Startseite » Technik » EDV »

BIM im Innenausbau: Pioniere zeigen den Weg

BIM im Innenausbau
BIM – Pioniere zeigen den Weg

Was spricht für Building Integration Modeling oder kurz BIM? Was kann es? Für wen und für was lohnt es sich? Die Architektin Christine Ryll hat Pionieranwender im Innenausbau befragt.

Es ist soweit: BIM (Building Integration Modeling) hat ein Etappenziel erreicht. Ab Ende 2020 ist diese Planungsmethode für Infrastrukturbauten hierzulande obligatorisch. Bereits im Sommer 2019 hat das Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat (BMI) zusammen mit dem Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur ein nationales BIM-Kompetenzzentrum in die Wege geleitet. Es soll abgestimmte und einheitliche Vorgaben im Infrastruktur- und Hochbau erstellen.

Der DIN-Normenausschuss entwickelt gemeinsam mit BuildingSmart Deutschland, VDI und BIM Deutschland eine sogenannte Normungsroadmap als Leitfaden für die strategische Ausrichtung der Normung und Standardisierung im Bereich BIM. Doch während die Infrastruktur und der Hochbau BIM langsam aber sicher in den beruflichen Alltag integrieren, sind die Bauhandwerker im Innenausbau noch lange nicht soweit. Dabei profitieren auch Schreiner und Möbelbauer von BIM. Damit erfasste Daten lassen sich über eine IFC-Schnittstelle direkt in ERP- und CRM-Systeme übertragen. Sie fließen in Kostenkalkulationen, Angebote sowie in schalltechnische, bauphysikalische oder energetische Berechnungen ein.

Innenausbauer hinken hinterher

Das konsequente Einpflegen aller für die Planung, Realisierung und Montage relevanten Informationen in BIM-Bauteile führt zudem zu einem stets aktuellen Plandatenpool, der jederzeit und von überall abgerufen werden kann und bei Umbauten als sichere Datenquelle dient. Und nicht zuletzt trägt die neue Planungsmethode maßgeblich dazu bei, die Ressourcen-, Bauablauf- und Montageplanung zu optimieren, die Qualität der Arbeitsabläufe und -ergebnisse zu erhöhen sowie Kosten zu reduzieren.

Ungeachtet dieser vielen Vorteile arbeiten jedoch insbesondere kleine Betriebe häufig noch wie vor 30 Jahren. Gezeichnet wird mit Bleistift auf Papier, produziert Stück für Stück. Wenn Software eingesetzt wird, dann nur als Insellösung. Der 2D-Zeichnung folgt die Excel-Liste, ERP- und DMS-Lösungen sind nicht miteinander vernetzt, und die Daten werden per Hand an die Fertigung weitergegeben.

Schrittweise zum neuen System

Warum das so ist, kann Jens Kulzinski, Projektmanagementleiter der Deutschen Werkstätten in Dresden-Hellerau, durchaus nachvollziehen: »Wir haben drei Jahre gebraucht, um BIM einzuführen«, erinnert er sich. Der Prozess habe mit der Implementierung der Software Top Solid Wood im Jahr 2011 begonnen. Und er habe sich über die Entwicklung neuer Prozesse im Engineeringbereich und die Definition von Schnittstellen – etwa zur Branchensoftware oder zu externen Partnern – bis zur Schulung der Mitarbeiter und der Veränderung der Arbeitsweisen im Betrieb erstreckt.

Anfänglich habe es Widerstände gegen die Einführung gegeben, die zudem parallel zum Tagesgeschäft durchgeführt werden musste. Daraufhin habe die Unternehmensleitung Mitarbeiter freigestellt, die sich explizit um dieses Thema gekümmert hätten. Zunächst wurden die Kollegen geschult. Mittlerweile gibt es ein mehrstufiges Inhouse-Schulungsprogramm.

So viel Aufwand können sich nur wenige Betriebe leisten. Für die Deutschen Werkstätten hat er sich allerdings gelohnt. Mittlerweile läuft jedes Projekt des Unternehmens – vom individuellen Innenausbau von Yachten bis zum Ausbau von Villen und Penthäusern – über Closed BIM. Das ERP-System ist ebenso daran angebunden wie die CNC und das DMS-System. Und bereits die ersten Schritte jedes raumbildenden Innenausbaus sind auf die Planungsmethode BIM abgestimmt.

