BIM im Tiefbau

Der Kanton Zürich wendet im Strassenbau Building Information Modeling BIM an. Die BIM-Methode vernetzt alle an einem Bauwerk beteiligten Personen und Unternehmen und ermöglicht das transparente, kooperative Planen, Erstellen und Bewirtschaften von Bauwerken mithilfe eines digitalen Modells. Der Kanton nutzt BIM erstmals in Pilotprojekten unter anderem in Meilen.

Inhaltsverzeichnis

Die Baustelle wird digital

Die Digitalisierung führt in der Baubranche zu einem Kulturwandel: In Zukunft werden Bauwerke anhand virtueller Modelle geplant, gebaut und bewirtschaftet. Die Vernetzung dieser Daten birgt ein grosses Potenzial, führt sie doch während des gesamten Lebenszyklus von Bauten zu effizienteren Arbeitsprozessen, mehr Planungs- und Kostensicherheit. Das Tiefbauamt des Kantons Zürich beteiligt sich aktiv an der Entwicklung des Building Information Modelings BIM im Infrastrukturbereich.

Regierungsrat Dr. Martin Neukom zeigt auf, wo das Bauwesen bei der Digitalisierung steht.

Was ist die BIM-Methode?

Building Information Modeling, auf Deutsch Bauwerksdatenmodellierung, ist eine gemeinschaftliche Arbeitsmethodik zur digitalen Planung, Umsetzung und Bewirtschaftung von Bauprojekten.

Julie Picarel, Fachexpertin Erhaltungsmanagement und BIM im Tiefbauamt, erklärt die BIM-Methode und zeigt auf, wo sie das grosse Potenzial der Digitalisierung im Bauwesen sieht.

Alle Daten an einem Ort

Grundlage ist ein virtuelles Bauwerksmodell, in das die Akteure alle relevanten Daten von der ersten Idee bis zum Rückbau kontinuierlich an einem Ort erfassen, bearbeiten und verwalten.

Dabei entsteht nicht nur ein dreidimensionales Abbild mit sämtlichen Massen des Bauwerks, sondern auch eine Datenbank, in der die organisatorischen Entwurfs-, Bau- und Verwaltungsprozesse sichtbar und für alle Beteiligten zugänglich gemacht werden.  

Der gemeinsame Wissenspool und eine transparente Kommunikation schaffen zuverlässige Entscheidungsgrundlagen für den Lebenszyklus eines Bauwerks. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen den Projektpartnern wird gestärkt, die Arbeitsprozesse können aufeinander abgestimmt und Informationsverlust, Planungsfehler und Doppelspurigkeiten vermieden werden.    

Dargestellt ist einerseits der Informationsaustausch zwischen Planerin, Bauunternehmer, Lieferantin, Bauingenieurin, Tiefbauamt, Geomatiker, Bauherr und Geoinformatikerin, die in der konventionellen Bauplanung kreuz und quer stattfindet. Daneben steht die Kommunikation mit der BIM-Methode, bei der die Akteure über das digitale Baumodell kommunizieren und auf dem gleichen Wissensstand sind.
Bei der BIM-Methode kommunizieren die Akteure über das digitale Bauwerksmodell und sind auf dem gleichen Wissensstand. Quelle: TBA

Mehrwert der BIM-Methode 

Als integrativer Prozess hat die BIM-Methode ein grosses Potenzial und verspricht mittel- und langfristig relevante Vorteile in verschiedenen Bereichen.

Je nach BIM-Anwender stehen unterschiedliche Mehrwerte im Vordergrund.

Verwenden Sie die Akkordeon-Bedienelemente, um die Sichtbarkeit der jeweiligen Panels (unterhalb der Bedienelemente) umzuschalten.

  • gemeinsame Datenbasis
  • Planungsschritte und Änderungen für alle Beteiligten transparent und nachvollziehbar
  • lückenloser Informationsaustausch
  • nachhaltig verbesserte Zusammenarbeit und Kommunikation
  • Wissen und Kompetenzen der Beteiligten wachsen mit dem Projekt

Der durchgehende Datenfluss innerhalb der Prozesskette

  • erlaubt die schnelle und effiziente Abwicklung von Projekten
  • macht räumliche Konflikte schon in der Planung sichtbar
  • verhindert Missverständnisse
  • und sorgt damit für eine Optimierung der Arbeitsorganisation in jeder Lebensphase des Bauwerks.

