In Deutschland fehlt bezahlbarer Wohnraum. Im Koalitionsvertrag hat sich die Bundesregierung deshalb das Ziel gesetzt, 400.000 Wohnungen im Jahr zu bauen. Ein ehrgeiziges Ziel, das in weiter Ferne zu liegen scheint. Denn: Konventionelle Bauprozesse basieren oft auf komplexen Abstimmungsprozessen zwischen verschiedenen Gewerken und sind mit unvorhergesehenen Problemen auf der Baustelle oder auch Lieferengpässen bei Baumaterialien konfrontiert. Dies führt zu erheblichen Verzögerungen und damit zu längeren Bauzeiten und höheren Kosten. Erschwerend hinzu kommen fehlende qualifizierte Fach- und Arbeitskräfte im Bausektor.
Um dem Mangel an bezahlbarem Wohnraum zu begegnen, hat die Bundesregierung eine Reihe von Maßnahmen und Förderprogrammen initiiert. Dazu zählen Investitionen in den sozialen Wohnungsbau, in den bis 2027 über 18 Milliarden Euro fließen sollen. Allein für 2024 sind 3,15 Milliarden Euro vorgesehen. Ein wichtiger Schritt zur Beschleunigung des Wohnungsbaus ist auch die Digitalisierung der Bauleitplanung und die Einführung des digitalen Bauantrags, um Genehmigungsverfahren zu verkürzen. Dennoch bleiben die großen Herausforderungen wie Verzögerungen, steigende Baukosten, Lieferengpässe und Fachkräftemangel bestehen.
Eine vielversprechende Antwort ist das digitale Bauen mit Building Information Modeling (BIM). Auch wenn BIM nicht alle Probleme lösen wird, leistet es einen wichtigen Beitrag zur Verbesserung von Planung und Bauprozessen – und das nachhaltig. Mit BIM beginnt die digitale Transformation der Baubranche.
Digitale Modelle mit BIM
BIM hat seine Wurzeln in den 1970er Jahren, als erste Computermodelle zur Unterstützung von Bauprojekten entwickelt wurden. Mit dem rasanten Fortschritt der Informationstechnologie wird BIM mittlerweile genutzt, um umfassende digitale Modelle von Bauprojekten zu entwerfen. Das geht weit über die klassische computergenerierte Visualisierung der geometrischen Form eines Gebäudes hinaus. Denn BIM ist mehr als eine Technologie. Es ist eine Methodik, die die enge Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Akteuren eines Bauprojekts ermöglicht.
Mit Hilfe von BIM lassen sich detaillierte 3DModelle erstellen, die sämtliche Informationen zu Materialien, Kosten, Zeitplänen und Nachhaltigkeitsaspekten miteinander verknüpfen. So werden alle relevanten Informationen eines Bauprojekts digital erfasst und verwaltet. Alle Projektbeteiligten greifen damit auf eine gemeinsame, stets aktuelle Datenbasis zu, was die Kommunikation und Koordination erheblich verbessert. Beispielsweise können Architekten ihre Entwürfe direkt mit den Tragwerksplanern abstimmen, die wiederum die statischen Anforderungen ins Modell einpflegen. Bauunternehmen können auf dieser Basis präzisere Zeitpläne und Kostenschätzungen erstellen. Gleichzeitig ermöglicht das Modell den Immobilienentwicklern, den Fortschritt des Projekts regelmäßig zu überwachen.
Die verbesserte Zusammenarbeit reduziert Planungsfehler und optimiert den Ressourceneinsatz. Dadurch minimieren sich Konflikte und Missverständnisse, was zu effizienteren Bauprozessen und einer höheren Qualität der fertigen Bauwerke führt.
Bei der digitalen Projektplanung mit BIM spricht man von Dimensionen. BIM erweitert traditionelle 2D-Planungen um drei weitere Dimensionen: 3D-Visualisierung, Zeit (4D) und Kosten (5D). Durch die Einbindung der Zeit lassen sich potentielle Engpässe frühzeitig erkennen. Die Kostenkomponente ermöglicht eine kontinuierliche Kostenkontrolle, minimiert Risiken und unterstützt flexible Entscheidungen. Diese zusätzlichen Dimensionen führen zu früherer Konflikterkennung, agiler Planung und einer umfassenden Lebenszyklusanalyse. Dadurch wird die Effizienz und Nachhaltigkeit von Bauprojekten erheblich verbessert.
