So digitalisieren Sie das Bestehende und liefern ein eBIM-Modell zurück

Es ist mittlerweile allgemein bekannt, dass im Bauwesen ein Großteil der Aktivitäten der Techniker auf das Management des bestehenden Bauvermögens (Renovierung, Restaurierung, Facility Management usw.) ausgerichtet ist. Unabhängig von der Art des geplanten Eingriffs ist der erste Schritt, um sich einem bestehenden Gebäude zu nähern, sicherlich dessen Digitalisierung. Erst nachdem der digitale Zwilling des realen Objekts erstellt wurde, wird es möglich sein, mit dessen Management fortzufahren, unterstützt von einer geeigneten Facility-Management-Software.

In diesem Artikel werden wir erkunden, was eBIM ist, wie es funktioniert und wie es zur Digitalisierung bestehender Gebäude eingesetzt werden kann.

eBIM und das Management bestehender Gebäude

Was ist die Digitalisierung des gebauten Erbes

Die Digitalisierung des gebauten Erbes ist der Prozess, durch den bestehende Gebäude, Infrastrukturen und architektonische Güter in strukturierte digitale Modelle umgewandelt werden, die deren Geometrie, physikalische Eigenschaften, Materialien, Erhaltungszustand und Verwaltungsinformationen darstellen können.

Es handelt sich nicht nur um „ein 3D-Modell zu erstellen“, sondern um den Aufbau eines Informationsökosystems, in dem die geometrischen Daten mit technischen, dokumentarischen und funktionalen Daten integriert sind: technische Datenblätter, Stratigraphien, Anlagen, Chronologie der Eingriffe, Wartungszustand, energetische Leistungen.

Im aktuellen Kontext, der von der digitalen Transformation des AEC-Sektors geprägt ist, stellt die Digitalisierung des Bestehenden einen der grundlegenden Pfeiler dar für:

• die Erhaltung des historischen Erbes;
• die intelligente Verwaltung von Immobilien;
• die Planung von Sanierungsmaßnahmen;
• die Einführung von fortschrittlichen Facility-Management-Modellen.

Mit anderen Worten, es ist der Übergang von fragmentiertem Wissen (Zeichnungen, Vermessungen, PDFs, Papierarchive) zu einem kohärenten und abfragbaren Informationszwilling.

Was ist eBIM

eBIM (Existing Building Information Modeling) ist ein innovativer Ansatz zur Digitalisierung bestehender Gebäude durch die Erstellung detaillierter 3D-Informationsmodelle, die alle geometrischen, strukturellen, materialtechnischen und anlagentechnischen Daten enthalten. Diese Modelle bieten eine genaue digitale Darstellung des Werkes und seiner Komponenten, die eine bessere Verwaltung, Wartung und Sanierung der Gebäude im Laufe der Zeit ermöglichen. Um ein 3D-Informationsmodell zu erstellen, ist es notwendig, eine BIM-Software für das Bauwesen zu verwenden. Mit den parametrischen Objekten der Software können Sie das BIM-Modell des Gebäudes schnell erstellen, das Wände, Decken, Fenster, Türen, Oberflächen und Möbel umfasst. Jedes parametrische Objekt kann mit Informationen, technischen Datenblättern, Bildern und allen nützlichen Daten für das Projekt und die Wartung des Gutes im Laufe der Zeit verknüpft werden. So wird das 3D-Modell zu einem echten Informationscontainer, der im Laufe der Zeit aktualisiert und erweitert werden kann.

Bedeutung von eBIM

eBIM ist entscheidend, um Ressourcen zu optimieren, Abfälle zu reduzieren und die Nachhaltigkeit bestehender Gebäude zu verbessern. Es ermöglicht informierte Entscheidungen über Wartung, Renovierung und den Einsatz von Ressourcen, alles basierend auf präzisen und aktuellen Daten.

BIM vs eBIM vs Digital Twin

Diese drei Konzepte werden oft synonym verwendet, stellen jedoch in Wirklichkeit unterschiedliche Ebenen der digitalen Reife dar.

Der Digital Twin stellt die fortschrittlichste Evolution dar: nicht nur ein Informationsmodell, sondern eine lebendige digitale Nachbildung, die in Echtzeit mit den Daten des physischen Gebäudes verbunden ist (Verbrauch, Temperaturen, Strömungen, strukturelle Sensoren).

eBIM kann als die strukturelle Basis betrachtet werden, auf der ein Digital Twin aufgebaut werden kann.