Schon die Bestandsaufnahme erfolgt millimetergenau per 3D-Laserscan. Die Daten der damit erfassten Wände, Decken und Rohrleitungen werden im Anschluss in die 3D-Planung eingelesen und über ein Soll-Modell mit den vorhandenen TGA-Dokumenten (Technische Gebäudeausrüstung) abgeglichen. Dabei erfolgt eine erste Kollisionsprüfung. Auf diese Weise können die Planer der Deutschen Werkstätten frühzeitig feststellen, ob die gewünschte Treppe etwa mit der Tür kollidieren würde oder der Schrank mit der Fensterbank. Den nächsten Schritt markiert ein Nettoraummodell, mit dessen Hilfe die Innenausbauer die Raumkonturen der beauftragten Möbel und Ausbauten fixieren und so beispielsweise festlegen, wo die Vorderkante eines Regals auf den Fußboden treffen soll.

Digitale Kollisionsprüfung

Aus dem Raummodell heraus werden im nächsten Schritt die einzelnen Module abgeleitet und – in einzelne Bauteile heruntergebrochen – digital geplant. Dabei werden finale Abmessungen festgelegt, Stücklisten-Informationen angegeben, Verarbeitungs- und Fertigungsparameter fixiert und die CAM-Bearbeitungsoperation festgehalten. Soll die Kante bereits vor dem Beschichten der Fläche am Träger angebracht werden? Oder erst im Nachhinein? Und wie ist sie ausgeführt? Die frühzeitige Festlegung aller Parameter in dieser Planungsphase erfordert sehr viel Aufwand – mehr als bei der klassischen Arbeitsweise, »doch sie macht sich dennoch bezahlt«, ist Ingo Berner, Leiter Ingenieursbereich bei den Deutschen Werkstätten, überzeugt. Denn da alle Details schon im Vorfeld geklärt seien, reduziere sich die Fehlerquote der folgenden Prozesse enorm. Berner weiß: »Raumbildende Ausbauten sind extrem komplex. Mit BIM können wir sie auf Baugruppen herunterbrechen und so die vielen Anforderungen und Details besser meistern als auf dem klassischen Weg.«

Volumenkörper mit Parametern

Damit die Datenmenge nicht zu groß wird, modellieren die Planer lediglich Volumenkörper. Alle anderen Informationen – von der Kantenausbildung über das Trägermaterial und die Art des Lacks bis zur Farbe – steuern sie über Parameter. Diese werden im ERP-System hinterlegt und über Verweise an die betreffenden Bauteile angebunden. Zu diesen bereits in der Planungsphase festgelegten Parametern gehört auch die Montagereihenfolge und -art, sodass die Tischler in der Werkstatt die einzelnen Schritte später nur noch abarbeiten müssen. »Jedes Bauteil erhält eine Kennung. Die ist wiederum bei der Montage eindeutig zuordenbar, sodass jeder sogleich weiß, was wann einzubauen ist«, erläutert Berner.

Umgekehrter Planungsweg

In der BIM-gesteuerten Fertigung dreht sich der Planungsweg um: Anhand der Daten werden zunächst die Grundelemente des gewünschten Ausbaus modelliert, etwa die Böden, Seiten und Fronten eines Möbelstücks. Mithilfe der Informationen aus dem ERP-System werden die Einzelteile im Anschluss zum gewünschten Möbel oder Ausbauelement kombiniert. Abschließend legt das Schnittoptimierungsprogramm den Zuschnitt so fest, dass so effizient und übersichtlich wie möglich produziert wird.

Anhand der 3D-Modelle, auf die jeder Monteur per Laptop auch auf der Baustelle Zugriff hat, kann dieser dort jederzeit feststellen, welches Bauteil wann und wie an welche Position zu bringen ist – und sich im Zweifelsfall sogar planerische Detailschnitte durch die gewünschten Bauteile legen lassen. Somit wird die BIM-Zeichnung sogar zur Montagehilfe vor Ort.

»Wir haben auf diese Weise schon viele komplexe Villen mit 1000 bis 5000 m2 Fläche ausgebaut, ohne auf größere Probleme zu stoßen“, zieht Jens Kulzinski Bilanz. »Und auch bei späteren Umbauaufträgen profitieren wir beziehungsweise unsere international aufgestellten Auftraggeber davon, dass wir schnell und gezielt auf die einmal angelegten präzisen Datenpools zugreifen können.“ Er ist daher überzeugt: „BIM beschert uns eine Prozesssicherheit, die wir ansonsten nie erreichen könnten.«

Wirtschaftliche Grenzen

So ist es kein Wunder, dass bei den Deutschen Werkstätten kein Mitarbeiter mehr zurück will in die alte Planungs- und Fertigungswelt – und BIM sich angesichts der Größenordnung der damit geplanten Projekte als perfekte Lösung für sämtliche Projekte erwiesen hat. »Doch das liegt auch daran, dass unsere Projekte so groß sind«, räumt Jens Kulzinski ein. »Mit Kanonen auf Spatzen zu schießen, hat noch nie funktioniert«, sagt er. Will heißen: »Bei kleinen Projekten stößt man mit unserem großen BIM-Apparat wirtschaftlich schnell an die Grenzen.«

