MTS entwickelt „Lösungen für die digitale Baustelle“, die modellbasiertes Bauen (BIM) auch für kleine und mittlere Bauunternehmen abbildbar machen.
Foto: MTS

Digitalisierung am Bau

BIM im Tiefbau – was ist das?

BIM ist in aller Munde. Doch was genau ist eigentlich BIM und warum ist die Umsetzung im Tief- und Straßenbau so schwer? Das Kürzel BIM steht für „Building Information Modeling“ und lässt sich am einfachsten mit „modellbasiertem Bauen“ übersetzen: Das Bauwerk wird also erst digital in 3D (dreidimensional, sprich in Lage und Höhe) geplant, dann virtuell im Maßstab 1:1 errichtet und erst dann real gebaut. So können verschiedene Varianten vorab ausprobiert und visualisiert werden.

Inhaltsverzeichnis

Der Vorteil: Gebaut wird nicht nach einer vage definierten Vorstellung des Bauherren, sondern nach einem Modell, das von allen am Bauprozess beteiligten Partnern gemeinsam entwickelt und getestet wurde. Zudem erfolgt schon im Zuge der Planung eine Kollisionsprüfung, und Fehler können schon vor dem Bau korrigiert werden.

Bauen nach modellbasiertem Plan

Entgegen der landläufigen Meinung ist BIM also keine Software, sondern das, was wir im Maschinenbau seit der Einführung der digitalen Planung praktizieren: das Bauen nach modellbasiertem Plan. Darüber hinaus umfasst BIM den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks – bis hin zu dessen Bewirtschaftung und Rückbau. Als BIM-Software bezeichnen wir die Programme, die uns beim modellbasierten Bauen unterstützen.

Das Herzstück von BIM ist also ein computergestütztes Bauwerkmodell, das neben dem digitalen Geländemodell (3D) auch Informationen zu Kosten (4D) und zu Terminen (5D) enthalten kann. Grundlage eines solchen Bauwerkmodells ist eine zentrale Datenbasis, auf die alle Projektbeteiligten Zugriff haben, um so Informationen austauschen und abstimmen zu können. Sprich: BIM erlaubt ein partnerschaftliches Nutzen, Pflegen und Weitergeben von bauwerksrelevanten Daten (darum auch „Building Information Management“).

Nahtloser Workflow der digitalen Daten

Schlüssel für den Erfolg von BIM ist darum ein nahtloser Workflow der digitalen Daten über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks hinweg: von der Planung über Bauausführung, Aufmaß sowie Abrechnung und Bewirtschaftung bis hin zum Rückbau. Denn erst wenn dieser Workflow durchgängig gesichert ist, kommen die Vorteile von BIM zum Zuge.

Warum ist BIM noch kein Standard?

Den obigen Ausführungen zufolge wäre es naheliegend, grundsätzlich immer erst modellbasiert zu planen und dann zu bauen. Schon aus dem Grund, dass die Behebung von Planungsfehlern mit zunehmender Projektdauer immer teurer wird. So fordert die Bauwirtschaft seit Jahren: „Bauarbeiten sollten erst dann beginnen, wenn zu wenigstens 90% sicher ist, dass das, was geplant wurde, auch gebaut werden kann.“

Die Realität sieht jedoch noch völlig anders aus: Öffentliche Aufträge beispielsweise werden im Schnitt bis zu 60% teurer als geplant. Und die tägliche Praxis in den meisten Tiefbauunternehmen ist noch weit von BIM entfernt: Wir planen digital (in der Regel aber nur in 2D und nicht modellbasiert), drucken die Ausführungspläne in Papierform aus, stecken vor Ort händisch ab, machen unleserliche Handskizzen, versuchen, diese dann maßstabsgetreu in einem digitalen Abrechnungsplan abzubilden, um diesen aber anschließend wieder auszudrucken, damit der Auftraggeber abschließend prüfen kann. Das ist ungefähr so, als würden wir im Maschinenbau erst nach der Fertigung messen, wie groß, schwer und lang unsere Bauteile sind, und auf dieser Grundlage eine Skizze erstellen.

Doch was ist der Grund für diesen offensichtlichen Widerspruch zwischen Möglichkeit und Wirklichkeit?

Hindernisse und Lösungen

Warum ist BIM dann nicht längst als Standard definiert? Dreh- und Angelpunkt der aktuellen Situation ist sicherlich die geltende VOB Vergabe- und Vertragsordnung, die noch nicht auf die speziellen Anforderungen digitalen Bauens ausgerichtet wurde. Trotzdem sieht die aktuelle BIM-Diskussion vor, die VOB nicht zu ändern. Und das ist falsch.