  • Planungsschwächen werden frühzeitig erkannt und behoben
  • die Anzahl der Projektänderungen verringert sich
  • Projektdauer und Termine können zuverlässiger abgeschätzt werden 
  • einfachere Kalkulation der Materialkäufe
  • laufend messbare Kosteneffizienz erhöht die Kostensicherheit und
    -transparenz 

Durch die im Vorfeld festgelegte Datenstruktur und ein konsequentes Nachführen digitaler Grundlagendaten

  • verbessert sich die Datenqualität
  • wird eine Grundlage für effiziente Arbeits- und Materialbeschaffungsprozesse geschaffen
  • wird eine zusammenhängende Objektverwaltung möglich

Potentieller Mehrwert für das TBA

Für das TBA als langfristig orientierten Bauherren ist das «I» für Information in der Abkürzung BIM die wichtigste Komponente: Der Mehrwert eines digitalen Inventars liegt in der Durchgängigkeit und Zentralisierung der Bauwerksdaten für die künftige Nutzung, z. B. in der Unterhalts- und Sanierungsplanung. Optimale Bewirtschaftung stellt für den Kanton ein grosses Sparpotenzial dar.

BIM verändert gewohnte Abläufe

Die Anwendung der BIM-Methode wird den bisher in der Praxis verbreiteten und vertrauten Ablauf von Projekten stark beeinflussen. Da die gesamte Grundlagenbeschaffung in der Planungsphase erfolgen muss, verschieben sich viele Leistungen aus der Phase Bauprojekt in die Phase Vorprojekt.

Für Bauherren besteht die besondere Herausforderung im frühzeitigen Definieren und Beschreiben der Anforderungen und Projektziele. Auch die Ausschreibungen für die Planer- und Ingenieurleistungen müssen angepasst werden.

Zusätzlich werden die beteiligten Unternehmen früher in der Phase Projektierung einbezogen. Sie werden auf der Baustelle mehr Leistungen mit dem Erfassen und Nachführen von Datenerfassung im BIM-Modell einbringen müssen.

Kulturwandel im Bauwesen

Der Mensch, der wichtigste Faktor

Der digitale Wandel in der Baubranche ist eine Tatsache. Er lässt sich aber nicht von heute auf morgen realisieren. Die Übersetzung bewährter zeichnungsgestützter Planungs- und Bauprozesse in ein digitalisiertes Umfeld braucht Zeit und macht Änderungen der gewohnten Arbeitsprozesse notwendig.

Die Einführung der BIM-Methode ist eine Herausforderung und setzt die Bereitschaft voraus, sich von vertrauten Denkweisen und Abläufen der Projektrealisation zu lösen. Mit der schrittweisen Implikation von BIM in der Praxis wachsen Motivation, Sicherheit und Erfahrung im Umgang mit der neuen Technologie – und es offenbaren sich die Chancen und Vorteile, die BIM bietet.

BIM ersetzt das zwischenmenschliche Miteinander nicht, ganz im Gegenteil: Durch das gemeinsame Arbeiten am gleichen Bauwerksmodell verbessert sich die Inklusion aller Beteiligten, es erleichtert die Kommunikation, verschafft Transparenz über alle Prozesse und verringert dadurch Missverständnisse und doppelte Arbeiten.

Als Wegbereiter und Anwender ist der Mensch der wichtigste Faktor digitaler Technologien. Auf diese Rolle und die Veränderungen, die BIM in ihrer Arbeitswelt bewirkt, müssen Mitarbeitende vorbereitet und geschult werden. Die Sensibilisierung der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter wird als wichtiger Erfolgsfaktor erachtet. Im TBA erhalten Fachkräfte und interessierte Mitarbeitende die Möglichkeit, sich mit Aus- und Weiterbildungen vertieft in die BIM-Thematik einzuarbeiten. Dazu erfolgt «Learning by doing» bei der aktiven Mitarbeit an BIM Projekten. 

Die BIM-Methode im Tiefbau

Im Infrastrukturbereich kam BIM bislang aufgrund der Komplexität der Bauten, die meist mehrere Eigentümer betreffen und verschiedenste Planungsdisziplinen umfassen, erst zurückhaltend zum Einsatz.