Digitalisierung bestehender Gebäude

Herausforderungen bei der Digitalisierung bestehender Gebäude

Die Digitalisierung bestehender Gebäude bringt verschiedene Herausforderungen mit sich, darunter das Fehlen vollständiger Dokumentationen, die Komplexität der Strukturen und die Notwendigkeit, Daten aus verschiedenen Quellen zu integrieren. eBIM bietet jedoch eine strukturierte und effiziente Methode, um diese Schwierigkeiten zu überwinden. Darüber hinaus werden die anfänglichen Schwierigkeiten zur Implementierung des eBIM-Prozesses durch die Vereinfachung der Facility-Management-Aktivitäten, die Genauigkeit der 3D-Darstellung und die Konsultierbarkeit von Modellen und Informationen über die Zeit hinweg weitgehend ausgeglichen.

Vorteile der Digitalisierung

Die Digitalisierung bestehender Gebäude durch eBIM bietet zahlreiche Vorteile, darunter:

• Reduzierung der Wartungs- und Verwaltungskosten;
• Verbesserung der Nachhaltigkeit und der Energieeffizienz;
• Erleichterung der Planung und der Ressourcenzuteilung;
• größere Zusammenarbeit zwischen den am Lebenszyklus des Gebäudes beteiligten Parteien.

Vorteile für das historische und architektonische Erbe

Im Falle von historischen Gütern hat die Digitalisierung einen nahezu „kulturellen“ Wert, noch bevor sie technisch wird.

Ein eBIM-Modell ermöglicht es:

• den Ist-Zustand millimetergenau zu dokumentieren;
• die Morphologie, Materialien und Abnutzungen digital zu archivieren;
• Interventionen zu simulieren, ohne das Gut physisch zu berühren;
• digitale Archive zur Erhaltung und Verbreitung zu erstellen.

Das Modell wird zu einem echten digitalen Gedächtnis des Gebäudes, das auch im Falle von zerstörerischen Ereignissen (Erdbeben, Brände, beschleunigte Abnutzung) nützlich ist.

Um mehr zu erfahren, lesen Sie auch:

• HBIM, das BIM für bestehende Gebäude.

Vorteile für Verwaltung, Wartung und Facility Management

In der Immobilien- und Infrastrukturbranche stellt eBIM einen Paradigmenwechsel dar: Es wird von einer reaktiven zu einer prädiktiven Verwaltung übergegangen.

Mit einem Informationsmodell ist es möglich:

• Komponenten und Anlagen schnell zu lokalisieren;
• geplante Wartungen zu planen;
• Tickets, Interventionen und Kosten mit den BIM-Objekten zu verknüpfen;
• Stillstandszeiten und operative Verschwendungen zu reduzieren.

Das eBIM-Modell wird zur zentralen Kontrollplattform des Gebäudes.

Auswirkungen auf den Lebenszyklus des Gebäudes

Die tiefgreifendste Auswirkung der Digitalisierung liegt im Life Cycle Management.

Das Modell begleitet das Gebäude während seines gesamten Zyklus:

• anfängliches Wissen (as-is);
• Planung von Interventionen;
• operative Verwaltung;
• Stilllegung oder Wiederverwendung.

Dies ermöglicht Entscheidungen, die auf realen Daten und nicht auf groben Schätzungen basieren, mit direkten Auswirkungen auf:

• Gesamtkosten;
• Nachhaltigkeit;
• Energieeffizienz;
• Resilienz über die Zeit.

Der Digitalisierungsprozess: Schritt für Schritt

Die Digitalisierung ist kein einzelner Akt, sondern ein strukturierter Prozess, der Vermessung, Modellierung und Informationsmanagement integriert.

Vermessung und Messungen des Bestehenden

Der erste Schritt ist immer das geometrische Verständnis des realen Objekts.

Die am häufigsten verwendeten Technologien sind:

• 3D-Laserscanning: erzeugt Punktwolken mit extrem hoher Dichte;
• Fotogrammetrie: 3D-Rekonstruktion aus Bildern;
• Drohnen: für komplexe Abdeckungen und Kontexte.

Das Ergebnis ist eine georeferenzierte Punktwolke, die das Rohmaterial des eBIM-Modells darstellt.

Erstellung des eBIM-Modells

Die nächste Phase ist das Scan-to-BIM: Millionen von Punkten in intelligente Objekte umwandeln.

Hier findet die eigentliche Wertschöpfung statt: reale Wände werden zu Wandentitäten (ifcwall), Decken werden zu Decken (ifcslab), usw.

