Bevor wir uns mit den Grundlagen der Planungsmethodik BIM (Building Information Modelling) beschäftigen und die notwendigen Planungsprozesse in den Arbeitsalltag der Landschaftsarchitektur integrieren, stellt sich natürlich die Frage, warum wir dies tun sollten. Insbesondere da die tradierten Arbeitsweisen grundsätzlich funktionieren und die Einführung neuer Planungsprozesse generell zeit- und kostenintensiv ist.

Themen: Räumliches Entwerfen, Objektorientierte Planung, Modellsimulationen, Effektive Zusammenarbeit, Nachhaltigkeit

Da das eine viel diskutierte Grundsatzfrage ist, können wir uns erstmal die Antwort von ChatGPT, einem AI-Chatbot, dazu ansehen. Meine Frage lautet:

Erläutere mir die Gründe zur Einführung von BIM in der Landschaftsarchitektur

Antwort ChatGPT: "Hier sind einige Gründe, warum BIM in der Landschaftsarchitektur eingeführt wurde:

• Verbesserte Zusammenarbeit
  BIM erleichtert die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Fachdisziplinen, die an einem Landschaftsarchitekturprojekt beteiligt sind. Die Nutzung eines gemeinsamen digitalen Modells ermöglicht es allen Beteiligten, ihre Pläne und Entwürfe zu koordinieren und sicherzustellen, dass sie zusammenpassen.
• Reduzierte Fehler
  BIM kann dazu beitragen, Fehler und Unstimmigkeiten im Designprozess zu reduzieren. Durch die Erstellung eines digitalen Modells kann die Landschaftsarchitektur in verschiedenen Simulationen getestet und visualisiert werden, bevor sie realisiert wird.
• Zeit- und Kostenersparnis
  Die Verwendung von BIM kann auch dazu beitragen, Zeit- und Kostenersparnisse zu erzielen. Durch die Möglichkeit, das Design virtuell zu testen und zu optimieren, können Fehler frühzeitig erkannt und beseitigt werden, was den Bedarf an teuren Änderungen vor Ort reduziert.
• Nachhaltigkeit
  BIM kann auch dazu beitragen, die Nachhaltigkeit von Landschaftsarchitekturprojekten zu verbessern. Durch die Integration von Umweltfaktoren wie Sonnenlicht, Wind und Regen in das digitale Modell können Landschaftsarchitekten ihre Designs optimieren, um natürliche Ressourcen effektiver zu nutzen.
• Effektives Facility Management
  BIM kann auch im Facility Management eingesetzt werden, um die Wartung und Pflege von Landschaftsarchitekturanlagen effektiver zu gestalten. Durch die Integration von Informationen über die Materialien, die in einem Projekt verwendet werden, sowie über Wartungs- und Reparaturanforderungen können Eigentümer und Facility Manager ihr Vermögen effektiver verwalten.

Insgesamt bietet BIM in der Landschaftsarchitektur zahlreiche Vorteile, darunter verbesserte Zusammenarbeit, reduzierte Fehler, Zeit- und Kostenersparnisse, Nachhaltigkeit und effektives Facility Management."

AI generierte Antwort. ChatGPT.

Das ist eine zwar eher allgemein formulierte, jedoch brauchbare Antwort, die ich an einigen Beispielen aus der Landschaftsarchitektur gleich noch näher erläutern werden. Aus meiner Sicht fehlt aber noch ein sehr überzeugender Punkt:

• Spaß und Identifikation mit der Arbeit
  Wer erstmal die Grundlagen verstanden und die ersten wackeligen Schritte hinter sich hat, erkennt schnell, dass es nicht nur viel mehr Spaß macht ein Projekt in 3D zu entwickeln sondern, dass man als Planer*in eine viel grundlegendere Identifikation mit seinem Projekt erlebt. Der erstellte digitale Zwilling ermöglicht ein intensives Verständnis der Planungsaufgabe und trägt damit deutlich zur Zufriedenheit am Arbeitsplatz bei.

Neben den genannten Gründen gibt es in Deutschland noch eine Anforderung, der von Seiten der Bundesregierung an die Bauwirtschaft gestellt wird. Seit 2013 beschäftigt sich die Bundesregierung in Kommissionen und anhand von Modellprojekten mit der Entwicklung einer Strategie für mehr Effizienz, Kosten- und Termintreue bei Großprojekten im Baubereich des Bundes. Als Ergebnis wurde die Einführung von digitalen Planungs- und Baumethoden wie des Building Information Modeling für alle Bauprojekte des Bundes empfohlen.