Auch die Schreinerei Georg Ackermann setzt BIM intern für komplette Projekte ein. Hingegen ist bei der Zusammenarbeit mit anderen Planern, Gewerken und Fremdmonteuren oft kein einheitlicher Datenaustausch gewährleistet. Hier muss auf unterschiedliche Daten und Datenformate reagiert werden und manchmal sogar auf Papier zurückgegriffen. So reduziert sich BIM zu Industrie 4.0.

Von BIM zu Industrie 4.0

Dessen ungeachtet ist die für eine durchgängige Planung mit BIM notwendige Software bereits im Betrieb vorhanden, nachdem das Unternehmen sie 2011 projektbedingt eingeführt hat. Damit entstehen seither komplexe Planungen wie Tresenanlagen. »Damit haben wir aber auch eine Silentbox entwickelt, eine aus rund 1000 Bauteilen bestehende, komplexe Besprechungskabine in unterschiedlichen Dimensionen und Größen«, sagt Manfred Weid, Produktionsleiter CAD/CAM-CNC bei Ackermann.

Für die dreidimensionale Entwicklung von Innenausbauten und Möbeln sowie den Datenaustausch mit Architekten setzt der Betrieb den 3D-Modellierer Rhino ein. Dieses Programm können mehr als zwei Drittel aller Mitarbeiter auf unterschiedlichen Leveln bedienen. Die Korpen werden über Imos generiert.

Zudem ist die Fertigung durchgängig vernetzt. Alle Fertigungsmitarbeiter können von jedem Arbeitsplatz aus die Computermodelle einsehen. Auf digitale 3D-Planung verzichten möchte auch Ackermann nicht mehr. Allein schon wegen der Genauigkeit der Ergebnisse, der Vollständigkeit der Datensätze, der automatischen Stücklisten- und Maschinenprogrammerzeugung, der damit möglichen Kollisionsbetrachtung und der durchgängigen und einheitlichen Informationskette vom ersten Planungsschritt bis zur Montage vor Ort.

»Darüber hinaus ist jeder eingesparte Zettel Geld wert«, sagt Weid. Und daher hat Ackermann von der Planungs- und Angebotsphase über die komplette Ablauf-, Kapazitäts- und Produktionsplanung bis hin zur Baustelle alles durchgehend digitalisiert. Papier wurde aus der Fertigung verbannt und sogar der Monteur mit einem Montagelaptop ausgestattet. Kostentechnisch mache sich dies mehr als bezahlt, betont er. Industrie 4.0 spart Zeit, vermindert die Fehlerquote und erhöht die Qualität.

Perfekt für Komplexes

Solche Vorteile schätzt auch die Schreinerei Luther aus Darmstadt. Sie arbeitet seit 2014 mit dem BIM-kompatiblen CAD/CAM-System TopSolid Wood. Doch wie bei Ackermann wird das System, bei dem jedes Bauteil mit physischen Eigenschaften hinterlegt werden kann, nur selten im klassischen Sinn genutzt. Bis dato kam es nur bei ausgesuchten Projekten zum Einsatz – darunter einem Versuchscockpit für das Cockpit der Zukunft und hochwertigen Prototypen für High-End-Hifiboxen.

Jedes Mal hatten Designer Volumenmodelle geliefert und verwertbare Informationen bereitgestellt. So gab es keine Reibungsverluste, keinen Interpretationsraum, keine Entschuldigung, und die Fertigung konnte bereits in der Planung bis ins kleinste Detail durchgängig generiert werden, sagt Mathias Knuhr, Betriebsleiter der Schreinerei Luther: »Die Maße am Bau brauchten wir nicht mehr zu prüfen.« Doch damit zeigt sich auch ein weiteres Manko von BIM. Denn wie das Bauhandwerk sind auch viele Architekten und Innenarchitekten noch nicht mit diesem Planungsweg vertraut oder nutzen ihn nicht durchgängig, sodass sie den Handwerkern keine brauchbaren Daten zur Verfügung stellen können.

Manchmal genügt 3D

Wenn es die Projektgröße erfordert, plant das Unternehmen zwar durchgängig digital in 3D – wobei jede einzelne Schraube festgelegt wird. Zu diesem Zweck nutzen die Mitarbeiter an den Workstations die Software »BricsCAD« – bei Bedarf in Kombination mit einem Korpusgenerator. Die Kollegen in der Produktion und auf Montage arbeiten hingegen mit Tablets und »AutoCAD«, sodass sie von überall auf alle produktionsrelevanten Daten zugreifen können.