Jedes Objekt ist nicht nur Geometrie, sondern enthält informative Eigenschaften: Materialien, Schichtungen, Codes, Erhaltungszustand.

Das Modell muss nicht unbedingt hyper-detailliert sein: der Schlüssel ist das richtige Informationsniveau (LOD/LOI) in Abhängigkeit von den Zielen.

Integration mit Management-Systemen und CDE

Das eBIM entfaltet sein maximales Potenzial, wenn es in ein Common Data Environment (CDE) integriert und mit den Managementsystemen verbunden wird.

In dieser Phase wird das Modell:

• grafische Schnittstelle der Immobilien-Datenbank;
• zentrale Dokumentationsstelle;
• Entscheidungsunterstützung für die Eigentümer.

Das BIM hört auf, eine „Datei“ zu sein, und wird zu einer digitalen Infrastruktur.

Am häufigsten verwendete Werkzeuge und Software für eBIM

Im eBIM-Fluss begegnet man typischerweise drei Familien von Werkzeugen:

• Vermessungs- und Processing-Software;
• Werkzeuge zur Verwaltung von Punktwolken;
• Fotogrammetrie-Software;
• Georeferenzierungsumgebungen zur Integration von BIM-Modellen und GIS-Karten;
• Software zur BIM-Modellierung (Architektur, Strukturen, Anlagen) mit BIM-Objektbibliotheken und parametrischen Entitäten;
• CDE-Plattformen und kollaborative Umgebungen mit Überwachungs-Dashboards.

Die wahre Herausforderung ist nicht die einzelne Software, sondern die Kohärenz des Informationsflusses zwischen Vermessung, Modell und Management.

Datenaufnahme

Um ein eBIM-Modell zu erstellen, ist es notwendig, genaue und detaillierte Daten über das bestehende Gebäude zu sammeln. Dieser Prozess kann Folgendes umfassen:

1. Vermessungen und Laserscanning – das 3D-Laserscanning ermöglicht es, hochpräzise geometrische Daten über das Gebäude zu sammeln, einschließlich der Abmessungen, der Form und der Position der architektonischen Elemente und der Anlagen. Diese Informationen sind entscheidend für die Erstellung des eBIM-Modells;
2. bestehende Dokumentation – die bestehende Dokumentation, wie Grundrisse, Schnitte und Ansichten, kann verwendet werden, um die durch das Laserscanning gesammelten Daten zu ergänzen und zusätzliche Informationen über die Merkmale des Gebäudes bereitzustellen;
3. Erstellung des BIM-Modells – nachdem die notwendigen Daten gesammelt wurden, besteht der nächste Schritt im eBIM-Prozess in der Erstellung des BIM-Modells. Dies beinhaltet die Modellierung der architektonischen Elemente und der Anlagen des Gebäudes. Dieser Prozess erfordert die Verwendung spezifischer Software und Werkzeuge, wie:
   • Software zur Verarbeitung von Punktwolken, die die mit 3D-Laserscannern gesammelten Daten in nutzbare 3D-Modelle für BIM-Software umwandelt;
   • BIM-Software, um parametrisierte 3D-Modelle zu erstellen, die alle geometrischen, strukturellen und anlagentechnischen Informationen integrieren;
     • Modellierung der architektonischen Elemente – die architektonischen Elemente, wie Wände, Decken, Fenster und Türen, werden in 3D unter Verwendung von BIM-Software modelliert. Diese Modelle enthalten detaillierte Informationen über die Geometrie, die Materialien und die physikalischen Eigenschaften der Elemente;
     • Modellierung der Anlagen – die mechanischen, elektrischen und hydraulischen Anlagen des Gebäudes werden separat modelliert und in das eBIM-Modell integriert. Dies ermöglicht eine einfache Verwaltung der Interaktionen zwischen den architektonischen Elementen und den Anlagen sowie die Planung der Wartung und den Austausch von Komponenten im Laufe der Zeit;
     • Validierung und Qualitätskontrolle des Modells – nachdem das eBIM-Modell erstellt wurde, ist es entscheidend, es zu validieren und die Qualität zu überprüfen, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Daten zu gewährleisten. Dieser Prozess kann die Überprüfung der Abmessungen, der Positionen und der Eigenschaften der Elemente sowie die Korrektur von Fehlern oder Inkonsistenzen umfassen;
   • Interoperabilitätswerkzeuge für den Datenaustausch zwischen verschiedenen Software und Formaten, die die Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Fachleuten, die am Projekt beteiligt sind, erleichtern.

