Building Information Modeling revolutioniert komplexe Bauprojekte

Das Bauhauptgewerbe wandelt sich langsamer als andere Wirtschaftssektoren im Rahmen der digitalen Transformation. Smart Building, 3D-Visualisierung in Echtzeit und eine Just-in-time-Logistik sind nur drei der vielfältigen Trends, die die Traditionsbranche in den nächsten Jahren prägen werden. Doch es gibt ein Thema, das in Sachen Digitalisierung alles andere in den Schatten stellt.

Dabei hat die Baubranche laut der Unternehmensberater von Roland Berger im Vergleich zu anderen Wirtschaftszweigen aber auch einiges aufzuholen: In den vergangenen zehn Jahren stieg die Produktivität gerade einmal um vier Prozent, so die Consultants. Selbst der Hauptverband der Deutschen Bauindustrie zeigt auf, dass die Baubranche in puncto Digitalisierung anderen Wirtschaftszweigen noch stark hinterherhinkt. Doch immerhin 93 Prozent der Bauunternehmer und -zulieferer erkennen laut der Roland-Berger-Studie die Wichtigkeit der Digitalisierung.

Dabei dreht sich gerade in diesem Wirtschaftszweig aktuell alles um das Stichwort Building Information Modeling. BIM ist eine Entwicklung, an der man aktuell auf keiner der einschlägigen Messen vorbeikommt und für deren Einführung und Verbreitung die deutsche Bundesregierung 2015 das Programm „planen-bauen 4.0“ ins Leben gerufen hat. Für die Unternehmensberatung Roland Berger ist BIM nicht weniger als „das disruptive Element der Baubranche“ im Rahmen der Digitalisierung.

BIM: Eine Plattform verbindet alle Beteiligten an einem Bauprojekt

Was BIM leisten kann, ist die lückenlose digitale Dokumentation eines Gebäudes über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg. Die digitalen Pläne und 3D-Modelle eines Gebäudes werden mit anderen Daten angereichert und regelmäßig abgeglichen. So lässt sich nicht nur die Lebensdauer eines Objekts vorausberechnen, sondern auch prognostizieren, wann voraussichtlich Arbeiten erforderlich werden (Predictive Maintenance). Dabei soll BIM über die gesamte Bau- und Planungsphase hinweg allen Beteiligten die nötigen Pläne, Kostenkalkulationen und Baufortschritte zugänglich machen und auf Grundlage der von der Plattform bereitgestellten Daten eine Vielzahl von Koordinationsschritten überflüssig machen. Quasi der Paradigmenwechsel vom Push zum Pull: Jede beteiligte Instanz hält ihre Daten up to date, sodass jederzeit auf den aktuellen Stand zugegriffen werden kann.

Und insbesondere weil bei zukünftigen Bauvorhaben durch BIM und die verbesserte Verfügbarkeit der Datenplattform Dienstleister und Akteure bereits früher auf relevante Informationen zugreifen können, lassen sich potenziell teure und folgenschwere Fehler dank der Simulation schon vor dem ersten Spatenstich vermeiden. Den Impact, den BIM heute bereits hat und in den nächsten Jahren noch bekommen wird, dokumentieren die Zahlen von Roland Berger: Danach wird sich der Markt für BIM-Anwendungen bis zum Jahr 2022 vervierfacht haben gegenüber 2014. Welche Einsparungen dies mit sich bringt, lässt sich natürlich nur schwer sagen, aber jeder nennenswerte Fehler und jede Bauverzögerung, die in einem Großprojekt vermieden wird, spart gleich einen sechs- oder eher siebenstelligen Betrag ein – und da muss man noch nicht mal an Projekte wie den Berliner Flughafen denken.

Höhere Produktivität bei verminderter Fehlerquote durch clevere Datensammlung und -auswertung

Ein Unternehmen, das bereits heute zeigt, wie diese Datensammlung zum Datenschatz werden kann, der einen Mehrwert für die Großprojekte generiert, ist die österreichische Doka Group, einer der weltweit größten Anbieter und Hersteller von Schalungen und Gerüsten. Die Doka Group ermittelt mit ihrer digitalen Anwendung Concremote unter Zuhilfenahme von Big Data den optimalen Zeitpunkt zum Ausschalen. Eine Sensorlösung, die bereits auf rund 100 Großbaustellen im Einsatz ist oder war, liefert dazu Echtzeitdaten zur Temperatur- und Festigkeitsentwicklung im Beton.

Durch diese digitale Lösung lässt sich die Taktzeit bei der Schalung des Gebäudekerns optimieren. Für ein „typisches 47-stöckiges Hochhaus“ kann laut Unternehmen somit eine Produktivitätssteigerung von beeindruckenden 20 Prozent realisiert werden. Schöner Nebeneffekt: Durch die Dokumentation der Sensordaten lassen sich Baumängel zumindest in dieser Hinsicht weitgehend ausschließen – ein wichtiger Faktor bei derartigen Großbauprojekten und durch die automatische Dokumentation auch ein Vorteil im Haftungsfall.

