Building Information Modeling - Grundlagen, Standards, Praxis E-Book

Ulrich Hartmann

• Herausgeber: Ernst, Wilhelm & Sohn
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Serie: Bauingenieur-Praxis
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2022

Seitenzahl: 965

Beschreibung

Ein durchgängiges Informations-Management beim Planen, Bauen und Betreiben von Bauwerken ist der Grundgedanke von Building Information Modeling (BIM) und zentraler Bestandteil der Digitalisierung im Bauwesen. Das Buch erklärt gewerkeübergreifend die technischen Grundlagen und führt in die auf den ersten Blick komplizierte Begriffswelt ein. Auf alle aktuellen BIM-Normen von VDI, DIN oder ISO wird eingegangen und die praktische Relevanz erläutert. Mit einem praxisorientierten Einstieg aus unterschiedlichen Perspektiven gelingt allen Akteuren der Start in das digitale Miteinander. Das umfassende BIM-Buch aus der Praxis für die Praxis ist eine hervorragende Einführung ins digitale Planen und Bauen für alle Baugewerke und bietet gleichzeitig auch Fortgeschrittenen zusätzliches Wissen und Informationen. Das Werk ist ein Startblock und Sprungbrett. Lesbarkeit und Verständlichkeit liegen dem Autor am Herzen. Augenzwinkernde Randbemerkungen und kleine Anekdoten geben diesem, oft im lockeren Erzählstil gehaltenen Handbuch, trotz seines Umfangs und einer enormen Detailtiefe, leichten Zugang zu einer komplexen Thematik. Material zum Download für eigene Projekte steht auf www.ernst-und-sohn.de/bim zur Verfügung. Der BIM-Experte Dipl.-Ing. Ulrich Hartmann hat Bauingenieurwesen und Bauinformatik an der TU Berlin studiert. Als wissenschaftlicher Mitarbeiter war er bereits an frühen Projekten der digitalen Zusammenarbeit beteiligt. Im Nemetschek-Forschungsteam brachte er Innovationen zur Anwendungsreife. Als Produktmanager treibt er heute die Weiterentwicklung des Oracle Aconex Common Data Environments CDE voran. In der BIM-Normung ist der Autor sowohl bei DIN, VDI und CEN tätig als auch bei buildingSMART.

Leseprobe

Building Information Modeling – Grundlagen, Standards, Praxis

Digitales Denken im Ganzen

Ulrich Hartmann

Autor

Dipl.-Ing. Ulrich HartmannHöhenkirchen

Titelbild BIM in der Anwendung – Revitalisierung Bonatzbau (Hauptbahnhof Stuttgart)

Grafiken BuP. Boll Beraten und Planen GmbH & Co. KG

Ernst & Sohn GmbHPrint ISBN 978-3-433-03256-5ePDF ISBN 978-3-433-60958-3ePub ISBN 978-3-433-60959-0oBook ISBN 978-3-433-60957-6Print + ePDF ISBN 978-3-433-03302-9

bSD VerlagPrint ISBN 978-3-948742-81-2E-Book ISBN 978-3-948742-82-9Print + ePDF ISBN 978-3-948742-83-6

Alle Bücher von Ernst & Sohn werden sorgfältig erarbeitet. Dennoch übernehmen Autoren, Herausgeber und Verlag in keinem Fall, einschließlich des vorliegenden Werkes, für die Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlägen sowie für eventuelle Druckfehler irgendeine Haftung.

Bibliografische Information der Deutschen NationalbibliothekDie Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über <http://dnb.d-nb.de> abrufbar.

© 2023 Ernst & Sohn GmbH, Rotherstraße 21, 10245 Berlin, Germany

© 2023 bSD Verlag, Schiffbauerdamm 40/4103, 10117 Berlin, Germany

Alle Rechte, insbesondere die der Übersetzung in andere Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Buches darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Photokopie, Mikroverfilmung oder irgendein anderes Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsmaschinen, verwendbare Sprache übertragen oder übersetzt werden. Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder sonstigen Kennzeichen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass diese von jedermann frei benutzt werden dürfen. Vielmehr kann es sich auch dann um eingetragene Warenzeichen oder sonstige gesetzlich geschützte Kennzeichen handeln, wenn sie nicht eigens als solche markiert sind.

