Building Information Modeling: Mit der BIM-Methode Materialkosten sparen

Inflation ist, wenn weniger früher mehr war. Wie wahr dies ist, erleben Bauunternehmer und ihre Kunden in Deutschland seit inzwischen zwei Jahren. Denn im Zuge der Corona-Pandemie sind die Preise für Baumaterial in einem bisher nie dagewesenen Maß gestiegen. So kostete Schnittholz im August 2021 110 Prozent mehr als ein Jahr zuvor und 14 Prozent mehr als noch im Juli. Betonstahl war 80 Prozent teurer, Kunststoffe bis zu 40 Prozent.

Nur bei mineralischen Baustoffen hielt sich die Steigerungsrate für den Bau mit rund drei Prozent in Grenzen, meldet der Zentralverband des deutschen Baugewerbes. Ein Ende dieser Entwicklung ist nicht in Sicht.

Klimaschutz und Energiekrise schüren Nachfrage nach Baumaterialien

Denn durch die im Frühsommer 2021 verschärften Ziele der Klimaschutzpolitik in Deutschland werden künftig große Mengen Kupfer, Aluminium und Stahl für den Bau zusätzlich benötigt, befürchtet der Hauptverband der deutschen Bauindustrie (HDB). Dazu kommen außerdem die Folgen der weltweiten Energiekrise und des Krieges in der Ukraine. Die Preise steigen unaufhörlich.

Auch der Zentralverband des Deutschen Handwerks (ZDH) erwartet, dass Baumaterial noch lange teuer bleibt. Allerdings geben zwei von drei Unternehmen in Deutschland die Preissteigerungen an ihre Kunden weiter, ergab eine aktuelle Umfrage des Deutschen Industrie- und Handelskammertages.

Fast ebenso viele Betriebe wollen laut einer Studie der Unternehmensberatung PricewaterhouseCoopers Projekte künftig mit dem Building Information Modeling (BIM) planen und durchführen. Vier von zehn der befragten Unternehmen versprechen sich von BIM Vorteile wie niedrigere Kosten für die Planung und Abwicklung von Projekten.

Building Information Modeling: Präzise Berechnung

Das Arbeiten mit BIM bringt aber auch noch weitere Vorteile mit: Die digitale BIM-Methode leistet derzeit einen wichtigen Beitrag zur Senkung der Materialkosten für Unternehmen im Bau. Denn wer Bauwerke mit dem digitalen Building Information Modeling plant und ausführt, hat präzise geometrische Angaben, um die für das Projekt benötigten Baustoffmengen zu ermitteln.

Sind für die BIM-Methode alle Bauteile korrekt bemaßt und mit Angaben zu dem Werkstoff hinterlegt, aus dem sie bestehen, kann ein Modell-Checker oder eine AVA-Software, an die das Modell übergeben wird, die erforderlichen Mengen automatisch berechnen. Mit dem Ergebnis durch das BIM lassen sich auch Leistungsverzeichnisse und nach dem Projekt die Abrechnung erstellen.

Warum die BIM-Methode Materialkosten spart

BIM bietet dabei den Beteiligten die Möglichkeit, dass Kalkulations-, Ausführungs- und Abrechnungsmenge identisch sind. Dies ermöglicht eine transparentere Abrechnung, fasst das Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Planen und Bauen in der Handreichung „Digitale Mengenermittlung und Bauabrechnung“ zusammen.

In seine Publikationen lässt das vom Bundeswirtschaftsministerium geförderte Kompetenzzentrum seine Erfahrungen aus Pilotprojekten mit BIM einfließen, um Unternehmen wie Handwerksbetriebe sowie kleine und mittelständische Bauunternehmen bei der Digitalisierung zu unterstützen.

Dabei hat sich gezeigt, dass Bauwerke für die Mengenermittlung für das Building Information Modeling nicht nur möglichst detailliert und exakt modelliert werden müssen. Daten müssen für die BIM-Methode auch konsistent sein und idealerweise im offenen Standard „Industry Foundation Classes“ (IFC) vorliegen.

