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Building Information Modeling (BIM) — Ein Überblick

PFA 9, Ausschnitt aus Info-Flyer, © Deutsche Bahn, für größere Version anklicken

Das Building Information Modeling (BIM) ist ein digitales Format, welches seit 2015 vom Bundesministerium für Verkehr (BMVI) gefördert wurde. Es war der Anspruch, größere Bauvorhaben digital zu entwickeln und den Baufortschritt zu begleiten.

Seitdem ist viel Knowhow in das Vorhaben eingeflossen, so dass Ende 2022 unter den Ministerien von BMDV (Verkehrsministerium für Digitales und Verkehr) und BMWSB (Ministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen) für öffentliche Bauvorhaben das Format als Vorgabe eingeführt wurde, wie seinerzeit die HOAI (Honorarordnung für Architekten und Ingenieure) im Jahr 1977. Damit gilt — zumindest für Großbauvorhaben der öffentlichen Hand — die Ausführung dieses digitalen Verfahrens als verbindlich. Wer sich weiter informieren will, dem sei folgende Internetseite empfohlen:
autodesk.com/de/design-make/articles/was-ist-bim

„BIM Deutschland bringt mit gezielten Informations-, Beratungs- und Vernetzungsangeboten das digitale Bauen in der Praxis voran und engagiert sich im Bereich Standards und Normen, so dass Planung, Bau und Unterhalt der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland effizienter, kostengünstiger und transparenter umgesetzt werden können.“ (aus Website BMDV).

Das Grundprinzip

Alle betroffenen Geländemerkmale (Oberfläche, Untergrund, Grundwasser, Siedlungsgebiete, Verkehrswege, Seen und Flüsse ...) werden digital erfasst und in die BIM-Datenbank eingegeben. Auch Schutzgebiete (z. B. FloraFaunaHabitat, Natura 2000, Bannwälder und Schonwälder ...) sind heute bereits digital kartographiert. Die entsprechenden Unterlagen können in der Regel bei den Raumordnungsbehörden (Regierungspräsidien, Landkreisen, Kommunen usw.) abgerufen werden.

Aus den vorliegenden Daten werden dann zum Ist-Zustand weitere Daten erhoben — aus analogen Plänen, die digitalisiert werden oder mit Hilfe von Drohnen, die das Gelände erkunden. Dies gilt nicht nur für die Oberfläche, sondern auch für den Untergrund, so dass man einen Überblick über die gesamte Performance des Geländes hat.

Nächster Schritt

Aus den Daten kann per CAD bzw. 3-D-Ansichten Rückschlüsse auf die Beschaffenheit des Baugrunds, der Oberfläche, der angrenzenden Bebauung usw. digital ein konkreter Einblick in das Umfeld der Baumaßnahme gewährt werden. Auf dieser Basis werden die nächsten Planungsschritte aufgesetzt. Dabei werden auch die Planungsideen digital eingebracht und mit dem Istzustand „verschnitten“. Alle am Projekt Beteiligten sehen — auf Grund des Zugriffs auf die gemeinsame Datenbank — sofort die geplanten Änderungen und können ihrerseits eingreifen, falls Konflikte zu ihren Anforderungen entstehen.

Es geht noch weiter

Ziel ist, den gesamten Prozess (Planung, Bau mit Abrechnung der Leistungen, Inbetriebnahme, Instandhaltung einschließlich der Kosten ...) bis zum Lebensende der Anlage zu verfolgen, um damit die Lebenszykluskosten gesamthaft analysieren zu können. Das wird selbstverständlich bei Bauvorhaben erst in vielen Jahrzehnten von Erfolg gekrönt sein.

Was heißt das für die Bahn?

Die DB Netz hat seit 2015 das Verfahren im Projekt Karlsruhe — Basel erstmalig bei der Planung des Rastatter Tunnels (zunächst noch rudimentär in den Anfangsstadien) angewendet. Die Weiterentwicklung und Verfeinerung der Software und die Anwendungsmöglichkeiten wurden auch für die weiteren Planfeststellungsabschnitte (PFA) fortentwickelt, so dass heute ein dreidimensionales digitales System mit allen Planungsparametern existiert, das Auskunft über das gesamte Bauvorhaben zeigt.

Am Beispiel des PFA 9 (s. Skizze — © Deutsche Bahn) hat im Rahmen der „Tage der Schiene“ im September 2023 eine Präsentation des Projekts Karlsruhe — Basel stattgefunden, an der der Verfasser teilgenommen hat und hoch begeistert war. Was wurde gezeigt?

1. Das Zusammenspiel der einzelnen Planer in einer gemeinsamen Datenbank
Die gemeinsame Arbeit aller Planer innerhalb der Datenbank in einem Großraumbüro mit vielen Arbeitsplätzen vor Ort, das Abarbeiten von Anforderungen anderer Beteiligter, das Ausräumen von Dissensen zwischen den einzelnen Planern, alles digital und unmittelbar.
Dabei wird vor allem der gesamte Planungsprozess digital aufbereitet (z. B. gewünschte Linienführung, Bauaushub mit erforderlicher Massenermittlung, bei Tunnel- oder Einschnittvarianten der Bedarf an Beton z. B. für Stützmauern und anderen Baumaterialien, der Bedarf an Gleisen, Schotter usw. sowie die nach Katalog hinterlegten Baukosten, die sich mit Änderung des Baupreiskatalogs mit einem „Federstrich“ sofort anpassen lassen. Damit sind — hoffentlich — künftige Baukostenüberschreitungen im Vorhinein abschätzbar und gefährden nicht das Projekt.

2. Einzelgespräche — wenn erforderlich — in separaten Büros
Zur Klärung von Unstimmigkeiten besteht auch die Möglichkeit, dass betroffene Planende zu Einzelgesprächen zusammen kommen können, um mögliche Dissense persönlich auszudiskutieren.

3. Gemeinsame Visualisierung des Planungsfortschritts
In einem 3-D-Raum mit VR-Brille kann man sich den jeweils geplanten Zustand ansehen, so dass man sich die Auswirkungen der gerade gewählten Planung auch optisch vor Augen führen kann. Dies hat nicht nur für die Planer einen hohen Mehrwert, sondern auch für die betroffenen Träger öffentlicher Belange (Bürgermeister, Regionalverbände, Bürgerinitiativen ...), denen man das System und die Auswirkungen auf ihre Gebiete vor Augen führen kann. Selbst unterschiedliche Sonnenstände (nach Jahreszeiten) und deren Auswirkung auf Verschattung nahegelegener Gebäude durch Schallschutzwände können simuliert werden. Sehr eindrucksvoll!

Der Verfasser hat sich am Tag der Schiene am 15. September 2023 in Karlsruhe von der „neuen“ Qualität des Planungsprocederes überzeugen können und hofft, dass damit die Planung schneller, effektiver und einvernehmlicher durchgeführt werden kann und etwaige Baukostenänderungen nicht mehr zu einer Gefährdung der Vorhaben führen.

Karl-Heinz Garre

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