Umschlaggestaltung Petra Franke, Ernst & Sohn GmbH, Berlin

Herstellung pp030 – Produktionsbüro Heike Praetor, Berlin

Satz Olaf Mangold Text & Typo, Stuttgart

Druck und Bindung

Gedruckt auf säurefreiem Papier.

Drei Regeln zu neuen Technologien (nach Douglas Adams)

Alles, was es schon gab, als du geboren wurdest, ist ganz normal.

Alles, was bis zu deinem 30. Lebensjahr erfunden wird, ist unglaublich aufregend und mit etwas Glück kannst du deine Karriere darauf aufbauen.

Alles, was danach erfunden wird, widerspricht der natürlichen Ordnung und bedeutet das Ende der Zivilisation, wie wir sie kennen – bis sich nach etwa zehn Jahren allmählich herausstellt, dass es eigentlich doch ganz in Ordnung ist.

Doch auch wer sein Alter vorschiebt, sei gewarnt, auch das schützt vor BIM nicht, denn …

„If you take all the experience and judgment of (wo)men over fifty out of the world, there wouldn’t be enough left to run it.“

(Henry Ford)

Geleitwort von Dr. Ilka May

Für die eine ist BIM ein alter Hut, für den anderen haben die drei Buchstaben noch Herausforderndes. Beiden gibt das vorliegende Buch von Ulrich Hartmann nicht nur wertvolle Handreichungen. Der Autor greift neben den vielen technischen Aspekten auch den bestehenden Diskussions- und Aktionsbedarf zur Digitalisierung auf. Er scheut sich nicht, über Ländergrenzen zu schauen und bei allen Unterschieden die Gemeinsamkeiten in einem vielversprechenden Ansatz zu sehen. Er versucht nicht, das Rad neu zu erfinden, sondern sortiert und strukturiert ein komplexes Thema, das weit über 3D-Modelle, Prozesse und Standards hinausgeht.

Wir haben durch die Digitalisierung eine Chance, Missstände und Unarten abzustellen, die längst zur akzeptierten Normalität im Bausektor wurden. Worum es geht, ist das Verhältnis zwischen Auftraggebern, Betreibern sowie der Lieferkette und dem Markt. Wir müssen über Innovation sprechen und über die Rollen der verschiedenen Akteure in dem stattfindenden Wandel. Die öffentliche Hand ist der größte Auftraggeber der Baubranche. Dementsprechend hat sie die größte Hebelwirkung auf den Markt. Auf diesem findet Wettbewerb zwischen den Lieferanten statt, und dort muss auch Innovation stattfinden.

Die Erstellung, Verwaltung, Pflege und Nutzung von Daten und Informationen von Bauwerken und Anlagen ist keine triviale Aufgabe. Sie war es übrigens noch nie. Doch seit einigen Jahren spüren die Beteiligten, dass die Digitalisierung im Bausektor kein vorübergehender Hype ist. Sie wird die Vorgaben, Technologien und Prozesse innerhalb des Sektors nachhaltig verändern – und dies in einem ungewöhnlich kurzen Zeitrahmen. Die flächendeckende Einführung von BIM, synonym für den Begriff Digitalisierung im Bau verwendet, führt zu umfangreichen Veränderungen bei Auftraggebern und Marktteilnehmern. Das allein zeigt schon die Dimension des vorliegenden Werks.

Auftraggeber müssen es schaffen, den Markt entsprechend zu ertüchtigen und Innovation voranzutreiben. Nur dann wird Digitalisierung tatsächlich stattfinden.

