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BIM-Serie, Teil 9: BIM im Bestand

BIM-Serie, Teil 9: BIM im Bestand
Wie kommen Bestandsgebäude ins BIM?

BIM eignet sich nicht nur für Neubauten. Gerade im Altbaubestand bietet der „digitale Zwilling“ Vorteile. Zuvor müssen Gebäude allerdings erfasst werden. Wie geht das und worauf sollte man achten?

Marian Behaneck

Da bei etwa 70 bis 80 % aller Bauprojekte bestehende Gebäude involviert sind, weil sie an- oder umgebaut, saniert oder renoviert werden, ist BIM im Bestand ein wichtiges Thema. Allerdings ist die BIM-gerechte Erfassung bestehender Räume oder Gebäude eine Herausforderung. Neue Vermessungsverfahren, Hard- und Softwarewerkzeuge minimieren den Aufwand und machen BIM auch im Bestand wirtschaftlich.

Welche Vorteile bietet BIM im Bestand?

Wird der Gebäudebestand BIM-konform erfasst, können die Daten für Massen-/Mengenermittlungen, Kostenkalkulationen, Angebote, Ausschreibungen, Visualisierungen und Präsentationen oder für die Bauzeiten- und Ressourcenplanung genutzt werden. Umbau-, Anbau- oder Sanierungsprojekte lassen sich einfacher statisch, bauphysikalisch oder energetisch optimieren, weil im BIM-Modell enthaltene Gebäude-, Raum- und Bauteildaten, Wärmedämmwerte, Schall- und Brandschutzklassen etc. für entsprechende Berechnungen übernommen werden können.

Werden die erfassten Bestandsdaten nach Baufertigstellung mit den As-Built-Informationen ergänzt, die das realisierte Bauwerk „wie gebaut“ („as built“) kurz vor Inbetriebnahme dokumentieren, entsteht eine wertvolle Datengrundlage für die Bewirtschaftung und Instandhaltung. So kann anhand des BIM-Modells und der hinterlegten Informationen beispielsweise nachvollzogen werden, welches Kabel oder welches Rohr in welcher Wand wo verläuft, welche Türschließer, Tor- oder Rolladenantriebe wo verbaut wurden etc.

Die gesammelten Daten liefern so ein umfassendes datenbasiertes Modell einer Immobilie, von dem Gebäudebetreiber ebenso profitieren wie Instandhalter oder Handwerker. Will man von diesem Mehrwert profitieren, muss man jedoch den Zeit- und Kostenmehraufwand berücksichtigen, den eine BIM-konforme Bestandserfassung mit sich bringt.

Wie wird der Bestand BIM-gerecht erfasst?

Liegen halbwegs aktuelle Pläne in Papier- oder gar in digitaler Form vor, können BIM-Modelle auch auf dieser Datengrundlage erstellt werden. Dazu werden digitale Pläne in ein BIM-fähiges CAD-Programm importiert, Papierpläne werden zuvor gescannt, eingelesen und quasi als „Pausvorlage“ genutzt. Auf dieser Grundlage werden dann BIM-Wände oder Fenster eingegeben. Liegen keine oder nicht mehr aktuelle Planunterlagen vor, kommt man um ein Bestandsaufmaß nicht herum. Für das BIM-gerechte Aufmaß haben sich mehrere Messverfahren bewährt, die teilweise auch parallel eingesetzt werden: Das digitale 2D-Handaufmaß mit bluetoothfähigen Laser-Distanzmessern, fotobasierende und tachymetrische Systeme sowie das 3D-Laserscanning (siehe auch BM 4/22: 2- oder 3-dimensional, Punkt oder Wolke?). Während sich das Handaufmaß mit Laser-Distanzmesser vorwiegend für die Erfassung orthogonaler Standard-Grundrisse eignet, sind fotobasierende Aufmaßverfahren vor allem für die zwei- oder dreidimensionale Erfassung von Gebäudefassaden sinnvoll. Tachymetrische Systeme eignen sich für die verformungsgerechte Raum- oder Gebäudeerfassung. Dabei werden mithilfe eines Laser-Distanz- und Winkelmessgeräts 3D-Koordinaten einzelner, markanter Objektpunkte erfasst. Aus den Messdaten lassen sich noch vor Ort mit einer Aufmaßsoftware 2D- oder 3D-Aufmaßskizzen erstellen, die man mit BIM-fähigen CAD-Programmen auswerten und für die Planung weiterverwenden kann.

