Building Information Modeling

Building Information Modeling (BIM) wurde 2002 von einem Softwarehersteller geprägt. Die Software definierte einen dreidimensionalen (3D) Prozess, in dem Architekten, Bauunternehmen und Baukomponentenhersteller zusammenarbeiten. Gleichwohl mittels BIM Abstimmungsprozesse verbessert, Fehlplanungen reduziert und Kosten gesenkt werden können, setzten sich BIM-Methoden zunächst nicht durch.

Seit 2015 gewinnt das Thema aber an Bedeutung. Im Zuge seiner Digitalisierungsstrategie förderte das Bundeministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) BIM-Forschungsprojekte. Seit 2020 diskutieren Bundesländer und Kommunen, BIM zur Grundlage für den digitalen Bauantrag zu machen. Zumindest für große Bauprojekte und solche der öffentlichen Hand könnte Building Information Modeling schon bald ein neuer Standard werden.

BIM kommt dann ins Spiel, wenn der kreative Planungsprozess von Architekten abgeschlossen ist und es im nächsten Schritt um die konkrete Ausarbeitung der Bauplanung geht.

Building Information Modelung unterstützt die Zusammenarbeit bei der Elektroplanung und vernetzt alle bauausführenden Unternehmen sowie die Hersteller von Elektrobauteilen auf einer BIM-Plattform. Auf Grundlage der digitalen Gebäudedaten planen Architekten oder Bauingenieure die Elektroinstallationen. Sie arbeiten dann bereits in einem dreidimensionalen Gebäudemodell, zeichnen die Kabelführung in das virtuelle Gebäude ein und definieren Stromkreise sowie Verteiler.

Die BIM-Software berechnet gleichzeitig die Parameter der Kabeltrassen und die notwendigen Formteile, beispielsweise den Durchmesser der Leerrohre, und hinterlegt diese Daten für die spätere Planung. Die BIM-Software überwacht dabei gleichzeitig, ob die Elektroplanung mit anderen konstruktiven Vorgaben für Heizung, Lüftungsschächte oder Gebäudetechnik wie Aufzüge kollidiert.

BIM-Elektroplanung im Bauplan mit 3D- und Grundriss-Darstellung

Bei der Arbeit greifen BIM-Elektroplaner auf die Herstellerdaten für die gewünschten Komponenten zurück. Der Raum wird in 3D-Ansicht dargestellt, sodass Steckdosen, Schalter, Leuchten und Regler per Mausklick gesetzt werden können. Hier können beispielsweise auch schon Lichtberechnungen durchgeführt und Entscheidungen getroffen werden, wie stark ein Leuchtmittel ausgelegt sein muss, um einen Arbeitsplatz optimal auszuleuchten.

BIM-Elektroplaner erhalten anschließend einen Schaltplan für diesen Raum in der Grundrissansicht. Die Stromkreise werden anhand der Leistungsdaten aller Komponenten berechnet. Auf diese Weise arbeiten sich Planer durch jeden Raum eines Gebäudes. Im Hintergrund bereitet die BIM-Software die Berechnung der Gesamtlast der notwendigen Verteiler vor und welche Komponenten dafür erforderlich sind.

BIM erzeugt Schalt- und Verteilerpläne

Bis zu diesem Punkt ähnelt die Arbeit der klassischen Bauplanung mit üblichen CAD-Planungssystemen.

Bei einer BIM-Elektroplanung werden die Stromkreis- und Verteilerdaten an dieser Stelle in den Gesamtplan übergeben und ausgewertet. Die Software berechnet die Schaltpläne für jeden Verteiler, erstellt Verteilerpläne und ordnet sie der späteren Projektstruktur für die einzelnen Bauabschnitte zu. Diese Verteilerpläne, inklusive der Kabelführung, erhalten später die Installateure, mit der sie ihre Baustellenarbeit organisieren. Wahlweise erhalten sie für ihren Bauabschnitt einen Zugriff auf die für sie notwenigen Daten in der BIM-Cloud. Alternativ gibt das System auch Druckdaten aus.