Für die Betreiber von Bauwerken und Anlagen werden sich viele Investitionen der Umstellung erst mit der Zeit amortisieren – aber dann richtig! Die Anfangsinvestitionen auf die Lieferkette abzuwälzen, kann nicht der richtige Weg sein und führt unweigerlich zu Kollateralschäden. Wir sehen schon lange, dass die praktizierte Vergabe an den billigsten Anbieter auf Kosten der Qualität geht. Es ist klar, dass diese Vergabepraxis keine Innovationen stimuliert bzw. sie gar nicht erst zulässt. Deshalb müssen wir das Vergaberecht und die Vergabepraxis in ganz Europa grundsätzlich neu diskutieren. Da müssen wir ran, das wissen wir nicht erst seit dem Endbericht der Reformkommission „Bau von Großprojekten“ des BMVI.

Ein Blick auf das Inhaltsverzeichnis macht deutlich, dass wir uns unter anderem über neue Software, veränderte Daten- und Austauschformate sowie digitalisierte Prozesse und Standards Gedanken machen müssen. Das ist ein dickes Brett und man könnte sich angesichts der Komplexität und des Umfangs der anstehenden Veränderungen durchaus überfordert fühlen. Dafür, dass das Buch solchen Befindlichkeiten energisch und durchweg munter begegnet, geht ein großer Dank an den Autor des vorliegenden Werks. Dank gebührt gleichermaßen auch der großen Zahl von Personen, die oft ehrenamtlich einen enorm großen Anteil ihrer persönlichen Zeit in die Entwicklung von Standards und die Mitarbeit in Gremien investieren. Der Dank geht auch an Unternehmen, die ihre Beschäftigten für solche Aufgaben freistellen und aktiv die Bewältigung der Aufgaben für den ganzen Sektor unterstützen. Nicht zu vergessen sind auch die Kammern und Verbände, die sich für die Interessen ihrer Mitglieder in diesem Wandel einsetzen.

Dr. Ilka May, Juni 2022

Dr. Ilka May leitete 2015 die Entwicklung des Stufenplans „Digitales Planen und Bauen“ im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur. Ilka May war Geschäftsführerin der „planen-bauen 4.0 – Gesellschaft zur Digitalisierung des Planens, Bauens und Betreibens mbH“, die von führenden Verbänden und Institutionen aus der komplexen Wertschöpfungskette Bau im Februar 2015 gegründet wurde. Bis 2017 war sie stellvertretende Leiterin der EU BIM Task Group, bevor sie 2018 die Aktualisierung der BIM-Strategie der Deutschen Bahn maßgeblich begleitete. Sie war Mitglied in verschiedenen Gremien zur Standardisierung der Bauwirtschaft auf europäischer und nationaler Ebene (CEN, DIN, VDI, BSI) und ist seit Anfang 2017 teilhabende Geschäftsführerin der LocLab Consulting GmbH.

Danksagung

Angesichts einer facettenreichen und vielfältigen beruflichen Laufbahn ist die Liste derer, denen ich zu Dank verpflichtet bin und an deren Erfahrungen und Einsichten ich teilhaben durfte, recht lang.

Die Initialzündung für meine große Begeisterung für digitale Methoden im Bereich Architektur, Ingenieurwesen und Konstruktion (AEC) verdanke ich meinen Lehrern Professor Dr.-Ing. Peter Jan Pahl und dem leider früh verstorbenen Professor Dr.-Ing. Rudolf Damrath am Institut für Allgemeine Bauingenieurmethoden IAB der Technischen Universität Berlin. Sie haben mich als wissenschaftlichen Mitarbeiter bereits früh in ihre damals bahnbrechenden Forschungsarbeiten zur digitalen Zusammenarbeit mit verteilten Bauwerksmodellen in Rechnernetzen eingebunden. Schon die aktive Mitarbeit während des Studiums der Bauinformatik an umfangreichen FE-Staudammberechnungen und der neuen Prüfstatik für die damals frisch eingestürzte Stahlbeton-Hyperboloidschale der Berliner Kongresshalle hatten mich begeistert.

