4D-BIM, was es ist und wofür es eingesetzt wird

Baustellenorganisation: wie man die Planung der Ausführungszeiten eines Bauwerks dank des 4D-BIM-Modells verbessern kann

Das Abschätzen und Planen der Bauzeiten eines Bauwerkes ist unerlässlich, um die Ressourcen während der Bauphase zu optimieren. In der Tat ist es im Rahmen eines Projekts immer ratsam (oft auch vorgeschrieben), einen Bauzeitenplan, ein Gantt-Diagramm, ein PERT-Diagramm usw. zu erstellen, um die Dauer einer Baustelle oder eines Auftrags zu verwalten.

Diese traditionellen Methoden berücksichtigen jedoch nicht die Möglichkeit, die Bauzeiten dynamisch zu reduzieren/verwalten /neu zu organisieren.

Für Auftraggeber, Planer und Bauunternehmen wäre es hilfreich, die Baustelle bereits in der Planungsphase „visualisieren“ zu können, um alle Aktivitäten zeitlich vorherzusehen und planen zu können.

BIM, und insbesondere die 4D-BIM-Modellierung, könnte die Lösung dieser Anforderungen darstellen und eine wertvolle Unterstützung bieten, um Verzögerungen und Ineffizienzen auf der Baustelle zu reduzieren.

Sehe wir jedoch zuerst, was 4D-BIM ist, welche Vorteile es für Ihre Arbeit hat und mit welchen Werkzeugen Sie die vierte Dimension von BIM verwalten können.

4D BIM-Modell und Organisation der Baustellenaktivitäten

Was ist 4D-BIM?

Die 4D-BIM-Modellierung ist der Prozess, welcher intelligente Verbindungen zwischen dem digitalen 3D-Modell (das die Geometrie des Bauwerks definiert) und den Informationen über die Ausführungszeiten der verschiedenen Aktivitäten, die zur Realisierung des Bauwerks erforderlich sind, erstellt.

Das Ergebnis ist ein umfassendes Informationsmodell, mit dem auch realistische Simulationen des Bauprozesses in Abhängigkeit der Zeit, erstellt werden können. Ziel ist es, alle Baustellenaktivitäten (wie in einem herkömmlichen Zeitplan), den Baufortschritt zeitlich zu visualisieren und den Stakeholdern die Möglichkeit zu bieten, Probleme im Zusammenhang mit den sequenziellen, räumlichen und zeitlichen Aspekten des Bauprozesses zu identifizieren, analysieren und zu vermeiden.

Dynamische Visualisierung eines 4D-BIM-Modells im Zeitverlauf | Edificius – ACCA software

Dank dieser Daten können die Planer, genaue Programme entwickeln, die auf einer zuverlässigen Quelle föderierter Informationen basieren. Dies macht den Prozess sicher, verbessert die Kontrolle der Konflikterkennung zwischen den verschiedenen Aktivitäten, begrenzt das Auftreten von unvorhergesehenen Ereignissen auf der Baustelle und die daraus resultierende Zeit- und Ressourcenverschwendung.

Der Unterschied zu einem traditionellen Ansatz besteht darin, dass es sich um ein dreidimensionales BIM-Modell handelt, das äußerst realistisch visualisierbar ist und zu dem die vierte Dimension, d.h. Zeitinformationen hinzukommen. Die realistische Simulation von 4D BIM, die durch Bilder und welche nicht nur aus Diagrammen und schriftliche Berichte besteht, verbessert die Fähigkeit, Informationen zu verstehen.

Das Konzept des 4D-BIM-Scheduling

Wörtlich bedeutet Scheduling, die Planung der Arbeitszeit für ein Bauwerk. 4D-BIM beinhaltet, die auszuführenden Tätigkeiten und Zeiten genau zu definieren und diese dynamisch mit dem BIM-Modell des Bauwerks selbst zu verbinden.