Nur so können die Beteiligten am Projekt unabhängig von der von ihnen genutzten Software die Angaben aus dem zentralen Planungsmodell ziehen, die sie brauchen, um ihre Teilmodelle zu erstellen. Mit diesen können die Beteiligten dann durch BIM präzise ermitteln, welche Menge welches Baustoffs sie benötigten. So vermeiden Unternehmen, dass durch zu viel beschafftes Material unnötige Kosten entstehen.

Bauherren stehen mit in der Verantwortung, damit BIM funktioniert

Um mit der Mengenermittlung durch Building Information Modeling Kosten senken zu können, brauchen Planer und Bauunternehmen jedoch die Unterstützung des Bauherrn. Sonst haben sie zwar mit BIM selbst ein Modell, mit dem sie Material bedarfsgerecht beschaffen können. Den Mehraufwand für die Durchführung der BIM-Methode können sie aber nicht abrechnen.

Wie die Projekte des Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Planen und Bauen ebenfalls gezeigt haben, müssen der Bauherr und die an seinem Vorhaben Beteiligten möglichst noch vor dem eigentlichen Planungsbeginn in den Auftraggeber-Informationsanforderungen sowie dem Ablaufplan für das BIM festlegen, dass das zu erstellende Modell auch zur Mengenermittlung dienen soll. Auch, welche Anforderungen Daten, Teilmodelle und die Zusammenarbeit der einzelnen Gewerke dazu erfüllen sollen, muss für das BIM feststehen.

Dabei müssen die Beteiligten für das digitale Building Information Modeling auch definieren, welchen Detaillierungsgrad – auf Englisch Level of Detail (LOD) – Bauteile aufweisen müssen. Denn ein höherer LOD ermöglicht zwar eine präzisere Mengenermittlung, verursacht bei der BIM aber mehr Aufwand und somit höhere Kosten.

Dieser lohnt jedoch, da die exakte Ermittlung der zu verbauenden Mengen auch Grundlage für die modellbasierte Planung der Logistik und zeitlichen Abläufe auf der Baustelle ist. Nur durch eine belastbare Terminierung der einzelnen Arbeitsschritte lässt sich zudem sicherstellen, dass einzelne Gewerke ihre Arbeiten zu dem ihnen avisierten Datum beginnen können und von ihnen bestelltes Material nicht während unnötiger Wartezeiten so lange zwischenlagern müssen, bis sie es nicht mehr verbauen können. Auch das senkt die Materialkosten in Anbetracht der aktuellen Preisrally beträchtlich.

Zeit wird zur vierten Dimension im BIM

Damit diese Planung gelingt, muss für das Building Information Modeling das dreidimensionale geometrische Modell um eine vierte Dimension „Zeit“ erweitert werden. Zudem muss das Ausgangsmodell belastbare Daten zu den zu verbauenden Mengen enthalten und jedes Bauteil darin korrekt bezeichnet sein.

Das hat der Beitrag der diesjährigen Gewinnerin des von buildingSMART ausgelobten Preises „BIM Champions“ in der Kategorie „Studierendenarbeiten“, Diana Hempel vom Karlsruher Institut für Technologie, eindrucksvoll gezeigt. Die von ihr für die Zeitplanung erstellte Software „IFCScheduler“ überprüft die für den 4D-Planungsprozess erforderliche Genauigkeit der Attribute von Bauteilen in dreidimensionalen Modellen.

Dies ist Voraussetzung dafür, dass die Bauteile in Terminplanungs- und Logistikmodellen mit Informationen zum Datum ihrer Anlieferung oder Erstellung, gegebenenfalls Lagerung sowie erforderlichen Transporten auf der Baustelle und schließlich ihrer Montage in der richtigen Reihenfolge hinterlegt werden können.

Die Erstellung digitaler Building Information Modeling-Modelle wird dadurch zwar aufwändiger. Letztlich sparen Bauherrn und –unternehmen in Deutschland so aber Kosten und setzen dem Gesetz der Inflation, wonach weniger früher mehr war, ein mehr bringt mehr entgegen.