Automatisches Layout von Verteilerkästen und Bestellung der Komponenten

Die BIM-Elektroplanung geht aber noch einen Schritt weiter: Aus den Daten generiert die Software das Layout für die Verteilerkästen, in der die Komponenten einzubauen sind. Bis hinunter zu den Anschlussklemmen sowie den notwendigen Sicherungen, die für die Stromlast automatisch passend ausgelegt werden, sind anschließend alle Komponenten definiert. Aus diesen Planungen erstellt die BIM-Software im Anschluss die erforderlichen Bestelllisten.

Bauingenieure oder die Bauaufsicht sind in der Lage, aus den vorhandenen Daten die Projektplanung abzuleiten und Hersteller, Installateure und Liefertermine zu koordinieren. Die Installateure erhalten eine zweifelsfreie Arbeitsanweisung mit Terminen. Noch vor Ort können sie selbst für die Qualitätssicherung sorgen, indem sie Pläne mit ihrer Ausführung abgleichen, bevor sie die erfolgreiche Umsetzung ihres Auftrags in die BIM-Cloud oder eine App melden.

Maßgeblich für alle Installateure bleibt dennoch VDE 0100 – die Normenreihe für elektrische Sicherheit bei Installationen im Elektrohandwerk.

DIN VDE 0100: Die Normenreihe für elektrische Sicherheit bei Installationen im Elektrohandwerk

In Deutschland spielen die Normen der Normenreihe DIN VDE 0100 für die Planung, Errichtung und Prüfung von Niederspannungsanlagen eine herausragende Rolle.

Unsere Übersichtsseite zur DIN VDE 0100 soll helfen, zu verstehen, was die Normenreihe beinhaltet, für welche Anwendungsbereiche sie gilt (und für welche nicht) und wie die Normenreihe in ihrer Gesamtheit aufgebaut ist.

BIM ist mit seinen Funktionen die ideale Projektsteuerung, die allen Beteiligten, vor allem bei komplexen und großen Bauprojekten, einen permanenten Über- und Durchblick gewährleistet.

Bauingenieure können die Komponentenlieferanten steuern, die just-in-time die bestellten Komponenten zum jeweiligen Bauabschnitt liefern. Bauausführende Unternehmen können direkt in der Software ihre Arbeit dokumentieren und als abgeschlossen melden. Vor allem bei engen Zeitplänen zeigen sich so schneller Abweichungen, auf die Bauplaner frühzeitig reagieren können.

Weitere Dimensionen: Projektverfolgung, Kostenplanung und Kostenkontrolle

Für Bauherrn, Architekten und bauausführenden Unternehmen ist die Elektroplanung mit BIM eine mehrdimensionale, digitale Projektsteuerung, die weit über die klassischen drei Raumdimensionen hinausreicht.

Schon bei der Planung werden Elektroplaner durch die BIM-Software gewarnt, wenn es mit der anderen Haustechnik zu Problemen kommen könnte. Das verhindert Fehlplanungen und kostenintensive Korrekturen derselben, wenn sie erst auf der Baustelle auftauchen. Für den Bauherrn übernimmt BIM auch Controllingaufgaben mit der Projektverfolgung. Neben der Kostenplanung erfährt er mit der Rückinformation der Installateure auch frühzeitig von etwaigen Kostenabweichungen. Die BIM-Elektroplanung leistet damit auch einen Beitrag zum Qualitätsmanagement bei der Bauausführung. Es reduziert aufwendige Nacharbeiten und sorgt dafür, dass Zeitpläne wesentlich besser eingehalten werden können.

Vor allem für Bauherrn und ihre Architekten, Bauingenieure und Elektroinstallateure ist BIM eine sehr wichtige Methode für die Planung und Ausführung von Elektroinstallationen.