Video

Nutzung des eBIM-Modells

Das eBIM-Modell kann für eine Reihe von Zwecken verwendet werden, darunter:

1. Wartung und Gebäudeverwaltung – das eBIM-Modell ermöglicht eine effiziente Verwaltung der Wartung und der Verwaltung bestehender Gebäude. Es ermöglicht die Planung von Wartungsmaßnahmen, die Überwachung des Zustands der Elemente und Komponenten sowie die Vorhersage des Verfalls im Laufe der Zeit;
2. Sanierung und energetische Sanierung – das eBIM-Modell kann verwendet werden, um Sanierungs- und energetische Sanierungsmaßnahmen zu planen und zu bewerten, wodurch die effektivsten Lösungen zur Verbesserung der Energieeffizienz des Gebäudes und zur Reduzierung der Umweltbelastung identifiziert werden können;
3. Ressourcenplanung – dank des eBIM-Modells ist es möglich, Ressourcen optimal zu planen und zuzuweisen, indem die Auswirkungen der verschiedenen Optionen auf die Verwaltung des Gebäudes, seinen Wert und seine langfristige Nachhaltigkeit bewertet werden. Dies ermöglicht informierte Entscheidungen und maximiert die Rendite der Investitionen;
4. Zusammenarbeit der beteiligten Parteien – das eBIM-Modell erleichtert die Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen den verschiedenen Parteien, die am Lebenszyklus des Gebäudes beteiligt sind, wie Eigentümern, Verwaltern, Planern und Bauunternehmern. Dies stellt sicher, dass alle Zugang zu denselben aktuellen Informationen haben und gemeinsam daran arbeiten können, die Verwaltung und Wartung des Gebäudes zu optimieren.

Das eBIM stellt die effektivste Methode dar, um bestehende Gebäude zu digitalisieren und deren Verwaltung, Wartung und Sanierung zu optimieren. Durch die Sammlung genauer Daten und die Erstellung detaillierter 3D-Informationsmodelle ist es möglich, informierte Entscheidungen zu treffen, Kosten zu senken und die Nachhaltigkeit der Gebäude im Laufe der Zeit zu verbessern.
In einer Welt, in der Umwelt- und Energieeffizienz immer wichtiger werden, erweist sich das eBIM als ein fundamentales Werkzeug, um diese Herausforderungen zu bewältigen und eine grünere Zukunft für unser Bauvermögen zu gewährleisten.

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Ausbildung und erforderliche Kompetenzen für die Arbeit mit eBIM

Um mit eBIM zu arbeiten, ist es notwendig, spezifische und aktuelle Kompetenzen im Bereich der Modellierung von Informationen über bestehende Gebäude zu erwerben. Zu den gängigsten Ausbildungswegen und Zertifizierungen gehören:

• BIM-Kurse und -Zertifizierungen, die eine umfassende Ausbildung zu den Methoden und Werkzeugen von BIM bieten, mit besonderem Augenmerk auf bestehende Gebäude;
• Spezialisierungskurse in Vermessung und 3D-Modellierung, die die technischen Fähigkeiten vermitteln, die erforderlich sind, um die metrisch-morphologischen Daten von Gebäuden zu erfassen und zu verarbeiten;
• Berufsrollen wie Architekten, Ingenieure und Vermesser können sich im Bereich eBIM spezialisieren, indem sie spezifische und aktuelle Kompetenzen durch Schulungs- und Fortbildungsmaßnahmen erwerben.

FAQ – Häufig gestellte Fragen

Ist eBIM gesetzlich vorgeschrieben?

Das hängt vom rechtlichen Kontext und der Art des Eingriffs ab. In vielen Fällen ist es nicht obligatorisch, wird jedoch zunehmend bei öffentlichen Aufträgen und komplexen Projekten gefordert.

Ist immer ein Laserscanner erforderlich?

Nein, aber es ist die genaueste Technologie. Für einfache Gebäude kann eine traditionelle oder photogrammetrische Vermessung ausreichen.

Was kostet ein eBIM-Projekt?

Die Kosten hängen von den Abmessungen, dem Detaillierungsgrad, den Informationszielen und der Komplexität des Gebäudes ab.

Ersetzt eBIM die traditionelle Vermessung?

Nein, es integriert und verbessert sie. Die Vermessung bleibt grundlegend, aber der Mehrwert liegt in der digitalen Informationsstruktur.

Kann ich eBIM für die Wartung verwenden?

Ja. Es ist eines der Bereiche, in denen es den höchsten wirtschaftlichen Nutzen bietet, insbesondere im mittelfristigen bis langfristigen Zeitraum.