Integration von Nachhaltigkeitskriterien
Ein entscheidender Vorteil von BIM ist darüber hinaus die Möglichkeit, verschiedene Bauszenarien bereits in der Planungsphase zu simulieren und zu bewerten. Im Laufe der Planung mit BIM wird mit Hilfe der Zusammenführung aller Gewerke ein digitaler Zwilling des Projekts entwickelt, anhand dessen nicht nur der Fortschritt des Projekts für alle Beteiligten in regelmäßigen, kurzen Zeitintervallen ablesbar ist. Er ermöglicht auch, unterschiedliche Optionen zu simulieren und zu analysieren. So können Bauherren die effizientesten und nachhaltigsten Lösungen identifizieren und umsetzen. Beispielsweise lassen sich Grundrisse mit BIM so optimieren, dass sie den vorhandenen Raum optimal nutzen und gleichzeitig die Lebensqualität der Bewohner erhöhen. Das ist gerade in städtischen Gebieten von entscheidender Bedeutung. Zudem sinken Kosten und Umweltbelastungen langfristig, weil Energieeffizienz und Nachhaltigkeitsaspekte direkt mitberücksichtigt werden.
Nicht zuletzt können dank des digitalen Zwillings alle Beteiligten auf eine synchronisierte Datenbasis zugreifen. So lassen sich einerseits schon in der Planungsphase mögliche Kollisionen zwischen den Gewerken antizipieren und vermeiden. Andererseits sind alle Änderungen, die ein Beteiligter vornimmt, für alle anderen Akteure leicht nachvollziehbar. Die Folge: transparente Kommunikation, engere Zusammenarbeit, weniger Missverständnisse.
Ein Großprojekt mit BIM
Ein Beispiel für die Realisierung von Großprojekten mit BIM ist die Viega World in Attendorn im Sauerland, eines der modernsten Seminarzentren Europas. Viega, ein Familienunternehmen mit 125-jähriger Geschichte, zählt zu den Weltmarkt- und Technologieführern der Installationsbranche und schafft mit dem interaktiven Bildungsgebäude einen Ort, an dem Wissen erlebbar und die Zukunft des Bauens sichtbar und anfassbar wird. Der gesamte Bauprozess der Viega World – von der Planung bis zum laufenden Betrieb – wurde mit BIM realisiert und setzt neue Maßstäbe in der Branche. Durch die frühzeitige Integration von Nachhaltigkeitsaspekten in den Planungsprozess ist ein Gebäude entstanden, das über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg nachhaltig und zukunftsfähig ist.
Das Energiekonzept des Gebäudes entspricht den neuesten Standards. Die Viega World wurde von Beginn an als Plus-Energie-Gebäude betrieben, produziert also im Betrieb mehr Energie, als sie verbraucht. Dies wird über die Gebäudehülle und Anlagentechnik – wie Photovoltaikanlagen in der Fassade, auf dem Dach sowie auf den Parkplatzdächern – erreicht. Daneben zahlt die Nutzung der Abwärme aus der benachbarten Produktion auf das quartiersbezogene Nahwärmekonzept ein. Spitzenerträge der Photovoltaikanlage, die aufgrund der stark schwankenden Bedarfe in der Viega World nicht direkt nutzbar sind, werden mittels Wärmepumpen effizient in Wärme oder Kälte umgewandelt und zur Bauteilaktivierung genutzt. Mit einer wassergeführten Flächentemperierung hat Viega zudem große Energiespeicher in den Zwischendecken des Seminarcenters installiert. Sie sorgen für ein konstantes Temperaturniveau in den Räumen und eliminieren so besonders energieintensive Aufheizphasen.
Bei der Realisierung der Viega World arbeitete Viega für das Forschungsprojekt „Energie.Digital“ mit renommierten Forschungseinrichtungen wie der RWTH Aachen und dem Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme zusammen. Gemeinsam schuf man die Grundlagen für die integrierte Planung mit BIM. Dabei wurden Methoden entwickelt, um grundlegende Strukturen und Prozesse für die Bedarfsermittlung, Planung, Realisierung und den Betrieb eines Gebäudes unter dem Aspekt der höchstmöglichen Energieeffizienz digital abzubilden. Diese Erkenntnisse stehen nun der Baubranche zur Verfügung. Anfang 2024 wurde das Projekt von der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen (DGNB) mit der höchsten Bewertungsstufe Platin ausgezeichnet.
