Die Dimensionen des BIM: 3D, 4D, 5D, 6D, 7D, 8D, 9D, 10D

Die Dimensionen von BIM: ein intuitiver Weg zur Schematisierung der Heterogenität von Informationsdaten in einem „BIM-based“ Entwurf

BIM ist heute Realität: wer im Baugewerbe tätig ist, wird rund um die Uhr mit allen möglichen Informationen über die Digitalisierung und Computerisierung des Bausektors ausgesetzt.

Wenn Sie die BIM-Technologie noch nicht nutzen, empfehlen wir Ihnen, eine kostenlose BIM-Gebäudeplanungssoftware herunterzuladen und auszuprobieren, um neue Tools für den Übergang von 2D zu 3D zu entdecken und selbst zu erleben wie Sie mit BIM noch effizienter arbeiten können. BIM ist nicht nur eine 3D-Modellierung, sondern ermöglicht auch die Verwaltung zahlreicher Informationen über Materialien, Kosten und Lieferzeiten, deshalb wird von BIM-Dimensionen gesprochen.

Für die geometrische Modellierung, die durch BIM-Softwares eingeführt wurde, sind die 3 Dimensionen tatsächlich ausreichend, aber um die anderen Informationsbereiche darzustellen, wurde ein neuer Ansatz eingeführt, der sich auf andere Dimensionen bezieht und ein echtes Klassifizierungssystem schafft.

BIM-Dimensionen beziehen sich auf die verschiedenen Informationsebenen eines BIM-Modells:

3D – Dreidimensionale Modellierung;
4D – Bauzeitenanalyse der Bauwerke;
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 Planungs- und Ausführungsphase des Bauwerks;
9D – Schlankes Bauen;
10D– Industrialisiertes Bauen.
BIM-Dimensionen

3D-BIM: nur geometrischen Modellierung?

Die Modellierung von dreidimensionalen Modellen ist die erste der BIM-Dimensionen, die es Fachleuten ermöglicht, das digitale Gebäudemodell in drei Dimensionen zu visualisieren.

Oft wird BIM als geometrische Modellierung betrachtet, um grafischen Details des Entwurfs zu verbessern, aber BIM ist vieles mehr.

Die Möglichkeit, ein digitales Projekt-Modell zu entwickeln, erlaubt es, zahlreiche Analysen und Überprüfungen bereits in der Vorentwurfsphase durchzuführen, welche mit traditionellen Methoden, nur in der Ausführungsphase stattfanden.

Das BIM-Modell wird mit neuen Daten und Informationen aus verschiedenen Fachdisziplinen angereichert.

Es entsteht somit die Notwendigkeit einer Verwaltung, die als “Model Checking” bekannt ist, welche aus zwei verschiedenen Vorgängen besteht.

Code Checking, das heißt die Überprüfung der Konformität des Modells gemäß der Projekt- und Gesetzesanforderungen.
Clash Detection, das heißt die präventive Analyse der geometrischen und nicht- geometrischen Konflikte, die im Modell vorhanden sind.

Die Vorteile der Verwendung von 3D-BIM-Softwares für Architekten, Ingenieure und Bautechniker sind folgende:

detailliertere und genauere Visualisierung des gesamten Projekts;
bessere Zusammenarbeit zwischen Teams verschiedener Fachbereiche;
Fehlerbeseitigung, Duplizierungen, Interferenzen dank der Echtzeitaktualisierung des Modells;
Zeit- und Kostenoptimierung.

4D-BIM: Bauzeitenanalyse der Bauwerke

4D-BIM (die vierte BIM-Dimension) ist die Organisation von Aktivitäten im Zusammenhang mit der Bauzeitenplanung des Modells sowie, um den Fortschritt von Aktivitäten während der Realisierung des Projekts zu extrahieren und visualisieren.

Die traditionellen Methoden zur Verwaltung der Dauer einer Baustelle oder allgemeiner eines Vertrags (Gantt- und Pert-Diagramm usw.) weisen einige Einschränkungen Kritikalitäten auf:

Informationenverlust bei der Datenübertragung vom Entwerfer zur Baufirma;
Mangelnde Kommunikation zwischen Bauleitung und Lieferant;
Anwesenheit und präzise Platzierung der Materialien auf der Baustelle;
Status der Arbeitsausführung.