Ein intelligenter, modellbasierter Prozess in der Planung, Ausführung, Konstruktion und Verwaltung von Objekten ermöglicht jedoch auch im Tiefbau Effizienzgewinne und wird sich deshalb als Standard durchsetzen. Der Bund geht von Effizienzsteigerungen in den Projektzielen, Terminen und Kosten im Bereich von 5 bis 10 Prozent aus.

Der Aktionsplan Digitale Schweiz sieht vor, dass der Bund und alle bundesnahen Betriebe ab 2025 für Infrastrukturanlagen die BIM-Methode verpflichtend anwenden. Das Tiefbauamt des Kantons Zürich wendet BIM zurzeit bei  Pilotprojekten im Strassenbau an, um Erfahrungen mit der Methode zu sammeln.  

TBA gestaltet BIM aktiv mit

BIM wird im Bauwesen der Zukunft Standard sein. Die Baudirektion des Kantons Zürich ermöglicht und fördert die Entwicklung der Digitalisierung in der Baubranche. Im Tiefbau befinden sich entsprechende Standards noch in der Entwicklung und das TBA nimmt die Möglichkeit wahr, diese mitzugestalten.

Das Anfang 2020 bewilligte Strategie- und Umsetzungskonzept erlaubt es dem TBA, die BIM-Thematik mit Nachdruck voranzutreiben und proaktiv zu gestalten. Mit dem Erkenntnisgewinn aus den Pilotprojekten führt das TBA die BIM-Methode schrittweise ein.

Damit leistet das TBA nicht nur einen wichtigen Beitrag zum Leitbild Digitale Verwaltung des Kantons Zürich,  sondern positioniert sich auch als innovativer Bauherr und attraktiver Arbeitgeber mit entsprechenden BIM-Weiterbildungen für seine Mitarbeitenden.

BIM-Pilotprojekte im TBA

Das Tiefbauamt erwartet von der Durchführung der Pilotprojekte einen hohen Erkenntnisgewinn, der unmittelbar in die nachgelagerten Projekte einfliessen wird. Geplant sind vier bis fünf Pilotprojekte in verschiedenen Regionen des Kantons, bei denen die BIM-Methodik von «A bis Z» zu Einsatz kommt.  

BIM-Pilotprojekt Seestrasse Meilen 

Zum ersten Mal wird im Kanton Zürich eine Strasse mit der BIM-Methode instandgesetzt. Auf dem 400 Meter langen Abschnitt der Seestrasse in der Gemeinde Meilen werden verschiedene Bauwerkstypen (z. B. Strasse, Entwässerung, Bachdurchlass usw.) adressiert.

Im Vordergrund des Pilotprojekts stehen die Einführung und Erprobung der BIM-Methode unter realen Bedingungen und das Erreichen der digitalen Zielsetzungen. Im engen fachlichen Austausch entwickelten Bauherrschaft, Planungsbüro und Bauunternehmen stufenweise einen virtuellen Zwilling des Strassenabschnitts. Konflikte, z.B. zwischen Fahrbahn, Werkleitungen und Bachdurchlass waren bereits im transparenten digitalen Modell erkennbar. Diese Phase war intensiv und erkenntnisreich, sind doch einige vertraute Arbeitsschritte nicht BIM-kompatibel. 

Auf der Baustelle in Meilen halten die Projektleitenden keine Baupläne aus Papier mehr in der Hand, sondern arbeiten über ein Tablet in der Daten-Cloud. Darin entnehmen, verwalten und ergänzen sie sämtliche Projektinformationen laufend. Das so entstehende digitale Bestandsmodell wird dem TBA wertvolle Informationen für die künftige Bewirtschaftung liefern. 

Weitere BIM-Pilotprojekte

Ansprechpersonen

Sie haben Fragen zur BIM-Methode allgemein und zu den Pilotprojekten im Tiefbau? Bitte nehmen Sie mit uns Kontakt auf.

Julie Picarel

Fachexpertin Erhaltungsmanagement & BIM

julie.picarel@bd.zh.ch
+41 43 259 31 13

Weiterführende Informationen

Verwenden Sie die Akkordeon-Bedienelemente, um die Sichtbarkeit der jeweiligen Panels (unterhalb der Bedienelemente) umzuschalten.

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