer, die Reformkommission Bau von Großprojekten ins Leben gerufen, die den Missständen auf den Grund gehen sollte. Nun liegt ein Abschlussbericht mit einem Zehn-Punkte-Aktionsplan vor. Ganz oben steht die Empfehlung, digitale Methoden in Form des Building Information Modeling zu nutzen. Ende des Jahres soll unter der Ägide von Bundesminister Alexander Dobrindt gar ein BIM-Gipfel stattfinden. Dobrindt hat einen Stufenplan angekündigt, der schrittweise digitale Anforderungen für die staatlichen Infrastrukturprojekte einführt. Der BIM-Zug nimmt also Fahrt auf und hat zusehends auch in der Politik mächtige Fürsprecher. Sind die in ihn gesetzten Erwartungen berechtigt, auch abseits von Stuttgart und Berlin? Dazu äußern sich hier sechs Fachleute, die bereits viel Erfahrung in Infrastrukturprojekten gesammelt haben.

AUTOCAD & Inventor Magazin: Welchen Stellenwert hat BIM bei Infrastrukturprojekten?

Jens Günther, Geschäftsführer AKG Software Consulting:  Als einer der führenden Software-Anbieter in der Infrastrukturplanung platziert AKG das Thema „BIM for Infrastructure“ seit Jahren gezielt im Markt. Unsere Erfahrungen zeigen, dass nach anfänglicher Skepsis die Vorteile und Mehrwerte mittlerweile von nahezu allen Planungsbeteiligten erkannt werden. Zwar werden in der Praxis derzeit kaum BIM-konforme Planungen gefordert; international agierende Unternehmen forcieren jedoch das Thema, um sich Marktvorteile zu sichern. Dies verdeutlicht den hohen Stellenwert von BIM in der Branche.

Michael Amrhein, Geschäftsführer, ANGERMEIER INGENIEURE: BIM bei Infrastrukturprojekten hat für uns in der Geodäsie den großen Vorteil, dass nach diesen Ansätzen eine volle dreidimensionale Planung in allen Details vorliegt. Bis jetzt war es immer eine Aufgabe der Vermessung, die Dreidimensionalität aus der 2+1D-Planung herzustellen, bei der meist die neuralgischen und geometrisch schwierigen Aspekte ausgeklammert waren. In der Planung waren dort Bemerkungen im Sinne von „in der Örtlichkeit anzupassen“ zu finden.

Matthias Wasem, Territory Sales Executive AEC DACH bei Autodesk: Massiven Stellenwert: Internationale Studien zeigen, dass mit einem pessimistischen Ansatz, mit BIM für Infrastruktur problemlos 2 Prozent auf die gesamte Bausumme eingespart werden kann. Bei 10 Milliarden, die Deutschland dieses Jahr nur für Infrastrukturprojekte ausgeben wird, wären dies 200 Millionen Euro Einsparungen. Noch größer ist das Potenzial für den Unterhalt dieser Infrastrukturen (zum Beispiel ein Tunnel, eine Brücke oder Straße, die über mehr als 40 Jahre lebt). Im Normalfall rechnet man, dass das Initialprojekt (Planung und Bau) nur rund 20 Prozent oder weniger der gesamten Lifecycle-Kosten verschlingt. Dank BIM könnten verschiedenste hohe Aufwendungen rund um die Instandhaltung massiv eingedämmt werden. Da sprechen wir von Einsparungen in Milliarden pro Jahr.

Frank Markus, Geschäftsführer Infrastruktur-Management, Mensch und Maschine Deutschland: Zurzeit ist der Stellenwert noch nicht so recht messbar. Es geht gerade erst los. Die Kunden setzen sich mit dem Thema BIM in Verbindung mit ihren Projekten auseinander, aber vielen ist der Begriff BIM und was diese Methode für ihre Projekte bedeutet, noch nicht so recht klar.

Carsten Frantzen, Business Development Manager, Construction Business EMEA, Topcon Positioning Group: In Deutschland im Tagesgeschäft aktuell noch gering, allerdings wird BIM sehr kurzfristig und nachhaltig die Bearbeitung von Infrastrukturprojekten verändern. Systeme zur voll parametrisierten Planung und Simulation des geplanten Bauablaufs sind mittlerweile verfügbar. Auf Basis dieser Daten arbeiten alle Akteure einer Baumaßnahme, also Menschen und Maschinen. Durch die Methode können Budget und Zeitplan künftig exakter geplant und letztendlich auch eingehalten werden.