Es ist erklärtes Ziel der Bundesregierung, BIM in Deutschland zum Durchbruch zu verhelfen. Deshalb wurden Fahrpläne erstellt, wie BIM erfolgreich in Bauprojekten im Hoch- und Tiefbau, zu Wasser und auf der Schiene eingesetzt werden kann.

BIM Deutschland, Zentrum für die Digitalisierung des Bauwesens: Auf dem Weg zu BIM.

Die Einführung der Methode BIM für alle Bundesbauten erfolgt ab Ende 2022 verbindlich für alle neu zu planenden Baumaßnahmen über drei Levels. Die Levels beschreiben eine mehrstufige Einführung der BIM-Anwendungsfälle für Bundesbauten, um eine vollständige Implementierung bis 2027 zu gewährleisten. Diesen Fahrplan haben die Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat und das Bundesministerium der Verteidigung im Masterplan BIM - BIM-Ziele und BIM-Anwendungsfälle definiert.

Der 2021 veröffentlichte Masterplan BIM konkretisiert die Einführung BIM anhand von zu erbringenden Anwendungsfällen. Die grundlegenden neun Anwendungsfälle des Level I, wie z.B. 3D BIM-Modell zur Kollisionsprüfung und Planableitung, gelten dabei für alle Bauvorhaben des Bundes unabhängig von deren Größe. Alle weiteren Anwendungsfälle sollen bis 2027 für alle Bauvorhaben ab 0,5 Mio. € Bausumme zur Anwendung kommen. Somit existiert ein weiterer externer Grund zur Einführung von BIM im in der Landschaftsarchitektur:

• Konkurrenzfähigkeit
  Am Markt erfolgreiche Planungsbüros, die für den Bund Bauprojekte bearbeiten möchten, müssen die Einführung von BIM in der Landschaftsarchitektur im Büro umsetzen.

Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) und das Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB) haben im Januar 2020 BIM Deutschland als nationales Zentrum für die Digitalisierung des Bauwesens ins Leben gerufen. Es ist die zentrale öffentliche Anlaufstelle des Bundes für Informationen und Aktivitäten rund um Building Information Modeling.

 

Räumliches Entwerfen in 3D

Die Grundlage des digitalen Entwerfens ist ein 3D-Modell, dass die bisherigen zweidimensionalen Planungsprozesse in den dreidimensionalen Raum überführt. Die traditionellen 2D-Lagepläne, -Schnitte und -Ansichten stellen ein Projekt niemals vollständig in allen Teilbereichen dar und sind auch für Fachleute nicht immer auf Anhieb eindeutig interpretierbar. Das gilt insbesondere auch für die Planenden selbst. So gründen viele Planungsfehler auf übersehene und damit nicht beplante Teilbereiche oder falschen Interpolationen zwischen den beplanten Bereichen. Ein 3D-Modell macht die Planungsergebnisse augenscheinlich und vollständig sichtbar, so dass keine „weißen Flecken“ in der Planung existieren.

Beim Vergleich eines 2D-Lageplan mit dem 3D-Gelände- und Detailmodell eines Wettbewerbsentwurfs wird der unterschiedliche räumliche Informationsgehalt sehr deutlich.

Der entscheidende Vorteil liegt dabei in der interaktiven Planung in 3D im Sinne eines Arbeitsmodells, dass die Auswirkungen der Planung sofort visualisiert und dem Planenden eine direkte Rückmeldung zu seinem Handeln gibt. In einem iterativen Prozess kann die Planung so durch den Vergleich von Varianten diskutiert, bewertet und optimiert werden.
Darüber hinaus ist das 3D-Modell die notwendige Grundlage für alle weiteren Auswertungen, Koordinierungen oder Simulationen im Planungsprozess der BIM-Methodik.

 

Objektorientierte Planung

Der Schritt aus der zweidimensionalen planzentrierten Welt in die dreidimensionale BIM-fähige Modellwelt erfordert einen Paradigmawechsel hin zur objektorientierten Planung. Dabei wird jedes Bauteil durch ein dreidimensionales Objekt repräsentiert, dass als ein Container alle Informationen des Bauteils zu seinen Dimensionen und Darstellungen in verschiedenen Maßstäben und Ansichten sowie auch alle Daten zur Materialität und Qualität enthält. Für viele Standardobjekte wie Mauern, Treppen, befestigte Flächen oder Pflanzen existieren parametrische Werkzeuge, welche die Objekte auf Grundlage der eingetragenen Attribute automatisch erstellen. 