Die Planung ist ein wesentlicher Bestandteil des Entwurfs, da sie ermöglicht, Schwierigkeiten bereits in der Vorentwurfsphase zu vermeiden und Missverständnisse sowie Zeit- und Ressourcenverschwendung vor Ort zu verhindern.

Im Vergleich zu traditionellen Methoden können bei der Bauplanung, dank dynamischer und intelligenter Verknüpfungen mit dem BIM-Modell, räumlich-zeitliche Konflikte erkannt und Probleme durch sofortige Programmaktualisierungen im Voraus gelöst werden.

4D BIM-Modell mit Gantt-Diagramm

Die 5 Vorteile von 4D-BIM

4D-BIM könnte ein Katalysator für einen grundlegenden Wandel in der Art und Weise darstellen, wie Projekte im Bausektor geplant, verwaltet und entwickelt werden.

Folgend 5 Aspekte von 4D BIM, die Ihre Arbeitsweise verbessern können:

1. 1. Planung und Programmierung – AEC-Stakeholder können sich bereits zu Beginn des Prozesses ein umfassendes Bild vom Projekt und dessen Konstruktion machen;
   2. Echtzeit-Aktualisierungen – 4D-BIM ist eine wertvolle Hilfe, um die Anzahl und Dauer von Besprechungen und Telefonaten zur Kommunikation von Entscheidungen, Änderungen und Aktualisierungen zu minimieren. Dank der Visualisierung des Projektfortschritts durch 4D-BIM-Modelle, wird die Kommunikation viel einfacher, klarer und unmittelbarer;
   3. Projektüberwachung – die Animation der verschiedenen Phasen des Bauprozesses, die durch das 4D-Modell erzielt werden, kann eine große Hilfe sein, um die Kontrolle der Baustelle zu ermöglichen. Was man erzielt ist eine echte Videoaufnahme, in der die verschiedenen im Projekt vorgesehenen Prozesse in chronologischer Reihenfolge aufeinander folgen;
   4. Konfliktprävention und -lösung – das Vorhandensein eines gemeinsamen Informationsmodells ermöglicht Transparenz und definiert die Verantwortlichkeiten aller beteiligten Personen. Jede Ergänzung oder Variante des Projekts kann leicht auf die verantwortliche Person zurückgeführt werden;
   5. Baustellensicherheit – der Einsatz der Animationssequenz zur Überwachung des Baustellenfortschritts, hat auch große Vorteile für die Sicherheit, sowohl im Hinblick auf die Verletzung von Projektdaten als auch auf das Unfallrisiko auf der Baustelle.

Was sind BIM-Dimensionen?

Mit „BIM-Dimensionen“ werden alle Aspekte und Informationen definiert, die im Digitalisierungsprozess eines Bauwerkes ins Spiel kommen.

BIM ist mehr als die einfache dreidimensionale (3D) Modellierung, da diese weitere „Dimensionen“ umfassen kann, welche dazu dienen, nützliche Informationen zu dem zu erstellenden oder zu verwaltenden Werk hinzuzufügen:

• 3D – Dreidimensionale Wiedergabe des Werks;
• 4D – Bauzeitenanalyse der Werke;
• 5D – Kostenanalyse;
• 6D – Nachhaltigkeit und Effizienz;
• 7D – Verwaltung von Wartungsmaßnahmen (Facility-Management).

Zusätzlich zu den 7 Standard-Dimensionen, ist heute, eine offene Debatte über drei „neuen BIM-Dimensionen“ im Gange:

• 8D – Sicherheit in der Entwurfs- und Bauphase des Werks;
• 9D – Schlankes Bauen;
• 10D – Industrialisiertes Bauen.

Die 10 Dimensionen von BIM

4D-Modellierungswerkzeuge

Sehen wir nun, welche Eigenschaften die Werkzeuge haben, mit denen dem geometrischen 3D-Modell für die Erstellung des Bauwerks, Zeitinformationen (4D) hinzugefügt werden können.