Falk Brummer, Dir. BPM – Bauprozesse Verkehrswegebau, Ed. Züblin AG: Die zunehmenden Forderungen zur Visualisierung von Infrastrukturprojekten (wie  VWB-Trassen, Brücken und Tunnel) hinsichtlich Ablauf (einschließlich Bauphasenplanungen), geometrischer und räumlicher Bezüge erhöht den Stellenwert von BIM bei Infrastrukturprojekten. Die Notwendigkeit der Integration von umweltrelevanten Daten, zum Beispiel der Emissionen und Qualitätsmerkmale, in ein Baumodell werden zu einer Zunahme von BIM-Anforderungen an ein Bauprojekt in der Ausführungsphase führen.

Was sind die Unterschiede zwischen BIM im Hochbau und BIM in Infrastrukturprojekten?

Jens Günther: Im Hochbau finden wir in der Regel ein in sich geschlossenes Bauwerk vor, das sich in einem digitalen Modell gut simulieren und geometrisch beschreiben lässt. In einem Infrastrukturdatenmodell müssen dagegen die unterschiedlichsten Einflussparameter berücksichtigt werden – von der Raumordnung bis hin zur Bauausführung. Durch diese Vielzahl von Faktoren ergibt sich ein multidisziplinäres Datenmodell. Letztlich liegt die Herausforderung bei Infrastrukturprojekten darin, verschiedenartigste Disziplinen und Datenformate zu koordinieren und diese in einen Bestand einzufügen, der oftmals nur unvollständig erfasst vorliegt.

Michael Amrhein: Aus unserer Sicht sind hier keine Unterschiede erkennbar. Sicher gibt es Unterschiede in anderen Gewerken und bei der ganzheitlichen Betrachtung des Projekts. Sicher ist auch, dass im Hochbau Themen wie Verformungen und Deformationen mehr Gewerke und Schnittstellen betreffen, während bei Infrastrukturprojekten diese Themen meist nur punktuell auftreten.

Matthias Wasem: Grundsätzlich sind die Unterschiede nicht groß. In beiden Metiers geht es in unserer Region darum, neue Prozesse zu definieren, die für alle Beteiligten zu mehr Kostensicherheit, höherer Qualität, besserer Transparenz und effizienteren Abläufen in jedem einzelnen Fach führen. Der Unterschied ist höchstens, dass im Bereich Hochbau bereits mehr mit echten 3D- bis 5D-Modellen geplant wird und insbesondere bei Linienbauwerken der Modell-Ansatz noch nicht so etabliert ist (zum Teil auch, weil diverse Technologie dazu noch sehr neu ist und zu wenig bekannt).

Frank Markus: Vor allem im Ingenieurbau mangelt es noch an Umsetzungen. Es fehlt an Erfahrungen, zum Beispiel im Umgang mit und bei der Definition von IFC-konformen Bauteilen. Der Hochbau ist dank Übersetzung „Building“ als „Gebäude“ (anstatt „Bauwerke aller Art“) dichter am Thema BIM, es wird doch sehr stark auf den Hochbau fokussiert.

Carsten Frantzen: Die zugrunde liegende 3D-Planung von Infrastrukturprojekten ist aufgrund unregelmäßiger Geometrie und Topografie wesentlich aufwändiger. Zudem werden diese Projekte überwiegend maschinell erstellt und weniger durch handwerkliche Leistungen. Zu berücksichtigen ist ebenfalls die längenmäßige Ausdehnung der Projekte im Gegensatz zum lokal eher begrenzten Hochbau. Hinzu kommen Wettereinfluss, schwierige Geologie usw.

