Nach 2- und 3D mit BIM auf eine neue Evolutionsstufe

Architektur und Haustechnik in Symbiose

Insbesondere bei größeren, gewerblich genutzten Objekten entwickelt sich aktuell immer stärker eine ungemein spannende Wechselbeziehung zwischen Architektur und Haustechnik: Auf der einen Seite die Gebäudehülle als expressiver Ausdruck gestalterischen Selbstverständnisses. Auf der anderen Seite gleichzeitig die Forderung, dass über die Fassade grundlegende Objekt- und Gebäudefunktionalitäten wie Energiegewinnung oder Wärmeschutz, Lichtführung oder Nutzungsvariabilität dahinter liegender Räumlichkeiten erfüllt werden sollen. Zu leisten ist das nur über einen integralen Planungsansatz mit einer Datenstruktur, die als Building Information Modeling (BIM) über alle Realisierungsphasen hinweg trägt.

Die Stichworte Integrale Planung und BIM sind nicht neu, in der breiten Planungspraxis bislang aber kaum wirklich angekommen. Eine aktuelle Studie des Innovationsnetzwerkes FUCON 4.0 vom Fraunhofer Institut Arbeitswirtschaft und Organisation weist zwar aus, dass 80 Prozent der befragten Planer und Ausführenden die Planungsmethode BIM kennen – doch weder die Methodik noch die Konzepte der entsprechenden Architektur-Software-Unternehmen haben bislang die Mitte der deutschen Bauwirtschaft erreicht. Im Gegensatz zu den skandinavischen Ländern, zu Großbritannien oder der Türkei im Übrigen, wo die BIM-gestützte Planung in öffentlichen Ausschreibungen zum Teil schon Standard ist. Es besteht also zunehmend Handlungszwang. Spätestens mit der 2015 gegründeten, branchenumfassend aufgestellten „planen und bauen 4.0 GmbH“ dürfte jetzt aber auch hierzulande Bewegung in die BIM-Einführung kommen.

Warum brauchen wir BIM?

Dass integrale Planung im Allgemeinen und BIM im Besonderen künftig unabdingbare Notwendigkeit für jeden komplexeren Bauprozess werden, lässt sich fernab jeder akademischen Diskussion am einfachsten an einem konkreten (Bau-)Beispiel dokumentieren. Hier: an den Anforderungen, die von Architekten international an Freiform-Fassaden wie dem „Parametric System“ von Schüco gestellt werden. Also jene Fassaden, die im Prinzip fernab standardisierter Gleichmäßigkeiten die Einmaligkeit jedes einzelnen Fassadenelements ausdeklinieren – gleichzeitig aber virtuos jedes dieser Fassadenelemente mit Funktionalitäten aufladen, die weit in die Betriebsphase des Gebäudes abstrahlen. Wärmedämmung und Tageslichtnutzung gehören dazu oder die Integration von Verschattung. Eine gewisse Blickführung von außen wie von innen, die Minimierung von Blendung oder die Nutzung zur Gewinnung solarer Energie sind ebenfalls typisch.

Anspruchsvolle und futuristische Glasfassade
Quelle: Schüco
Anspruchsvolle Architektur, aufgeladen mit Funktionalität der TGA – mit herkömmlichen Planungstools auf 2D-Ebene ist das kaum mehr zu leisten.

Das mit konventioneller Planungs- und Umsetzungsmethodik in 2D oder 3D lösen zu wollen, ist technisch möglich, jedoch komplex und nicht wirtschaftlich: In jedem Fall würde der Datenstamm so umfangreich, dass er – über die folgende Prozesskette hinweg weiter anwachsend – sehr schnell nicht mehr zu handhaben wäre. Hinzu kommen die üblicherweise während der weiteren Planung und Umsetzung auftretenden Veränderungen. Sie verlustfrei und vor allem prozesssicher in den ursprünglichen ­Datenstamm einzupflegen, ist realistisch kaum zu leisten.

Genau diese Anforderungen werden aber (unabhängig von der Komplexität des eingesetzten Fassadensystems!) künftig wesentlich häufiger gestellt werden als bisher: Das Interesse der Investoren an einer möglichst variablen Nutzung der Objekte, speziell über den Lebenszyklus hinweg betrachtet, spielt dabei eine wichtige Rolle, das Interesse der Mieter an einer leicht zu verändernden, dem wechselnden Bedarf folgenden Nutzung „ihrer“ Räumlichkeiten eine weitere.

Wie „übersetzt“ Schüco die Anforderungen?

Als Bindeglied zwischen den unterschiedlichen Projektbeteiligten – Investoren, Architekten wie Aus-führende – sieht sich Schüco in der Verantwortung, über die gesamte Realisierung hinweg den Beteiligten immer genau die Daten zur Verfügung zu stellen, die für sie relevant sind. Schon in den 80er-Jahren wurden entsprechend Schüco CAD-Lösungen für Planungsarbeiten (pc-draft) zur Verfügung gestellt. Der nächste große Baustein war eine CAD-Bibliothek von 2D-Schnitten. 2014 folgte im Rahmen der Schüco IT-Serviceleistungen die erste Auswahl an BIM 3D-Bauelementen, die seitdem kontinuierlich ausgebaut und für die Programme Revit und ARCHICAD kostenlos auf der gewerkeübergreifenden und herstellerneutralen Plattform BIMobject im Internet bereitgestellt werden.

Der Weg von 2- über 3D hin zum Planen in BIM
Quelle: Schüco
Es ist eine Evolution – der Weg von 2- über 3D hin zum Planen in BIM. Die Herausforderung für Hersteller wie Schüco: Einen durchgängig anwendbaren Datenstamm zur Verfügung zu stellen, der auf den verschiedenen Stufen einer Objektrealisierung trotz seiner Tiefe dennoch handhabbar bleibt.

Die Daten der für Revit und Rhino verfügbaren „intelligenten Elemente“-Bibliothek des Schüco Parametric Systems für Freiform-Fassaden sind dabei (im Gegensatz zu den bekannten generischen Elementen) schon mit allen entscheidenden Eckwerten hinterlegt, also auf jeden Fall technisch machbar. Gleichzeitig können sie über eine einfache Eingabemaske verändert und individuell an ihre Position und Bestimmung innerhalb der Freiform-Fassade angepasst werden. Die Anpassung der Dimensionierungen gehört ebenso dazu wie beispielsweise die Ausrichtung innerhalb der Fassade oder die Aufwertung des Elements um Zusatzfunktionen wie gebäudeintegrierte Photovoltaik, Sonnenschutz oder Opazität.

Christian Glatte
Von Christian Glatte
Leiter Software-Entwicklung bei Schüco International KG