Die Daten, die über einen kabellosen Deckensensor und einen Kabelsensor, der mit Messfühlern in der Wand misst, erhoben werden, wertet ein Rechenzentrum in den Niederlanden in Echtzeit aus – das Unternehmen B|A|S, das sich seit über 40 Jahren mit der Entwicklung und Erforschung von Baumaterialien befasst und inzwischen zur Doka Group gehört. Dazu wird Concremote im Vorfeld mithilfe der jeweiligen Betonmischung kalibriert, sodass das Labor einen Maßstab hat, an dem es sich orientieren kann. Im Labor werden normgerechte Informationen über die Betonfestigkeit errechnet und an die Baustelle übermittelt. Abgefragt werden können diese Daten von den am Bau beteiligten Bauleitern oder Polieren auch über ein Web-Portal per PC oder Mobilgerät.

Optimale Betonqualität und mehr Sicherheit durch Digitalisierung

Was unter normalen Witterungsbedingungen schon interessant ist, wird erst unter Extrembedingungen wirklich wichtig. So kam Concremote beispielsweise beim Bau von Muskrat Falls, Kanadas zweitgrößtem Wasserkraftwerk, zum Einsatz; ein Vorzeigeprojekt in einer Gegend, in der Temperaturen von minus 40 Grad Celsius im Winter und plus 30 Grad im Sommer nicht ungewöhnlich sind. Mit Hunderten von Messungen über 35 Concremote-Sensoren stellten die Verantwortlichen die Qualität des Massenbetons sicher – und das unter Berücksichtigung aller anderen Daten, die digital über das Bauprojekt erhoben und regelmäßig abgeglichen werden. So lassen sich Risse im Beton und dadurch spätere Schäden am Bauwerk verhindern – ein echter Gewinn in Sachen Sicherheit und ein echter Erfolgs-Case für die Doka Group, die hierfür diverse Branchenauszeichnungen erhielt.

Allein die Beschreibung dieses Concremote-Workflows – Datenerfassung auf der Baustelle, Übertragung ins Labor und Auswertung mithilfe komplexer IT sowie Rückübertragung der ausgewerteten Informationen – zeigt eine der wichtigsten Eigenschaften einer digitalisierten (Bau-)Wirtschaft: die Unabhängigkeit von Orten und die nahezu zeitgleiche Verfügbarkeit von relevanten, abgeglichenen Daten für alle Beteiligten.

Mit Building Information Modeling als all dies zusammenfassenden Rahmen können Bauprojekte in Zukunft deutlich effizienter und sicherer gehandhabt werden. Auch externe Berater, die beauftragt werden, wenn besondere Herausforderungen dies erforderlich machen, können hinzugezogen werden, ohne zwingend vor Ort sein zu müssen. Und erhalten dennoch ein umfassendes Bild zu Zustand und Entwicklung des Gesamtprojekts durch den 360-Grad-Blick auf sämtliche Projektdaten.

Ausblick: Digitalisierung fördert Produktivität in der Bauwirtschaft

Gewandelt hat sich dadurch auch der Beruf des Bauingenieurs: Er ist IT-affiner geworden, schneller, dynamischer. Interdisziplinärer Austausch ist heute wichtiger als noch vor einigen Jahren. Und an einer BIM-Plattform kommt in Zukunft wohl kaum jemand in der Bauwirtschaft vorbei, egal ob mittelständisches Unternehmen oder Global Player. Schon 2020 will etwa die öffentliche Hand in Deutschland nur noch Bauprojekte an Firmen mit BIM-Unterstützung vergeben. „BIM ist gekommen, um zu bleiben“, stellt die Unternehmensberatung Roland Berger fest.

Digitalisierung in der Baubranche – das sollten Sie wissen:

-Befassen Sie sich mit Digitalisierung und speziell BIM bereits jetzt – auch wenn das Thema für Sie aktuell noch nicht akut erscheint. Schon sehr bald könnten Ihnen sonst lukrative Aufträge entgehen.

-Bauen Sie dringend entsprechende Kompetenzen im Unternehmen auf oder suchen sich einen professionellen externen Digitalisierungsdienstleister als Partner.

-Mobile Services zum Monitoring via Tablet oder Smartphone steigern die Effizienz in Projekten insbesondere in der Baubranche. Denn hier ist der Prozentsatz derjenigen, die einen Großteil des Arbeitstages am Büro-PC sitzen, naturgemäß niedrig.

-Projektbesprechungen und Web Conferencing ersetzen immer öfter den Gang zur Baustelle und sparen so Zeit und Kosten und beschleunigen den Informationsaustausch enorm.

-Setzen Sie beim Thema Digitalisierung darüber hinaus auf weitere Technologien wie RFID-Tracking in Inventory- und Logistikfragen, Augmented Reality und Predictive Maintenance, etwa bei Baumaschinen.

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