Falk Brummer: Das Modell bei Hochbau oder Infrastrukturmaßnahmen muss im Wesentlichen die gleichen Anforderungen erfüllen. Innerhalb von Infrastrukturprojekten spielt die Interaktion von Modell und Gerät eine größere Rolle als bei Hochbauprojekten, weil für fast jedes Gewerk ein unterschiedlich konfigurierter Gerätezug zum Einsatz kommt, während bei Hochbauprojekten ein Gerät, zum Beispiel TDK, für viele verschiedene Gewerke genutzt wird. Im Verkehrswegebau wie dem Straßenneubau ist es notwendig, die Daten des Trassenmodells in kompatible Daten für die Gerätesteuerung zu transformieren. Während des Einbaus einer Trag- oder Deckschichtlage mittels Fertiger oder dem Geländeabtrag durch Bagger können über die Gerätesteuerung as built Daten erfasst und an das Modell im Zuge eines Soll-Ist-Abgleiches übertragen werden.
Bei Infrastrukturprojekten wie Tunneln (Tübbinge) oder Brückenbauwerken (Stahlträger oder Schalungselemente) werden bereits Elemente dreidimensional innerhalb der Werksfertigung geplant, ohne dass Werksplanungen im Gesamtmodell integriert sind.

Was sind die größten Hürden beim BIM-Einsatz in Infrastrukturprojekten?

Jens Günther: Die größten Hürden sehen wir aktuell darin, dass die Budgetierung für den Einsatz von BIM nur unzureichend geregelt ist. Hier ist letztlich die Politik in der Pflicht, die geeigneten rechtlichen und vertraglichen Rahmenbedingungen zu schaffen. Darüber hinaus erfordert die im Rahmen von BIM notwendige Transparenz und Herausgabe von Informationen/Daten ein neues, disziplinübergreifendes Planungsverständnis, das so derzeit bei allen Beteiligten kaum ausgeprägt ist. Abschließend spielt sicher auch die fehlende Erfahrung bei der Realisierung von BIM-Projekten eine große Rolle.

Michael Amrhein: Aus unserer Sicht eigentlich keine. Wir können uns vorstellen, dass die Softwaretools und Softwarehilfsmittel für Infrastrukturprojekte noch weniger weit entwickelt sind als im Hochbau, der doch in vielen Fällen mehr Komponenten einer Serienfertigung aufweist als Infrastrukturprojekte.

Matthias Wasem: Der Mensch und die Angst vor Veränderungen, und seien es die Bundesstellen, die an ihrem Ausgabe- und Budgetprozess nichts verändern wollen (effizienteres Planen und Bauen bedeutet auch weniger Ausgaben und somit eine Reduktion der Budgets). Abschreckend und neu für den Bauherrn ist zudem, dass gewisse traditionelle Leistungen der HOAI sich in einer früheren Phase befinden werden und somit Kosten zum Teil früher entstehen als bis anhin. Ein Grund bei den Baufirmen und Planern ist oft, dass viele Schlüsselpositionen durch Personen besetzt sind, die dank ihrer Erfahrung in den gängigen Prozessen und Methoden in eine entsprechende Stellung gehievt wurden. Ihre Kompetenz ist in Gefahr, und es gilt, etablierte Erkenntnisse, Abläufe und Technologien über Bord zu werfen und in all diese Bereiche zu investieren.

Frank Markus: Neben dem Thema IFC (siehe oben), der in der Regel zumindest in unseren Softwareprojekten noch größeren Anzahl verschiedener Produkte unter Umständen auch verschiedener Softwarehersteller, die ein IM-Kunde für die Umsetzung seiner Projekte benötigt, sind es mehr oder weniger dieselben Hürden wie im Hochbau: fehlende offene Schnittstellen, Definition des größten gemeinsamen Nenners, wenn es um die Dateiformate/Daten geht, fehlendes Wissen im Umgang mit komplexen Datenstrukturen im Sinne einer BIM-Methodik. Dazu kommt (durch oben beschriebene fehlende Erfahrung) die schlechte oder fehlende Ausbildung der Anwender und des Managements, was BIM bedeutet, welche Konsequenzen, Vor- und Nachteile dies hat. Regulatoren und rechtliche Hürden werden hier sicherlich in naher Zukunft hinzukommen.

Carsten Frantzen: Die Aufwände der einzelnen Leistungsphasen verschieben sich; es muss beispielsweise in der Vorplanung wesentlich intensiver und exakter gearbeitet werden, um eine erste Simulation erstellen zu können. Die heutige Vergütung der Planungsleistungen, das heißt, die aktuelle HOAI, passt nicht dazu. Die Überarbeitung veralteter Vorschriften, Urheberrechte und Datenformate muss dringend mit dem ansonsten rapiden technischen Fortschritt mithalten. Es werden immer noch künstlich Medienbrüche erzeugt; statt intelligenter Daten wird Papier weitergereicht, in jeder Projektphase werden Daten neu erzeugt, und eine intelligente Weiternutzung der Daten aus dem Planungs- und Bauprozess in der Unterhaltungsphase findet kaum statt.