Das Grundproblem ergibt sich schon daraus, dass vorgesehen ist, Planung und Bauausführung grundsätzlich getrennt zu vergeben. Das resultierende Problem ist fast selbsterklärend: Der Planer erfüllt nur den Mindestanspruch an die Planung und überlässt dem Bauunternehmer die Detailplanung auf der Baustelle auf dem Rücken und Risiko des Bauherren, der letztlich die Zeche zahlen muss.

Man muss kein Rechtsexperte sein, um zu verstehen, warum: So spricht die VOB dem Bauunternehmer beispielsweise einen „Anspruch auf alle Zeichnungen und Pläne, die für die Erfüllung der Leistung notwendig sind“ zu, definiert dabei jedoch keinen Anspruch auf digitale Daten, geschweige denn auf 3D-Daten. Das wiederum wäre die Voraussetzung, um den nahtlosen Workflow von Daten zu garantieren. Aktuell besteht aber gemäß § 3 VOB/B nur ein Anrecht „auf eine Absteckung der Hauptachse“. Wenn wir digital bauen wollen oder sollen, brauchen wir aber keine Hauptachse, sondern vier Festpunkte und einen Höhenpunkt, die unmittelbar im Baufeld platziert sind und uns auch während der Bauausführung erhalten bleiben.

Auch nicht definiert ist der „Anspruch auf Übergabe solcher Daten“. Sprich: Selbst wenn ein Planer digital plant, kann er die Weitergabe der digitalen Daten verweigern, weil sie per Gesetz sein „geistiges Eigentum“ sind. Sein Argument: Er hat dafür einen Mehraufwand geleistet, den er Stand jetzt niemandem in Rechnung stellen kann. Denn auch dafür fehlt in der aktuellen VOB noch die Grundlage.

Paradox: vom 3D- zum 2-D-Modell

Schließlich wäre für einen nahtlosen Workflow der Daten außerdem eindeutig zu definieren, in welchem Format das Aufmaß abzulegen und zu prüfen ist. Denn die ebenso gängige wie absurde Praxis in Bauunternehmen ist es, dass man ein eigenes 3D-Modell für die Bauausführung aus der 2D-Planung erstellt, dieses dann aber nicht für die Abrechnung und Prüfung verwendet. Anstelle dessen wird die Baustelle wieder zu 100% neu aufgemessen und das Ergebnis in Papierform ausgedruckt. Viel effektiver wäre es jedoch, wenn wir nur das aufmessen, was sich tatsächlich verändert. Was wiederum voraussetzen würde, gesetzlich zu regeln, was während der Bauausführung zu dokumentieren und nach welcher Toleranz zu bauen ist.

Schauen wir uns zum Beispiel die DIN EN 1610 an. Unter 8.5.2. sind die Richtung und Höhenlage festgelegt: „Die Rohre sind genauestens nach Richtung und Höhenlage innerhalb der durch die Planung vorgegebenen Grenzwerte zu verlegen“. Doch wer hat schon einmal einen Vertrag mit Grenzwerten unterzeichnet? Das bedeutet, alle Vorgaben sind Fixhöhen und Fixlängen, d.h., es gibt keine Toleranz bzw. man ist auf die jeweilige Toleranz des Auftraggebers angewiesen.

Die VOB ist revisionsbedürftig

Auch diesbezüglich ist die VOB revisionsbedürftig, denn sie verweist Stand jetzt auf keinerlei Toleranzregeln: Nirgendwo ist definiert, ab welchem Maß an Abweichung von Lage, Höhe und Genauigkeit wir dokumentieren müssen. Entsprechend beliebig kann der Planer entscheiden, ob und wie er ein „Zuviel“ bzw. ein „Zuwenig“ in seine Abrechnung mit einbezieht.

Darüber hinaus ist ein sehr gewichtiges Problem in der VOB nicht gelöst: Gemäß ATV DIN 18300 „Erdarbeiten“ VOB/C ist die Ermittlung der Mengen im Abtrag und im fertigen Zustand zu ermitteln, sprich vor Ort und nicht modellbasiert. Auch das sollte geregelt werden. Und welche Anforderung wird Stand jetzt an die Abrechnung gestellt? Gemäß § 14 VOB/B Abrechnung „hat der Auftragnehmer seine Leistungen prüfbar abzurechnen“. Aber ist 3D prüfbar? Ein klares „Ja“, wobei dann zu regeln wäre, dass die Abrechnung grundsätzlich digital zu erstellen ist.

