Im Bauwesen wird der Gedanke des Building Information Modeling (BIM) im Allgemeinen so verstanden, dass alle Anwender in den Phasen Planung und Ausf\u00fchrung bis zur Nutzung und zum Abriss eines Bauwerks mit ein und demselben Modell arbeiten.<\/p>\n
Riesige 3D-Planungsmodelle sind nicht nutzbar!<\/strong><\/p>\n Im Stra\u00dfenbau l\u00e4sst sich diese Theorie jedoch nicht in die Praxis umsetzen. Sollen zum Beispiel 100 Kilometer Autobahn neu gebaut werden, kann die ausf\u00fchrende Baufirma das vom Planer zur Verf\u00fcgung gestellte 100 Kilometer lange 3D-Planungsmodell der einzelnen Oberbauschichten bzw. die langen Teilst\u00fccke des Erdbaus unver\u00e4ndert nicht nutzen.<\/p>\n Wie wird in der Praxis gearbeitet? In aller Regel plant das Bauunternehmen die Bauabschnitte aufgrund seiner technischen M\u00f6glichkeiten und Erfahrungen sowie auf Basis der mit der Verkehrsbeh\u00f6rde vereinbarten Verkehrsf\u00fchrung vor Baubeginn. Und muss dabei auch die Arbeitsvorbereitung f\u00fcr diese Abschnitte leisten. Die urspr\u00fcnglich zur Verf\u00fcgung gestellten Modelle m\u00fcssen also sowohl in Richtung der Stationierung als auch quer dazu in Abschnitte geteilt werden. Damit wird klar: Fertige 3D – Modelle (Volumenk\u00f6rper) der gesamten Bauma\u00dfnahme k\u00f6nnen zwar bei der Kalkulation genutzt werden, sind aus Sicht der Bauablaufplanung und Materialbestellung jedoch in der Regel ohne Nutzen f\u00fcr den Auftragnehmer.<\/p>\n Daten f\u00fcr die Maschinensteuerung sind sehr komplex.<\/strong><\/p>\n Auch wenn im Stra\u00dfenbau die 4D-Planung von Baustellen \u2013 und das auch bei BIM zugewandten Firmen \u2013 noch am Anfang steht, ist seit rund 20 Jahren die satellitengest\u00fctzte Maschinensteuerung in gut organisierten Unternehmen Teil des t\u00e4glichen digitalen Bauprozesses. Wenn Daten f\u00fcr die Maschinensteuerung aufbereitet werden, muss noch kleinteiliger gearbeitet werden als bei der Aufteilung der Bauma\u00dfnahme in Abschnitte.<\/p>\n Denn die Bodenhorizonte aus der Planung – ob als Querprofile oder digitales Gel\u00e4ndemodell (DGM) zur Verf\u00fcgung gestellt – sind meistens f\u00fcr die Maschinensteuerung unbrauchbar. Erdbauhorizonte im Stra\u00dfenbau bestehen aus B\u00f6schungen, Mulden und dem Planum. Da diese K\u00f6rper von verschiedenen Maschinen, wie zum Beispiel Grader oder Bagger, gebaut werden, m\u00fcssen die Horizonte f\u00fcr diese T\u00e4tigkeiten innerhalb der Bauabschnitte weiter \u201ezerlegt\u201c werden. Auch diese Aufgabe m\u00fcssen die Bauunternehmen meistern.<\/p>\n Planer sollten Geometrie des Bauwerkes festlegen<\/strong><\/p>\n Trotz dieser Aufw\u00e4nde f\u00fcr die Ausf\u00fchrenden kann es auf der anderen Seite auch nicht Aufgabe der Planer sein, die Planungen nach den Erfordernissen der unterschiedlichen, am Markt befindlichen Maschinensteuerungen auszurichten. Planer sollten jedoch\u2013 und damit entgegen der g\u00e4ngigen Praxis – die Geometrie des zuk\u00fcnftigen Bauwerkes an jeder Stelle und f\u00fcr jeden Horizont exakt festlegen.