Falk Brummer: Im Verkehrswegebau werden vom Auftraggeber nur im Ausnahmefall digitale Baumodelle zur Verfügung gestellt. Dem Auftragnehmer steht es somit frei, aus den bereitgestellten analogen Daten digitale Baumodelle zu generieren. Damit liegt der Aufwand beim Auftragnehmer, der Nutzen jedoch bei beiden.

Wer hat den größten Nutzen von BIM-konform geplanten Projekten?

Jens Günther: Prinzipiell sollten natürlich alle Projektbeteiligten einen Nutzen von BIM-konform geplanten Projekten haben. Von einer deutlich erhöhten Kostensicherheit und Termintreue profitieren jedoch vor allem die Auftraggeber. Durch die Möglichkeiten der Visualisierung von Bauabläufen ist darüber hinaus eine wesentlich höhere Projektakzeptanz gegenüber der Bevölkerung zu erzielen. Darüber hinaus profitiert der Bauherr natürlich auch beim Übergang vom Bauen zum Betreiben, da er die Bestandsbewirtschaftung (FM) auf der Grundlage eines digitalen Datenmodells durchführen kann.

Michael Amrhein: Sicher der Bauherr, da Kosten- und Terminsicherheit in eine frühere Planungsphase verlegt werden. In der Realisierung würden die Vorteile dann voll zum Tragen kommen, wenn eine ständige Aktualisierung der Daten mit Anpassungen an die Realität gewährleistet ist.

Matthias Wasem: Den größten Nutzen hat ganz klar der Bauherr. Beispiel: Eine Studie über alle Bauprojekte der Schweiz der ETH Zürich zeigt, dass durchschnittlich 8 Prozent teurer geplant und gebaut wurde als budgetiert). Diese Zahl wird auch in Deutschland nicht groß abweichen und würde bei den oben genannten 10 Milliarden Investment rund 800 Millionen Einsparungspotenzial pro Jahr verheißen. Doch auch die Baufirmen und die Planer haben hier ein enormes Potenzial.
Baufirmen haben durch den Modell-Ansatz eine höhere Kostenkontrolle, sei es für Variantenberechnungen, Ausschreibungen oder bei Simulationen von Änderungen. Auch beim Bauen profitieren sie von einfacheren Abläufen und Simulationen des Bauablaufs.
Planer können bereits in frühen Phasen dem Kunden mit wenig Aufwand diverse Varianten präsentieren und dabei einfach auch Machbarkeit, Kostenumfang und Herausforderungen sichtbar machen und den Kunden helfen, die komplexen Projekte zu beschleunigen.
Somit können sie ihre Leistungen einfacher verkaufen, einfacher ihre Aufwände einschätzen für Ausschreibungen oder einfacher mit anderen Stakeholdern zusammenarbeiten und steigern insgesamt die Wettbewerbsfähigkeit.

Frank Markus: Der Betreiber, eindeutig: Wir sprechen von vielleicht zwei bis drei Jahren Planungszeit, drei bis fünf Jahren Bauzeit und 100 und mehr Jahren Betreibung des Objektes, egal ob Straßen, Brücken, Häfen, Flughäfen, Werke, Leitungen usw.

Carsten Frantzen: Alle Beteiligten. Der Bauherr hat eine bessere Verlässlichkeit in punkto Projektkosten und Zeitplan, damit einen zuverlässigen Nutzungsbeginn. Die Beteiligung der Öffentlichkeit ist in höherer Qualität und verlässlicher möglich, damit könnten Einspruchsfristen usw. verkürzt werden. Die Bauindustrie kann den Bauablauf besser planen und vorbereiten und auf Bauablaufstörungen folgerichtig reagieren.

Falk Brummer: BIM-konform geplante Projekte liefern allen Projektbeteiligten wie Planern, Ausführenden, Auftraggebern und Unterhaltern den größtmöglichen Nutzen. Die Zusammenarbeit auf einer gemeinsamen zentralen BIM-Plattform sowie Standards für alle Planungsbeteiligten sollte allerdings zwingend sein, um diesen Nutzen zu erreichen. Nur so ist gewährleistet, dass für alle Beteiligten Transparenz und aktuelle Daten vorliegen.