Auch nach Fertigstellung eines Gebäudes sind die BIM-Daten ein wertvoller Schatz. BIM unterstützt Immobilienbesitzer über den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes. Bei späteren Um- oder Erweiterungsbauten stehen die Daten zur Verfügung, um die Elektroinstallationen schnell anzupassen. Sollen beispielsweise Komponenten integriert werden, die die Belastungsgrenzen von Stromleitungen, Sicherungen oder Verteilerkästen überschreiten würden, gibt das System dann sofort eine Rückmeldung. Auch bei Wartungsarbeiten oder bei Störungsmeldungen liefern die Daten eine ideale Unterstützung bei der Fehlersuche.

Selbst am Ende des Gebäudelebenszyklus können daraus wichtige Hinweise für Abbruchunternehmen entnommen werden. In den Produktdatenblättern der Komponentenhersteller können sie sich über die verwendeten Materialien der Elektroinstallationen informieren. So ist den Unternehmen möglich, ihre Arbeit vorzubereiten sowie die sortenreine Aufbereitung der Materialien für das Recycling zu organisieren.

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Building Information Modeling ist eine neue und zentrale Entwicklung für die Digitalisierung der Baubranche.

Der Verband Deutscher Ingenieure (VDI) gründete 2020 den fachbereichsübergreifenden Koordinierungskreis Building Information Modeling (KK-BIM) und identifiziert die relevanten Richtlinienthemen für die BIM-Normung. Zudem erarbeitet das Gremium Stellungnahmen und Empfehlungen an die Politik. Mit der Richtlinienreihe VDI 2552 begleitet es außerdem die nationalen Positionen in den internationalen Normungsgremien.

An für ganz Europa geltenden internationalen Normen wird noch gearbeitet. Für den Bereich der elektrotechnischen Normung im Umfeld von BIM ist hier vor allem die Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE (DKE) zu sehen.

DIN veröffentlichte Normungsroadmap BIM

Das Deutsche Institut für Normung (DIN) veröffentlichte im November 2021 die Normungsroadmap zu Building Information Modeling.

Im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) möchte DIN mit der Normungsroadmap die Zusammenarbeit der Expert*innen im DIN-Normenausschusses Bauwesen (NABau) sowie mit dem VDI und den Initiativen buildingSMART Deutschland sowie BIM Deutschland koordinieren.

Als gemeinsames Ziel gilt es, alle relevanten Partner aus Wirtschaft, Wissenschaft, öffentlicher Hand und Gesellschaft an den Prozessen zu beteiligen und die zukünftige strategische Ausrichtung der Normung und Standardisierung von BIM national und international zu entwickeln. Weitere Normungsorganisationen, wie die DKE, haben bei der Roadmap mitgearbeitet, um Aspekte wie elektrotechnische Installationen und elektrische Sicherheit zu berücksichtigen.

Die Vorteile von BIM liegen auf der Hand. Durch die Vernetzung aller am Bau beteiligen Akteure wird die Bauplanung zuverlässiger. Das Projektmanagement wird einfacher, die Bauausführung transparenter und die Kostenkontrolle erfolgt simultan bei jeder Planänderung.

BIM wird jedoch bisherige Normen nicht ersetzen. Die von der DKE herausgegebene Normenreihe VDE 0100 für elektrische Sicherheit bei Installationen im Elektrohandwerk, bleibt natürlich für Elektroinstallateure verbindlich. Denn wenn BIM-Elektroplanern doch ein Fehler unterlaufen sollte, wird es das Handwerk sein, das dies rechtzeitig erkennt und gegensteuert.

Industry befasst sich mit Systemen und Produkten aus dem industriellen Bereich. Zentrales Thema ist beispielsweise zunehmend die Automation, da es in Zukunft verstärkt zu einem intelligenten Austausch zwischen Maschinen und Objekten kommt. Weitere Inhalte zu diesem und anderen industriellen Fachgebieten finden Sie im