Gemeinsamer Zugriff auf die Daten

Ein weiterer wichtiger Punkt, der durch die Vertragsordnung zu definieren wäre: Wo werden die Daten abgelegt, damit alle Projektbeteiligten einen gemeinsamen Zugriff darauf haben? Auch gesetzliche Neuerungen wie die Vorgaben zur Dokumentation von Homogenbereichen (früher Bodenklassen) sollten bei einer Neuregelung unbedingt Beachtung finden. Schließlich ist deren Dokumentation Vorgabe und Grundlage für die Abrechnung und damit ebenfalls ein Teil des zu regelnden Daten-Workflows.

Eine weitere Besonderheit im Tief-, Erd- und Straßenbau ist die Dokumentation im Raum bei der Rückverfüllung an die Verdichtung, Tragfähigkeit und Einbaustärke.

Wo steht Deutschland in puncto BIM?

Wir halten fest: BIM kann sein eigentliches Wertschöpfungspotenzial erst dann entfalten, wenn die rechtlichen Rahmenbedingungen für modellbasiertes Planen, Bauen, Dokumentieren, Abrechnen und Prüfen BIM-konform definiert sind. Stand jetzt sind wir aber noch weit davon entfernt, auch wenn offiziell im Tiefbau überall „geBIMst“ wird.

Kein Wunder also, dass die deutsche Tiefbaubranche beim Thema BIM aktuell noch ein wenig hinterherhinkt. Nicht nur im Vergleich mit anderen Branchen, sondern auch im internationalen Vergleich. So verlangt Norwegen beispielsweise schon seit 2007 BIM-Modelle beim Bau von öffentlichen Gebäuden, während die Niederlande seit 2011 mit einer BIM-Norm aufwarten können und in Großbritannien seit letztem Jahr BIM bei öffentlichen Vergaben Pflicht ist. In Deutschland dagegen, so behaupten Branchenexperten, werde BIM von Bauherren bis heute kaum nachgefragt. Auch sei die deutsche Baubranche die einzige, in der zugelassen werde, dass Planen und Bauen nahezu parallel stattfinden.

Um an dieser Stelle wieder aufzuholen, bemüht sich „buildingSMART“ seit 20 Jahren, BIM-Methoden im Bauwesen zu etablieren. Die „Reformkommission Großprojekte“ rief die „AG moderne modellorientierte Planungsmethoden“ (AG BIM) ins Leben, die eine nationale Strategie zur stufenweisen Einführung von integrierten modellorientierten Arbeitsweisen entwickeln und umsetzen soll. Die in diesem Zusammenhang eingebundenen Verbände haben 2015 die „planen-bauen 4.0 – Gesellschaft zur Digitalisierung des Planens, Bauens und Betreibens mbH“ gegründet, die sich u.a. Minister Dobrindts „bundesweitem Stufenplan für den Hoch- und Tiefbau“ verschrieben hat.

Was heißt das für Bauunternehmer?

Viele Bauunternehmer sehen sich angesichts der für 2020 vom BMVI angekündigten Vergabepraxis in der Zwickmühle: Sie möchten von der Anwendung der BIM-Prinzipien profitieren, finden aber keine Vorschriften vor, die das Bauen nach BIM verbindlich regeln. So hört man immer wieder, BIM sei nur etwas für die Großen, denn das Geld für BIM-Software und BIM-Fortbildungen würde fehlen. Fakt ist, dass BIM eine entsprechende gesetzliche Anpassung der Richtlinien erfordert aber weder eine spezielle Software noch spezielle Fortbildungen voraussetzt.

Eines sicher: BIM kommt!

Seitens der Tiefbau-Unternehmen steht darum in erster Linie ein Umdenken an: Es geht darum, sich auf neue Arbeitsabläufe einzulassen und – falls nicht bereits geschehen – in eine entsprechende Aufrüstung des Fuhrparks zu investieren. Zumal mit einer kurzfristigen Amortisierung zu rechnen ist. Aktuell ist nur eines sicher: BIM kommt. Je früher wir auf den fahrenden Zug aufspringen, desto mehr Erfahrung haben wir anderen voraus. Und schon jetzt können sich Bauunternehmer durch entsprechende Leistungen positionieren. Auch interessanten Nachwuchs kann man über BIM an sich binden, den man sonst leicht an andere Branchen verliert.

Auch seitens der Planer und Auftraggeber besteht eine Notwendigkeit zum Umdenken. Denn die schieben mit dem oft geäußerten Vorwurf eines Nachtragsmanagements den schwarzen Peter gerne weiter. Dabei denkt und arbeitet der typische Bauunternehmer „von Natur aus“ leistungsorientiert. Wenn Planungsmängel zu Kollisionen von Soll- und Ist-Werten führen, bleibt ihm keine andere Wahl, als das über Nachträge auszugleichen. Auch hier kann BIM Abhilfe schaffen, da die Planung des Bauwerks vor Baubeginn abgeschlossen ist und Fehler spätestens bei der Visualisierung ersichtlich werden.