Ist man ohne BIM noch wettbewerbsfähig?

Jens Günther: Diese Frage einfach mit „ja“ oder „nein“ zu beantworten, ist kaum möglich. Betrachten wir die aktuelle Situation auf dem deutschen Markt, kann man die Frage sicherlich noch mit „ja“ beantworten. Schauen wir uns dagegen die internationale Entwicklung der letzten Jahre an, ist damit zu rechnen, dass die Bedeutung von BIM-Projekten in der Infrastrukturplanung deutlich zunehmen wird. Deshalb empfehlen wir unseren Kunden, sich schon heute intensiv mit dem Thema auseinanderzusetzen und das erforderliche Know-how für die Herausforderungen der Zukunft aufzubauen.

Michael Amrhein: Diese Frage stellt sich für unsere Branche nicht, da wir wie bereits vorher ausgeführt, immer in den drei Dimensionen gearbeitet haben und alle weiteren Aspekte des BIM sicher nicht entscheidend für die geodätische Abarbeitung sind. Nach unserer Meinung erfordert BIM mehr Zeit und Kompetenz in der Arbeitsvorbereitung. Unsere Erfahrung zeigt, dass eine optimale, realistische und durchgeplante Arbeitsvorbereitung für die Projektrealisierung vor Ort immer der für alle Seiten beste Weg für den Bauablauf darstellt.

Matthias Wasem: Schauen Sie: Herr Dobrindt hat vier Pilotprojekte mit dem Thema BIM für Infrastruktur initiiert. In England ist BIM ab dem 1. Januar 2016 für alle öffentlichen Projekte verbindlich. Sogar in Österreich sind sie schon an der dritten Revision ihrer BIM-Norm, und auch die großen Bauherrn in Deutschland wie die Deutsche Bahn oder Baufirmen wie Hochtief, Max Bögel, Züblin usw. gehen mit gutem Beispiel voran und haben BIM strategisch positioniert. Zudem nimmt die Konkurrenz von Planern und Baufirmen aus dem Ausland enorm zu. Insbesondere, weil sich die ausländische Konkurrenz des Themas BIM bereits angenommen und sich entsprechend fit gemacht hat. Somit kann ich nur raten – starten Sie jetzt.

Frank Markus: Zurzeit in D/A/CH noch, wenn es um In­frastruktur geht. Europa- oder gar weltweit heute schon nicht mehr. Und dank des steigenden Drucks seitens der Bundesregierung (Herr Dobrindt) wird die flächendeckende Nutzung von BIM in Bauprojekten aller Art nicht mehr lange auf sich warten lassen. Dann werden Ausschreibungen nach einer BIM-Abwicklung ausgerichtet sein und damit ist man als Unternehmen nur noch wettbewerbsfähig, wenn man dieses bieten kann.

Falk Brummer: Ja, noch ist man auch ohne BIM noch wettbewerbsfähig. Die Entwicklung jedoch zeigt, dass die Wettbewerbsfähigkeit in der Zukunft ohne den Einsatz von BIM abnehmen wird. In vielen Ländern wird mittlerweile die BIM-Arbeitsweise gefordert. Und so stellt sich für ein international agierendes Unternehmen nicht die Frage des OB, sondern des WANN. Als Beispiel kann die Entwicklung in der Automobilindustrie herangezogen werden, wo traditionelle „analoge“ Planungen oder die traditionelle Lagerhaltung der Vergangenheit angehören.

BIM for Infrastructure

Treffen Sie die Experten auf der Intergeo (15.09. – 17.09.2015) in Stuttgart: am Stand von Autodesk in Halle 6, Stand E6.071

 

 

 

 

 

 

 

  • Jens Günther, Geschäftsführer AKG Software Consulting GmbH
  • Michael Amrhein, Geschäftsführer ANGERMEIER INGENIEURE GmbH, Giebelstadt
  • Matthias Wasem, Territory Sales Executive AEC DACH bei der Autodesk GmbH, München
  • Frank Markus, Geschäftsführer Infrastruktur-Management bei der Mensch und Maschine Deutschland GmbH, Stuttgart
  • Carsten Frantzen, Business Development Manager Construction Business EMEA bei der Topcon Positioning Group, Hamburg
  • Falk Brummer, Dir. BPM Bauprozesse Verkehrswegebau bei der Ed. Züblin AG, Stuttgart
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