Dies sind nur einige der Gründe, die zu Verzögerungen und Ineffizienzen führen und eine Überarbeitung der bisherigen Planung erforderlich machen

Zur Vermeidung solcher Probleme, ist es ratsam, ein PSP – Projektstrukturplan (WBS – Work Breakdown Structure) zu erstellen, um den Zeitplan des Auftrags dynamisch zu reorganisieren.

Das Projekt wird in elementare Teile zerlegt, um mit dem modellierten Objekten verbunden zu werden. Auf diese Weise kann der Baufortschritt (Bauzeitenplan) auf einfache Weise eingesehen werden. Mit einer BIM-Software für das BIM Project Management (BIM 4D), werden die Daten mit der grafischen Darstellung der Komponenten verknüpft und es wird für den Project Manager einfacher, die Projektinformationen einzusehen und zu verstehen, wodurch eine Reihe von Vorteilen erzielt werden, wie:

effiziente Koordination zwischen Architekten, Bauunternehmen und Projektteams;
Früherkennung von Konflikten;
Verwaltung von Informationen über den Baustellenfortschritt und Visualisierung der Auswirkungen von Änderungen während dieser gesamten Phase.

5D-BIM: Mengen und Kosten

Die 5D-BIM-Modellierung (die fünfte BIM-Dimension) befasst sich mit der Kostenanalyse.

Dank spezifischer 5D-BIM-Softwares für „Quantity Take Off“ ist es möglich, eine direkte Verbindung zwischen den Elementen des digitalen Modells, des Leistungsverzeichnisses und der Kostenschätzung zu erstellen.

Für den Bautechniker (Quantity Surveyor), bietet der Einsatz dieser Technologie viele Vorteile, wie z.B.:

eine höhere Präzision und Vorhersehbarkeit von Projektkosten, Mengen- und Materialänderungen, Ausrüstung und Arbeitskräfte;
Methoden zur Extraktion und Analyse von Kosten und Methoden zur Bewertung verschiedener Szenarien;
den Fortschritt der Aktivitäten und die damit verbundenen Kosten im Laufe der Zeit anzuzeigen (4D-BIM).
automatische Zählung der mit einem Projekt verbundenen Komponenten;
Vereinfachte Kostenanalyse und Budgetanalyse mit erwarteten und tatsächlichen Ausgaben im Zeitverlauf.

6D-BIM: Nachhaltigkeit und Effizienz

6D-BIM wird mit der Energieeffizienz und nachhaltigen Entwicklung eines neuen oder bestehenden Gebäudes in Verbindung gebracht.

Das Konzept der Nachhaltigkeit kann aus drei verschiedenen Perspektiven betrachtet werden:

in der Umwelt, in Bezug auf die Fähigkeit, natürliche Ressourcen zu reproduzieren und zu erhalten;
in der Wirtschaft, verstanden als die Fähigkeit, Einkommen und Beschäftigung zu schaffen;
im Sozialen, als Motor des menschlichen Wohlbefindens.

Die 6D-BIM-Simulation ermöglicht eine umfassende Analyse der Nachhaltigkeit des Eingriffs (Wirtschaft, Umwelt, Energie usw.).

Die Analyse der Energieeffizienz, liefert dem Planer bereits in der Entwurfsphase, die am besten geeigneten technischen Lösungen, um einen geringeren Energieverbrauch, höhere Qualität und mehr Komfort zu gewährleisten und so die Nachhaltigkeit des Projekts zu garantieren.

Durch den Einsatz einer Software für die dynamische Energieanalyse und -simulation (6D-BIM) kann der Ingenieur zahlreiche Vorteile nutzen, wie z.B:

Möglichkeit, verschiedene Lösungen schnell und genau zu bewerten;
Detaillierte Auswirkungsanalyse verschiedener Lösungen auf wirtschaftliche und betriebliche Aspekte, während des gesamten Lebenszyklus des Gebäudes;
Bewusstere und geplante Steuerung des Investitionsflusses des Bauwerks.

7D-BIM: Verwaltung von Wartungsmaßnahmen (Facility-Management)

7D-BIM ist das operative Management und die Instandhaltung des Gebäudes sowie seiner Komponenten über den gesamten Lebenszyklus.

In Bezug auf den Lebenszyklus, können die Aspekte der Instandhaltung und Stilllegung oder Renovierung des Bauwerks nicht außer Acht gelassen werden.