Die vielfach proklamierten „Little BIM“-Lösungen umgehen im Prinzip die Grundidee von BIM, denn die eigentliche Schlagkraft dieser Methode ergibt sich erst im Zuge eines durchgängigen Daten-Workflows und eindeutiger Regelungen.

Denn je mehr von dem Aufwand profitiert wird, der in die Erstellung und Pflege des Modells investiert wird, desto größer ist unterm Strich das Einsparpotenzial.

Fazit

BIM ist keine Software, sondern im Kern ein modellbasiertes Bauen. Damit BIM sein Wertschöpfungspotenzial auch im Tiefbau voll und ganz entfalten kann, müssen die rechtlichen Grundlagen dafür geregelt und Standards definiert werden. „Erst dann können auch kleine und mittlere Unternehmen auf der Basis einer zentralen Datenbasis digital planen, bauen, dokumentieren, abrechnen und prüfen. Und erst dann wird BIM zu einer riesigen Chance für das gesamte Baugewerbe. Bis dahin werden Bauunternehmer zu Recht die Sorge haben, BIM sei nur etwas für die Großen.

Ein weiteres häufig geäußertes Bedenken: „Der Aufwand und die daraus resultierenden Kosten während der Planung und Ausschreibung sind bei BIM höher als bisher. Stimmt. Aber dafür reduzieren sich Kosten und Aufwand im Zuge der weiteren Bauphasen drastisch. Hinzu kommen die deutlich größere Termin- und Kostensicherheit und die drastisch verkürzten Bauzeiten. Entsprechend muss auch die Honorierung des anfänglichen Mehraufwands für die Planung rechtlich verankert werden.

Darum mein Tipp: Gehen Sie mit Planern und Auftraggebern offen ins Gespräch. Zeigen Sie auf, welche Vorteile alle Seiten von einer gemeinsamen Arbeit auf der Grundlage eines gemeinsamen Modells haben. Und versuchen Sie, den BIM-Grundgedanken in diesem Rahmen auch ohne rechtliche Verankerung umzusetzen.

So faszinierend die Möglichkeiten der Digitalisierung sind, so wichtig ist es, ihre Grundlage im Auge zu behalten: den nahtlosen Fluss der ihr zugrunde liegenden digitalen Daten. Da die Realität hier noch weit vom Idealzustand entfernt ist, haben wir uns mit dem Arbeitskreis Tiefbau 3D+ als Wegbereiter positioniert. Denn bevor wir in der Branche ernsthaft über BIM-Themen diskutieren, sollten wir erst einmal die wesentliche Grundlage dafür schaffen: einen geregelten digitalen Bauablauf.

Archiv

BIM im Tiefbau – was ist das?

BIM ist in aller Munde. Doch was genau ist eigentlich BIM und warum ist die Umsetzung im Tief- und Straßenbau so schwer? Das Kürzel BIM steht für „Building Information Modeling“ und lässt sich am einfachsten mit „modellbasiertem Bauen“ übersetzen: Das Bauwerk wird also erst digital in 3D (dreidimensional, sprich in Lage und Höhe) geplant, dann virtuell im Maßstab 1:1 errichtet und erst dann real gebaut. So können verschiedene Varianten vorab ausprobiert und visualisiert werden.

Modellbaustelle in Erbstetten

BIM im Tiefbau – erste Erkenntnisse

Funktioniert BIM im Tiefbau? MTS-Geschäftsführer Rainer Schrode will es wissen. Nach drei Jahren hat er ein Bauprojekt gefunden. Nun gibt es erste Erkenntnisse.

Archiv

Modellbasierte Mengenermittlung für den Tiefbau

Das Tiefbauunternehmen Gebr. Plannerer GmbH im mittelfränkischen Schwarzenbruck setzt auf Building Information Modeling (BIM) speziell für den Tiefbau. Ein Erfahrungsbericht über modellbasierte Mengenermittlung.

VDI

Fachtagung zu BIM im Infrastrukturbau

Ab 2020 gilt, dass alle Bauprojekte des Bundes mit Building Information Modeling (BIM) umgesetzt werden sollen. Experten auf der VDI-Fachkonferenz „BIM im Infrastrukturbau" am 3. und 4. Dezember in Düsseldorf zeigen auf, wie die Einführung und Nutzung von BIM zu meistern ist.