Serielles Bauen und BIM
Bei einem avisierten Bauvorhaben von 400.000 neuen Wohnungen im Jahr versteht es sich jedoch von selbst, dass BIM allein nicht ausreicht. In Kombination mit dem seriellen Bauen kann es allerdings zu einem hochwirksamen Instrument werden. Beim seriellen Bauen werden Baumodule industriell vorgefertigt und vor Ort auf der Baustelle final zusammengesetzt. Das spart nicht nur signifikant Kosten, sondern beschleunigt den Bauprozess um ein Vielfaches. Mit BIM können die vorgefertigten Module genau geplant und koordiniert werden, um sicherzustellen, dass sie nahtlos in das Gesamtdesign des Projekts passen. Mögliche Änderungen oder Anpassungen werden im digitalen Modell einfach und effizient vorgenommen, bevor die Produktion der Module beginnt. Während modulares Bauen per se also nicht neu ist, entfaltet es in Kombination mit BIM noch mehr Vorteile.
Diese Vorteile umfassen auch eine höhere Qualität der Bauteile, da man die Fertigungsbedingungen genau kontrollieren kann. Das ist ein echter Gewinn, besonders bei Bauprojekten in Städten. Dort verursachen Baustellen oft erhebliche Einschränkungen und Kosten, die durch Baufehler noch weiter steigen und die Bauzeit verlängern.
Qualifikation ist gefragt
Das Potential von BIM ist unübersehbar – trotzdem kommt die Technologie noch nicht bei jedem Bauprojekt zum Einsatz. Das liegt auch daran, dass noch nicht genügend Fachkräfte für die Arbeit mit BIM qualifiziert sind: Laut einer Studie von BauInfoConsult aus dem Dezember 2022 sieht knapp ein Drittel (32 Prozent) aller Bauakteure bei dem Thema Schulungsbedarf. Daher sind Unternehmen gefragt, die sich in umfassenden Schulungsprogrammen engagieren, um Fachkräfte mit den notwendigen Kompetenzen auszustatten. Partnerschaften mit Bildungseinrichtungen und Forschungsinstituten fördern die Ausbildung und praktische Erfahrung im Bereich BIM.
Gleichzeitig erfordert die Einführung von BIM technologische und organisatorische Veränderungen. Neben der inhaltlichen Weiterbildung muss auch eine Kultur der Zusammenarbeit und Innovation in der Bauwirtschaft entstehen. Denn die digitale Transformation der Bauindustrie erfordert eine enge Zusammenarbeit aller Beteiligten. BIM bietet hierfür die Plattform, die eine integrale Zusammenarbeit ermöglicht und die Kommunikation und Koordination zwischen Architekten, Ingenieuren, Bauunternehmen und Immobilienentwicklern verbessert.
BIM und Bürokratie
Die Bedeutung von BIM wächst stetig, da immer mehr Bauunternehmen und öffentliche Auftraggeber die Vorteile der Technologie erkennen. In Großbritannien, den Niederlanden und in den skandinavischen Ländern ist BIM bereits fest in der Baupraxis verankert. Hier hat die Einführung von BIM-Mandaten durch die öffentliche Hand dazu beigetragen, dass auch kleinere Bauprojekte von der Technologie profitieren. Denn BIM hat ein hohes Potential, bürokratische Prozesse zu beschleunigen. Digitale Modelle ermöglichen eine präzise Bauplanung. Sobald Behörden Anträge digital entgegennehmen, könnte BIM dank optimierter Detailplanung auch zu schnelleren Genehmigungen führen.
Die Vorteile von BIM liegen auf der Hand: geringere Kosten und Risiken, effizientere Planung und nachhaltigere Gebäude über ihren gesamten Lebenszyklus. BIM verändert die Baubranche und ist entscheidend für die Bewältigung des akuten Wohnungsmangels. Unternehmen der Baubranche sollten sich jetzt auf die Zukunft vorbereiten, indem sie in die Aus- und Weiterbildung ihrer Fachkräfte investieren. Denn auch die intelligenteste Technologie ist nutzlos, wenn sie aufgrund von mangelnder Qualifikation nicht effektiv eingesetzt werden kann.