<\/p>\n Das bedeutet, dass die \u00dcbergabe der Planung mit den Elementen Achsen, Gradienten und Querprofile – die sogenannten Drei-Tafel-Projektionen – heute nicht mehr ausreichen. Denn Querprofile werden aktuell in Abst\u00e4nden von 10 oder 20 Metern angelegt. Dazwischen bleibt die Geometrie des Bauwerkes jedoch Spekulation und muss vom ausf\u00fchrenden Unternehmen neu erzeugt werden. Deutlich besser w\u00e4re es, statt Querprofile schl\u00fcssige und zueinander passende digitale Gel\u00e4ndemodelle f\u00fcr jeden Horizont an die Ausf\u00fchrenden zu \u00fcbergeben. Auf diese Weise w\u00fcrden die Planer das Bauwerk an jeder Stelle im Raum korrekt beschreiben k\u00f6nnen.<\/p>\n 3D-Linien besser als digitale Gel\u00e4ndemodelle<\/strong><\/p>\n Wie bereits dargestellt, m\u00fcssen ausf\u00fchrende Unternehmen die von Planern zur Verf\u00fcgung gestellten digitalen Gel\u00e4ndemodelle zerlegen und anpassen. Doch wirft man einen genauen Blick auf die Situation, wird deutlich, dass Baufirmen eigentlich nur Modelle bestehend aus 3D-Linien ben\u00f6tigen, die alle wichtigen und markanten Geometrien eindeutig beschreiben. Baufirmen ben\u00f6tigen Drahtgitter-Modelle.<\/p>\n Der Blick in die Vergangenheit zeigt ein \u00fcberraschendes Ergebnis. Konstruktionsparameter wie in den Drahtgitter-Modellen gibt es bereits seit der IBM-Lochkarten-Zeit und den Regelungen f\u00fcr die elektronische Bauabrechnung (REB). 1979 wurde in den REB die Verfahrensbeschreibung 20.003 \/ Querprofilbestimmung aus Interpolationslinien ver\u00f6ffentlicht. In diesem Verfahren wird ein Bodenhorizont – damals h\u00e4ufig nur das Urgel\u00e4nde- nicht als DGM, sondern \u00fcber 3D-Linien, die alle relevanten Knicklinien wie zum Beispiel B\u00f6schungskanten eindeutig beschreiben, abgebildet. Ziel des Verfahrens war es damals, aus dem Linienmodell entlang einer Achse Querprofile zu interpolieren.<\/p>\n Heute k\u00f6nnen Baufirmen solche Linien nutzen, um die f\u00fcr den Bauprozess ben\u00f6tigten Modelle als DGM f\u00fcr die Maschinensteuerung und die Volumenk\u00f6rper f\u00fcr die Bauablaufplanung schnell und eindeutig zu erstellen. Dabei spielt es keine Rolle, ob die 3D-Linien \u00fcber die Uralt-Lochkarten-Formate Datenart 45 (Punkte) \/ 48 (Linien) oder in einem modernen Format wie landXML, OKSTRA bzw. k\u00fcnftig international mit IFC-Roads \u00fcbergeben werden.<\/p>\n Vorteile von 3D-Linien<\/strong><\/p>\n Warum sind 3D-Linien besser als die heute schon regelm\u00e4\u00dfig ausgetauschten digitalen Gel\u00e4ndemodelle? Bei der Beantwortung dieser Frage m\u00fcssen technische Details angesprochen werden. Digitale Gel\u00e4ndemodelle werden sehr h\u00e4ufig ohne die Zwangslinien, auch als Bruchkanten bezeichnet, \u00fcbergeben. Bleiben die Horizonte, wie zum Beispiel bei der Pr\u00fcfung nach dem Prismenverfahren (VB 22.013) unver\u00e4ndert, ist das unsch\u00e4dlich. Wird jedoch ein DGM neu aufgeteilt, muss die so genannte Delaunay-Vermaschung neu gebildet werden. Dabei handelt es sich um ein gebr\u00e4uchliches Verfahren, um aus einer Punktemenge ein Dreiecksnetz zu erstellen. Wird das ohne die 3D-Zwangslinien gemacht, kommt jedoch ein nach dem Zufallsprinzip von der H\u00f6henlage v\u00f6llig anderes, falsches Modell heraus.