BIM und Gebäudetechnik

Beispiel HLK Modell. (Photo: Mensch und Maschine AG)
Mark Baldwin /

Die Gebäudetechnik ist ein Gewerk mit vielen verschie­denen Disziplinen, hohem Platzbedarf und komplexen technischen Anforderungen. Nicht ausreichend koordinierte Gebäudetechnik-Gewerke und die daraus resultierende fehlende Abstimmung mit den anderen Gewerken lassen die Kosten durch Änderungen während der Umsetzung häufig explodieren.

Ein typisches Bauvorhaben bringt laut Drees und Sommer geschätzte 37 Prozent an Materialverschwendung mit sich. Demzufolge leiden annähernd 27 Prozent aller Projekte unter Planungsfehlern und geschätzte 45 Prozent unter Baumängeln. Die Behebung dieser Mängel vor Ort hat zur Folge, dass 30 Prozent aller Bauvorhaben verspätet und zu höheren Kosten als veranschlagt fertiggestellt werden. Bei komplexen Grossprojekten ist das Risiko von Planungsfehlern sowie Kosten- und Zeitüberschreitungen noch deutlich höher.

BIM-basierte Planungs- und Konstruktionsprozesse verbessern die Planungsqualität und reduzieren das Projektrisiko immens, weil sie konsequent auf eine frühzeitige Entwurfsoptimierung, automatische Aufdeckung von Planungswidersprüchen (Kollisionserkennung), den Abgleich mit baurechtlichen Bestimmungen, synchronisierte Planung, eine verbesserte Kommunikation und die Etablierung schneller und effizienter digitaler Prozesse setzen.

Wert und Rentabilität von BIM sind gut dokumentiert. Das Center for Integrated Facilities Engineering (CIFE) an der Universität Stanford erstellte 2008 einen Bericht, der die Vorzüge von BIM anhand von 32 Projekten aufzeigt. Wesentliche Ergebnisse dieses Berichts sind:

  • Einsparungen bei ausserplanmässigen Änderungen (bis zu 40 Prozent)
  • Genauere Kostenschätzung (innerhalb 3 Prozent Genauigkeit)
  • Schnellere Kostenschätzung (bis zu 80 Prozent Zeitersparnis)
  • Kosteneinsparungen (bis zu 10 Prozent vom Auftragswert)
  • Zeiteinsparungen (bis zu 7 Prozent)

Eine Fallstudie zeigt auf, in welchen Bereichen Kosten gespart werden. Die vom Generalunternehmer BAM UK in 2011 errichtete First Direct Arena im englischen Leeds wurde mit einem ähnlich umfangreichen «Nicht-BIM»-Projekt verglichen, das BAM drei Jahre zuvor abgeschlossen hatte. Im Vergleich zeigten sich folgende Einsparungen infolge der Anwendung von BIM:

  • mehr als 1000 automatische Kollisionserkennungen
  • 30 Prozent weniger Planänderungen
  • 9000 Zeichnungen weniger
  • 5 000 Arbeitsstunden weniger
  • 60 000 Reisemeilen eingespart
  • 8 Prozent weniger Material-Ausschuss

Allein durch das Aufdecken der Kollisionen konnten die Baukosten um 5,8 Prozent reduziert werden.

Gebäudetechnik Modell und BIM Workflow

In der Regel bildet ein einmal erstelltes Architekturmodell die Grundlage für das Gebäudetechnik-Modell. Die Positionierung der Gebäudetechnik Elemente basiert auf den referenzierten architektonischen Bauteilen. Das heisst, zum Beispiel, wenn die referenzierte Wand verschoben wird, wird die Gebäudetechnik-Installation automatisch mit verschoben. Das Gebäudetechnik-Modell wächst mit dem Fortschritt des Planungsprozesses. So können in einer frühen Planungsphase Schächte und Haupttrassen modelliert werden, um an diesen kritischen Stellen die Leitungsführung und den Platzbedarf absichern zu können. Erst später werden die einzelnen Komponenten in den Räumen mit den Haupttrassen verbunden.

Für die Abschätzung der Luftmengen bzw. Volumenströme bilden die Informationen aus den Raumobjekten die Grundlage. Die Räume werden innerhalb des Gebäudes abgesetzt und können mit beliebigen eigenen Parametern ausgestattet werden. Hier kann zum Beispiel vordefiniert werden, welche spezifische Heizlast sich aus der Nutzung des Raumes ableitet oder welche Luftmenge und Luftwechselzahl ein Raum auf Grund seines Volumens benötigt.

BIM ermöglicht, neben der Erstellung eines Gebäudetechnik-Modells, auch die Betrachtung des Gebäudes aus energetischer Sicht. 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 ist aus dem Gebäudemodell heraus möglich.

Der vollständige Artikel ist in der Haustech-Ausgabe 4/2016 erschienen.