Durch die Definition der Parameter von Kronendurchmesser, Höhe und Baumart kann die Darstellung eines Baumobjekts gesteuert werden. Eine Darstellung verschiedener Zustände (wie Pflanzung, nach 10 Jahren, nach 20 Jahren oder Belagsaufbauten mit verschiedenen Belastungsklassen) kann durch Änderung der Parameter automatisch erzeugt werden und muss nicht manuell neu konstruiert werden. Die in den Objekten gespeicherten Daten können durch gefilterte Abfragen visualisiert werden, so dass aus einem BIM-Modell automatisch thematische Planableitungen wie farbig dargestellte Schadensstufen der Bestandsgehölze oder Genehmigungspläne in einer verkehrsplanerischen Darstellung erzeugbar sind. Alle im BIM-Modell gespeicherten Daten sind über den IFC-Export mit anderen Anwendungen austauschbar. Sie bleiben daher nicht in einem Software-Programm hängen und können durch alle Leistungsphasen weitergegeben werden.

 

Modellsimulationen

Das erstellte dreidimensionale Bauwerksmodell inklusive der Daten seiner Objekte bildet die notwendige Grundlage für darauf aufbauende Simulationen zur Optimierung der Planung. Hierzu gehören aktuell in der Landschaftsarchitektur zum Beispiel Überflutungsnachweise, Verschattungsstudien, Bewässerungssimulationen, Nachweise der Barrierefreiheit, Planung des Bauablaufs und Simulation des Gehölzwachstums.

Darüber hinaus sind mit fortschreitender Weiterentwicklung der Softwaretools Entwässerungssimulationen inklusive der hydraulischen Dimensionierung des Grundleitungssystems in Anhängigkeit der angeschlossenen Flächen, Versickerungssimulationen aufgrund der Bodenkennwerte, Klimasimulationen, Simulation von Frischluftschneisen, Schallschutzsimulationen und vieles mehr denkbar.

 

Effektive Zusammenarbeit

Die Koordination der an einem Projekt beteiligten Fachplaner stellt einer der zentralen Gründe für die Entwicklung der BIM-Methode dar. Durch die Nutzung eines gemeinsamen Koordinationsmodells, das aus den jeweiligen Fachmodellen zusammengestellt wird, können die separaten Fachplanungen optimal aufeinander abgestimmt werden. Fehler durch Kollisionen der Bauteile oder fehlende Bauteile werden frühzeitig im Planungsprozess erkannt und behoben.

Auch die Koordination der Leitungstrassen profitiert von einem 3D-Modell mit Leitungen in echten Dimensionen, Höhenlagen und Gefällen gegenüber der Abstimmung mittels 2D-Zeichnungen in denen Leitungen als Linien und Höhenpunkte nur in den Schächten eingezeichnet sind.

 

Nachhaltigkeit

Zur Einführung einer nachhaltigen Planungsweise in der Landschaftsarchitektur ist eine durchgehende Bilanzierung und Bewertung der relevanten Planungsparameter notwendig, der deutlich über die Anforderungen des Bewertungssystems Nachhaltiges Bauen (BNB) des Bundes hinausgeht. Der genormte Workflow der BIM-Methodik zur Informationsspeicherung über den gesamten Objektlebenslauf stellt dazu eine hervorragende Grundlage dar. Mit jedem verwendeten Baumaterial oder -element können die entsprechenden Kennwerte einer nachhaltigen Produktwahl strukturiert erfasst und bilanziert werden. So können Planungsalternativen während der Planung, der Realisierung und des Betriebs und der Unterhaltung nicht nur anhand ihrer Kosten sondern auch anhand ihrer ökologischen Kennwerte bewertet und optimiert werden.

Diese Transparenz fördert eine planerische Auseinandersetzung mit den Themen des Ressourcenverbrauchs und stellt nachvollziehbare Entscheidungsgrundlagen zur Verfügung. Da sich alle Fachplaner*innen in einem vergleichbaren System von Kennwerten und Bewertungskriterien bewegen, wird die Erarbeitung von fachbereichsübergreifenden Lösungen deutlich vereinfach. Die BIM-Methodik stellt dazu die organisatorische und technische Struktur der Informationsverarbeitung in Form des genormten IFC-Austauschformats zur Verfügung.