Beim 3D-Laserscanning tastet ein mobiler, an mehreren Standorten auf einem Stativ aufgestellter stationärer oder an einer Drohne befestigter 3D-Laserscanner das Umfeld ab und bildet dieses in Form einer aus mehreren Millionen von Messpunkten bestehenden „Punktwolke“ ab. Zugleich wird parallel ein räumliches 3D-Panoramafoto erstellt. Innerhalb weniger Minuten können so auch komplexe, detailreiche und stark strukturierte Objekte, wie etwa Fachwerkkonstruktionen, Dachstühle oder gebäudetechnische Anlagen erfasst werden. Die Messdaten werden später im Büro ausgewertet. Dabei werden die Punktwolkendaten in für die CAD- oder BIM-Planung verwertbare Objekte umgewandelt.

Das Ergebnis bestimmt das Werkzeug

Welches Verfahren sich zur Gebäudeerfassung am besten eignet, hängt von mehreren Faktoren ab: vom Messobjekt, den Rahmenbedingungen, von den Genauigkeitsanforderungen, vom Einsatzzweck der Messdaten und nicht zuletzt von den gewünschten Ergebnissen. Das 3D-Laserscanning punktet z. B. mit einer präzisen Erfassung auch komplexer Objekte, bei gleichzeitig hohen Erfassungsgeschwindigkeiten und kurzen Vor-Ort-Aufmaßzeiten. Aufgrund der parallelen geometrischen und fotografischen Erfassung lassen sich Maße oder Details aus den Aufmaßdaten jederzeit, auch nach dem Aufmaßtermin, ermitteln und kontrollieren. Beim BIM-konformen Bestandsaufmaß kommt es allerdings nicht nur auf die Geometriedaten der Raum- und Tragstruktur an, sondern auf die Erfassung von BIM-Bauteilen und deren Sachdaten: Handelt es sich um eine Wand, ein Fenster oder eine Deckenplatte? Aus welchem Material und in welchem baulichen Zustand ist sie? Diese Sachdaten und die Zuordnung zu den Bauteilen sollten parallel zum geometrischen Aufmaß erfolgen. So entstehen unmittelbar vor Ort BIM-Modelle, die aus „smarten“ Bauteilen mit allen für die Planung und Bewirtschaftung notwendigen Informationen bestehen.

Zielvorgaben für die BIM-Bestandserfassung

Vor der BIM-Bestandserfassung sollten Zielvorgaben definiert werden, damit man weiß, was wie genau erfasst werden soll. Diese Zielvorgaben werden in den sogenannten „Auftraggeber-Informations-Anforderungen“ (AIA) beschrieben. Das ist eine Art „BIM-Lastenheft“, auf das sich alle BIM-Projektbeteiligten zu Projektbeginn verständigen. Darin werden u. a. Verantwortlichkeiten, Detaillierungsgrade des BIM-Modells, Softwareanforderungen, Übergabe-Formate etc. festgelegt. Die technische Umsetzung dieser Vorgaben und die Zusammenarbeit aller Projektbeteiligten werden anschließend im BIM-Projektabwicklungsplan, auch BIM-Abwicklungsplan (BAP) oder „BIM-Pflichtenheft“ genannt, detailliert festgehalten. Wichtig für die Bestandserfassung ist der Level of Accuracy (LoA), der die Mess- und Scangenauigkeit definiert. Unterschieden werden fünf Genauigkeitsklassen (Level), die etwa 50 bis 1 mm und weniger betragen. Dabei wird zwischen der Genauigkeit beim Aufmaß (Messgenauigkeit) und bei der Modellierung (Modellierungsgenauigkeit) unterschieden. Der LoA korrespondiert mit der Informationsbedarfstiefe (engl. Level of Information Needs, kurz: Loin). Der Loin beschreibt bei BIM-Projekten den zum jeweiligen Zeitpunkt und Verwendungszweck erforderlichen Modellierungs- oder Fertigstellungsgrad eines BIM-Modells. Er entscheidet unter anderem darüber, welche Informationen später ausgewertet werden können: Abmessungen, Flächen, Materialien, Brandschutzklassen, U-Werte etc. Je höher der Detaillierungsgrad allerdings ist, desto größer ist auch die zu erfassende, bearbeitende und verarbeitende Datenmenge. Deshalb sollte man bei der BIM-Bestandserfassung stets den Grundsatz beachten, dass nur die Informationen erfasst werden sollten, die später auch tatsächlich gebraucht werden. Wird ein Dienstleister beauftragt, dann sollte er sich sowohl mit aktuellen Aufmaßverfahren als auch mit der Planungsmethode BIM und der BIM-Bestandserfassung auskennen.



Der Autor

Dipl.-Ing. Marian Behaneck ist freier Journalist mit den Schwerpunkten Software, Hardware und IT im Baubereich.

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