Zunächst wird hervorgehoben, dass die 4D-BIM-Modellierungswerkzeuge, Softwares sind, mit denen eine Reihe von Informationen in Bezug auf Bauzeiten und Organisation der Baustelle mit dem 3D-BIM-Modell verknüpft werden können Diese Informationen werden mit Hilfe von Animationen, die den Ablauf der verschiedenen Arbeitsvorgänge und den Fortschritt der Baustellenphasen wiedergeben, realistisch dargestellt. Es handelt sich um eine echte Videoaufnahme aller Baustellenaktivitäten und der Entwicklung der Arbeiten bis zu ihrer Fertigstellung.

Insbesondere muss eine 4D-BIM-Modellierungssoftware folgendes ermöglichen:

• das Projekt in einzelne Aktivitäten zu zerlegen, indem ein spezifischer PSP (Projektstrukturplan, d.h. eine strukturierte Liste aller Projektaktivitäten) festgelegt wird;
• BIM-Objekte verschiedenen Aktivitäten zuzuordnen;
• das Gantt-Diagramm zu erhalten;
• in Real-Time die Projektentwicklung im Zeitverlauf zu simulieren und realistische Präsentationen zu erzielen;
• Konflikte (Überschneidungen von inkompatiblen Prozessen usw.) zu ermitteln und zu lösen;
• verschiedene 3D-BIM-Modelle zu föderieren;
• alle Objekte hinzuzufügen, die Aktivitäten darstellen, auch wenn diese nicht direkt mit der Arbeit verbunden sind (wie z.B. Objekte, die sich in einem Material-Lagerbereich befinden usw.);
• das 4D-Modell mit Kollegen zu teilen;
• die erhaltenen Diagramme in verschiedenen Formaten zu exportieren.

Wenn auch Sie versuchen möchten, die Ausführungszeit Ihres Projekts mit einer BIM-Software abzuschätzen, laden Sie die kostenlose Testversion von Edificius herunter und testen Sie alle Funktionen der 4D-Gantt-Umgebung, um die Entwicklung des 3D-Modells in verschiedenen Phasen des Projekts zu simulieren.

4D BIM-Modell | 4D-Umgebung – GANTT von Edificius

Was ist der Unterschied zwischen 4D und 5D?

Zusammenfassend können wir sagen, dass 4D-BIM, die 3D-Modelldaten mit den Projektplanungs- und Programmierungsdaten integriert sind und realistische Simulationen der Bauaktivitäten erzeugen.

5D BIM hingegen verknüpft alle 4D-Informationen mit den Kostenaspekten des Projekts (Materialmengen, Zeitpläne und andere Preisinformationen).

Die BIM-Anwendung basiert die Planung von Kosten und Zeiten auf der Methodik des Project Management und insbesondere auf Project Time Management (Projektzeitmanagement) und Project Cost Management (Projektkostenmanagement).

Der BIM-Experte, der für die Erstellung der Mengenermittlung (5D) und die Verwaltung der Bauzeiten (4D) zuständig ist, hat die Aufgabe, alle Messungen nicht nur mit einer Preisliste, sondern auch mit den parametrischen Objekten des BIM-Modells zu verknüpfen Dieser Vorgang wird dank der Verwendung einer speziellen BIM-Software durchgeführt.

Die parametrischen Objekte (Wände, Türen, Fenster usw.) enthalten eine ganze Reihe von Informationen, welche helfen, die Mengenermittlung zu erstellen und die geeignetste Preislisten-Position mit allen verfügbaren Projektinformationen zu ermitteln

Auf diese Weise kann die Mengenermittlung sehr einfach und mit Hilfe automatischer Systeme erstellt werden, wobei die Maße (automatisch aus der Geometrie des Objekts erworben) und der Preis, mit dem zu berechnenden parametrischen Objekt verknüpft werden.

Zusammenfassend sind 3D, 4D und 5D drei eng miteinander verknüpfte Aspekte der Planung: Durch die Erstellung der WBS erhält man automatisch das Aufmaß und die Zeiten für jede einzelne Verarbeitung, um diese unter Beachtung von Programmierregeln aneinanderzureihen.