Stücklisten und zusätzliche Informationen auf Basis der Planungsdaten stehen als PDFs und DWGs in einer Cloud bereit. Auch die Lieferscheine sind digital. Die Kunden unterschreiben sie direkt am Tablet.

»Bei einfachen Standardprojekten greifen wir allerdings immer noch zur althergebrachten 2D-Planung«, sagt Knuhr, »denn«, so erklärt er, die Ausbildung zum Schreiner an den Berufsschulen beinhalte schlichtweg, wenn überhaupt, nur CAD-Grundlagen. »Und wir sind in unserem Umkreis tatsächlich eine der wenigen Schreinereien, die ihre Auszubildenden in CAD/CAM schulen.« Indem der Betrieb einfache und günstige CAD-Lösungen wie BricsCAD nutzt, versetzt er seine Auszubildenden in die Lage, digitale Entwürfe zu erstellen. Knuhr sagt: »Das verschafft uns einen Mehrwert – und der Schulungsaufwand sowie der Preis der hierfür notwendigen Software beträgt nur ein Zehntel dessen, was BIM kostet.«

Er ist überzeugt, dass sich der neue Planungsweg erst dann in kleineren Betrieben durchsetzen werde, wenn mehrere Faktoren zusammenkämen: Wenn die Preise der dafür notwendigen Softwarelösungen im Zusammenhang mit einer größeren Verbreitung fallen würden und die Zahl der Personen steigen, die an Fach- und Hochschulen bereits eine BIM-Schulung erhalten, sodass der Schulungsaufwand und die damit verbundenen Kosten für die einzelnen Betriebe sinkt.

»Denn«, stellt Knuhr klar, »es geht bei jedem Planungsentschluss darum, ob es finanziell etwas bringt oder nicht.« Sein Fazit lautet daher: »BIM macht nur Sinn, wenn man Fachpersonal hat, das sich nur um diesen Themenbereich kümmert. Das aber wiederum rechnet sich nur bei Unternehmen mit 20 und mehr Mitarbeitern, von denen mindestens drei mit der dafür notwendigen Planungssoftware arbeiten. So viele, dass das Unternehmen nicht handlungsunfähig wird, wenn ein Mitarbeiter der mit BIM plant, ausfallen sollte.«


Christine Ryll ist Architektin und schreibt als Architekturjournalistin über die Themen Bau, Architektur und Immobilien. In dds stellt sie u.a. immer wieder ungewöhnliche, vom Schreiner gefertigte Treppen vor.


BIM: Was ist das überhaupt?

BIM (Building Information Modeling) wird häufig mit der dafür notwendigen Software verwechselt. Doch im Grunde ist BIM lediglich ein Planungsweg. Für diesen werden die üblichen Angaben der CAD-Zeichnungen mit Zusatzinformationen hinterlegt. Dies können Materialangaben sein, bauphysikalische Werte oder auch Adressdaten und Verarbeitungshinweise. Bevor ein Produkt tatsächlich hergestellt wird, entsteht auf diese Weise ein virtuelles Modell, das mehr oder weniger ausgefeilt bereits alle notwendigen Informationen zur Realisierung enthält. Als Basis, um BIM zeichnerisch zu erfassen, dienen bestimmte Software-Lösungen. Diese können – zum Beispiel über die Cloud – mit anderen Software-Lösungen und anderen Bau- und Planungspartnern vernetzt werden, um so eine durchgängige Planung und Fertigung zu ermöglichen.


BIM-Anwender

Deutsche Werkstätten Beteiligungs GmbH
01109 Dresden, www.dwh.de

Ackermann GmbH
97355 Wiesenbronn
www.ackermanngmbh.de

Schreinerei Wilhelm Luther
64291 Darmstadt
www.schreinerei-luther.de

Anzeige
Aktuelles Heft
Titelbild dds - das magazin für möbel und ausbau 1
Aktuelle Ausgabe
01/2021
EINZELHEFT
ABO
Anzeige
MeistgelesenNeueste Artikel
dds-Zulieferforum
Grafik des Monats

Zahl der Betriebe im Tischlerhandwerk

dds auf Facebook


dds auf YouTube

Im dds-Channel auf YouTube finden Sie:
– Videos zu Beiträgen aus dds
– Kollegen stellen sich vor
– Praxistipps-Videos
– Maschinen & Werkzeuge

Abonnieren Sie dds auf YouTube »