Danach zog mich wie ein Magnet der Pionier der Bausoftware in seinen Bann. Mit meiner ziemlich ungewöhnlichen, jedoch innovativen Idee für eine komplett neue Windows-Oberfläche für sein CAD-Flaggschiff ALLPLAN nahm mich Herr Prof. Nemetschek als Development Team Lead beim Wort. Es folgte eines der produktivsten und innovativsten Software-Projekte meiner Laufbahn. Mit der von vielen für technisch unmöglich gehaltenen Idee gelang ein großer Markterfolg, zu dem ich in einer entscheidenden Unternehmensphase beitragen durfte. Für den Mut, die Professionalität und das Herzblut bei der Umsetzung danke ich insbesondere Prof. Nemetschek und den Dev-Teams Bratislava, Sofia und München.

Wissensdurst und Tatendrang wiesen mir den Weg zurück in die Forschung und stießen ein Tor zu neuem BIM-Wissen und digitaler Innovation am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) auf. Für die fruchtbare Zusammenarbeit in vielen Projekten und bei Veröffentlichungen, beispielsweise der ersten umfänglichen BIM-Marktanalyse im deutschen Sprachraum „BIM-Potentiale, Hemmnisse und Handlungsplan“, danke ich meinen damaligen Kollegen am Institut für Industrielle Bauproduktion ifib.

Der Weg führte zurück in die Wirtschaft. Statt die Zaghaftigkeit bei der Umsetzung der Digitalisierung zu beklagen, soll man sich lieber denjenigen anschließen, die voranstürmen. Ich danke dem unermüdlichen Kämpfer für die Digitalisierung der Bauindustrie und BIM, Frank Weiss, Mitgründer der Conject AG, für die globalen Perspektiven und Initiativen in der Standardisierung, Wissenschaft und Marktentwicklung, die durch ihn im Konzern und in internationalen Gremien immer wieder initiiert und getrieben werden und an denen ich beteiligt war und bin.

Für die sehr fruchtbare Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Wirtschaft und die für beide Seiten förderlichen Ergebnisse im EU-Forschungsprojekt U_CODE zur Bürgerbeteiligung in der Stadtplanung mit CDE und BIM danke ich besonders Professor Dr.-Ing. Jörg Nönnig und Dipl.-Ing. Anja Jannack von der TU Dresden.

Ich danke Prof. Rasso Steinmann für die Initiierung und Leitung der nationalen BIM-Normung für die VDI 2552 BIM-Richtlinienreihe, an deren Gestaltung ich bei einigen Blättern die Gelegenheit hatte und habe, tatkräftig mitzuwirken.

Mein Dank geht ebenfalls an das DIN für die Unterstützung bei der Entwicklung der DIN SPEC 91391 und die Entsendung als deutscher Delegierter zum CEN. Dafür sei gleichermaßen auch dem Bundesverband Bausoftware BVBS gedankt. Besonderer Dank gilt auch meinen Kolleginnen, Kollegen und Mitstreitern in der nationalen und internationalen Normung bei VDI, DIN, CEN, ISO und in den Arbeitsgruppen von buildingSMART International.

Ich danke Dr. Ilka May für das Geleitwort und ihre Beiträge zum Abschnitt Stufenplan, Dr. Mingyi Wang für den umfassenden Beitrag zu BIM im Risikomanagement und Deniz Sahin und Tariq Kaddoura für ihren Beitrag zur Künstlichen Intelligenz in der Entwurfsphase.

Ich danke dem Verlag Ernst & Sohn, allen voran Dr. Burkhard Talebitari, der mich – möge der Erfolg ihm recht geben – zum Schreiben angestiftet hat. Dr. Swen Wagner und Dr. Bernhard Hauke danke ich für das engagierte Lektorat sowie die Navigation bis zur redaktionellen Fertigstellung. Dem gesamten Verlagsteam, besonders Sylvia Rechlin, gilt mein besonderer Dank für die exzellente Zusammenarbeit bei der Korrektur, Gestaltung und Umsetzung.