Mit einer 7D- BIM-Software, können alle Daten zu Komponenten, Spezifikationen, Wartungs- und Installationshandbüchern, Garantien usw. extrahiert und nachverfolgt werden.

Dank dieser Technologie ist es möglich, die Wartung und Instandhaltung von Gebäuden während dessen gesamten Lebenszyklus zu optimieren. Mit einer BIM-Facility-Management-Tool kann, der Facility Manager:

den Austausch und die Wartung von Anlagen und Teilen auf einfache und effiziente Weise zu verwalten;
die Überprüfung zu erleichtern und die Effizienz, Sicherheit und Einhaltung der Baunormen während des gesamten Lebenszyklus zu gewährleisten;
die Ressourcen und Wartungskosten dank kontinuierlicher und aktueller Überwachungssysteme zu optimieren.

8D-BIM: Baustellensicherheit

8D-BIM ist die Dimension, die dem geometrischen Gebäude-Modell Informationen zur Sicherheit hinzufügt. Durch Hinzufügen dieser Informationen zum Modell ist es möglich, Risiken im Bauprozess vorherzusehen und Maßnahmen zur Verbesserung der Arbeitssicherheit und zur Unfallverhütung zu ermitteln.

Mit BIM 8D ist es möglich, die Baustelle vor dem Bau zu visualisieren, wodurch alle möglichen Szenarien einfacher analysiert werden können, um Gefahren und kritische Situationen in jeder Arbeitsphase zu vermeiden.

Die wichtigsten Vorteile des Einsatzes einer BIM-Baustellenmanagement-Software (8D-BIM) für den Sicherheitsbeauftragten sind:

ein vollständiges Bild der Baustellenszenarien zu haben;
detaillierte und immer aktuelle Sicherheitspläne zu erstellen;
die im Hinblick auf die Sicherheit am besten geeigneten Planungsentscheidungen genau zu identifizieren und zu analysieren;
Risiken zu vermeiden, indem in Planungsentscheidungen eingegriffen wird, welche Gefahren erzeugen könnten;
die digitale Baustelle in 3D zu visualisieren;
die Arbeiter mit Hilfe der virtuellen Realität zu schulen;
das Unfallrisiko zu reduzieren.

9D-BIM: Lean Construction

9D-BIM ist die Dimension, die es ermöglicht, durch die Digitalisierung von Prozessen, alle Schritte in der Bauphase eines Projekts durch die Digitalisierung der Prozesse zu optimieren und zu rationalisieren.

Lean Construction ist ein Ansatz, der ein effizientes Ressourcenmanagement ermöglicht und die Überwachung der Verwendung von Rohstoffen beinhaltet, um das Auftreten von Abfällen zu minimieren. Die ständige Überwachung dieser Ressourcen ermöglicht die Entwicklung von Strategien zur effektiven Umwandlung von Abfällen, Materialfragmenten oder Einzelteilen, um dem Ganzen einen Mehrwert zu verleihen.

Mit einem BIM-Management System ist es außerdem möglich, die 9D-BIM-Dimension effizient zu verwalten, sodass der Projektmanager in der Lage ist:

die Materialien bestmöglich zu nutzen;
das Bauprojekt im Zeitplan und im Budget zu halten.

10D-BIM: Industrialisiertes Bauen

10D-BIM zielt darauf ab, den Bausektor dank neuer Technologien und der Integration von physischen, kommerziellen, umweltbezogenen oder anderen Daten zu industrialisieren und produktiver zu machen.

Das Ziel von 10D-BIM kann durch den Einsatz von Tools für die Digitalisierung des Bauwesens erreicht werden, z. B. durch ein BIM-Management-System, welches ermöglicht, alle am Lebenszyklus des Bauwerks beteiligten Fachleute aufeinander abzustimmen und jede Phase zu optimieren.

Die Vorteile von 10D-BIM für den Project Manager sind:

Reduzierung der Bauzeiten der Gebäudehüllen;
Optimierung der Baustellenkosten;
Verbesserung und Umsetzung der Arbeitssicherheit;
Steigerung der Bauqualität dank digitaler Infrastrukturen der neuen Generation;
genaue Kontrolle jedes einzelnen Elements in jeder Produktionsphase durch weiterentwickelte, kodifizierte und standardisierte Prozesse;
nicht abhängig von Wetterbedingungen zu sein, welche die Aktivitäten des Standorts beeinträchtigen könnten.