<\/p>\n Damit wird klar: Ein digitales Gel\u00e4ndemodell ohne Bruchkanten beschreibt zwar in seiner Urform ein Bauwerk eindeutig, ist jedoch zur Aufteilung in Abschnitte nicht geeignet. Stehen dagegen 3D-Zwangslinien zur Verf\u00fcgung, gen\u00fcgen bereits diese zur eindeutigen Beschreibung und Bildung neuer Teil- Modelle.<\/p>\n Ausblick auf die Zusammenarbeit Planende-Ausf\u00fchrende<\/strong><\/p>\n Heute sollte kein Planer das Argument vorbringen, dass das zuk\u00fcnftige internationale Datenaustauschformat IFC-Roads noch keine finale Praxisreife hat und daher eine digitale \u00dcbergabe unm\u00f6glich ist. Denn bereits seit knapp 40 Jahren ist in Deutschland mit Lochkarten-Formaten eine eindeutige 3D-Beschreibung von Stra\u00dfenmodellen m\u00f6glich. Diese Modelle k\u00f6nnen leicht \u00fcbergeben werden und werden von Baufirmen mit geeigneter Software schnell und eindeutig zu den ben\u00f6tigten baubetrieblichen Modellen weiterverarbeitet.<\/p>\n Der internationale IFC-Standard ist selbstverst\u00e4ndlich erstrebenswert, aber bei rein innerdeutschen Projekten muss nicht darauf gewartet werden. Reibungen zwischen Planer und ausf\u00fchrenden Unternehmen aufgrund einer nicht funktionierenden Modell-\u00dcbergabe liegen demnach nicht an fehlenden Datenaustausch-Formaten, sondern h\u00e4ufig an der nicht ausreichenden Planungsqualit\u00e4t.<\/p>\n In einem sp\u00e4ter folgenden Schritt der Zusammenarbeit w\u00e4re es f\u00fcr die betriebliche Kalkulation praktisch, fertige K\u00f6rper vom Planer zu erhalten, auch wenn diese sp\u00e4ter im Baubetrieb so nicht brauchbar sind.\u00a0 Mit den bereits beschriebenen 3D-Linien und einer geeigneten Software sind diese K\u00f6rper jedoch in der \u00dcbergangsphase von Baufirmen leicht zu erzeugen.<\/p>\n Ein wesentlicher Punkt von BIM ist auch, dass die K\u00f6rper attributiert sind. Das bedeutet, dass die K\u00f6rper ihre Eigenschaften wie Material, Bodenart oder Homogenbereich kennen. Diese Informationen k\u00f6nnen mit einem Drahtgittermodell nat\u00fcrlich nicht transportiert werden.<\/p>\n F\u00fcr eine Optimierung der digitalen Prozesskette w\u00e4re dennoch die \u00dcbergabe der Planung als Drahtgittermodell ein gro\u00dfer Fortschritt gegen\u00fcber dem heutigen, unhaltbaren Zustand!<\/p>\n Frank Kocher<\/p>\n <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Im Bauwesen wird der Gedanke des Building Information Modeling (BIM) im Allgemeinen so verstanden, dass alle Anwender in den Phasen Planung und Ausf\u00fchrung bis zur Nutzung und zum Abriss eines Bauwerks mit ein und demselben Modell arbeiten. Riesige 3D-Planungsmodelle sind nicht nutzbar! Im Stra\u00dfenbau l\u00e4sst sich diese Theorie jedoch nicht in die Praxis umsetzen. Sollen zum Beispiel 100 Kilometer Autobahn neu gebaut werden, kann die ausf\u00fchrende Baufirma das vom Planer zur Verf\u00fcgung gestellte 100 Kilometer lange 3D-Planungsmodell der einzelnen Oberbauschichten…<\/p>\n