Das einzigartige Modell des neuen alten Stuttgarter Hauptbahnhofs, aus dem das Bild für das Buch-Cover entsprang, verdanken wir Hinrich Münzner von BuP/Boll Beraten und Planen Ingenieurgesellschaft mbH & Co. KG.

Nicht zuletzt danke ich allen Kolleginnen und Kollegen meiner vergangenen und gegenwärtigen beruflichen Stationen, insbesondere bei der Conject AG und bei ORACLE Aconex, mit denen ich in oft anspruchsvollen herausfordernden Projekten die BIM-Entwicklung immer wieder ein Stückchen weiter voranbringen durfte.

Ohne die Unterstützung und Rückendeckung im Privaten wäre ein Unterfangen, das zum vorliegenden Buch geführt hat, undenkbar. Ich danke daher zum Schluss und doch zuallererst meiner Familie dafür, dass sie zu jeder Zeit uneingeschränkt hinter mir stand und mir auch in schwierigen Zeiten und angeschlagener Laune den Rücken gestärkt hat.

Ulrich Hartmann, München, im Juni 2022

Verzeichnis der Exkurse

Exkurs 1.1 Disruptionen und was sonst noch so geschah …

Exkurs 2.1 Das „Problem“ mit den schnellen Rechnern …

Exkurs 2.2 Manuelles Mapping Management – Ultima Ratio des Datenaustausches

Exkurs 3.1 Formalist oder Team-Player – Welcher BIM-Typ kommt besser ans Ziel?

Exkurs 3.2 Föderation / Federation – Bündnis der Teile

Überholspur oder Panoramaweg – Ein Buch, zwei Geschwindigkeiten

Mehr als zwei Jahrzehnte der aktiven Mitgestaltung von BIM in Bauwesen, Software-Entwicklung, BIM-Forschung und Produktmanagement fließen in die folgenden Seiten ein. Als Mitglied in den BIM-Arbeitsgruppen von ISO, CEN, DIN, VDI und buildingSMART hat der Autor dieses Buches viele BIM-Standards mitgestaltet. Nach einem Verständnis der hier vermittelten Grundlagen lassen sich die Details leichter einordnen und Chancen besser nutzen. Dieses Buch will seinen Beitrag dazu leisten, dass mit diesem Wissen Ihre Chancen zu Erfolgen werden.

Falls Sie zunächst weder Zeit noch Lust haben, auf der kompletten BIM-Bandbreite gleich ganz in die Tiefe zu gehen, ermöglicht dieses Buch zwei Geschwindigkeiten:

die „Überholspur“: Sie machen Stopp am Anfang eines Kapitels und finden das Wesentliche kurz zusammengefasst.

den „Panoramaweg“: Wenn’s tiefer rein gehen soll, springen Sie erst mal weiter zu den Kapiteln, die Sie am brennendsten interessieren.

Wie Sie klein anfangen können und schrittweise zum BIM-Champion werden können, zeigt dieses Buch. Die Wege zur Vollendung sind vielfältig, wichtig ist der erste Schritt. Dieses Buch will Ihre ganz persönliche Lernkurve begleiten und von den kleinen Anfangsfragen bis zum großen Ganzen den ganzen BIM-Komplex aus verschiedenen Richtungen beleuchten.

BIM als Methodik hat den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes, von der Planung über Ausschreibung, Vergabe, Bauphase, Nutzung sowie letztlich den Abriss auf dem Schirm. Nur wenige Projektbeteiligte beschäftigen sich mit dem gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes. Man ist entweder Planer oder Architekt oder Bauherr, Unternehmer, Projektsteuerer, Nutzer, Betreiber, Projektleiter oder, oder, oder …

Verfolgen Sie Ihren individuellen Weg und Ihr individuelles Tempo durch dieses Buch!