Arnim Spengler ist Bauingenieur. Die Leidenschaft für IT begleitete ihn schon immer. Doch als er 2006 sein Studium abschloss, lag die Digitalisierung der Baubranche in weiter Ferne. Also Jobs rund um Computer und Server. Dann kam es 2013 zu einer schicksalshaften Begegnung mit Dirk Schlüter an der Universität Duisburg-Essen. Beide waren sich einig: Die Zeit ist reif für mehr IT am Bau.
Seit 2008 kursiert der Begriff BIM, kurz für Building Information Modeling (siehe Kasten S. 8). BIM weckte die Aufmerksamkeit von Arnim Spengler und Dirk Schlüter. Beide waren zu der Zeit als wissenschaftliche Mitarbeiter an der Universität Duisburg-Essen am Institut für Baubetrieb und Baumanagement angestellt. Zu Jahresbeginn 2018 dann der nächste Schritt, die Gründung ihres Start-ups BuildersMind. Arnim Spengler: „Wir haben schon immer ehrgeizige Ziele verfolgt, um konsequent an unserer Vision zu arbeiten: an der Verbindung vom Internet of Things (IoT) mit BIM.“ Mit Eigenmitteln und Fördergeldern ging es ans Werk. Ihr Weg war von Erfolg gekrönt. Das Ziel: aus dem statischen BIM-3D-Modell eine interaktive Plattform zu machen.
Arnim Spengler ist auf der Baustelle zu Hause –
und sorgt mit BuildersMind für Transparenz.
BIM – DAS 3D-MODELL DER BAUSTELLE
Building Information Modeling (BIM) digitalisiert auf dem Bau alle Prozesse beziehungsweise in diesem Fall alle Gewerke. Die Idee dahinter: die vollständige Digitalisierung der Planungs-, Ausführungs-, Nutzungs- und Rückbauphase von Bauwerken. Kernstück ist ein digitales 3D-Modell des geplanten Gebäudes, in dem alle Informationen enthalten sind, um die Ausschreibung zu erstellen, das Bauwerk zu errichten und nach der Nutzungsdauer die eingesetzten Baustoffe wiederverwenden zu können. Auf dieses konsolidierte Datenmodell müssen alle Beteiligten zugreifen können – vom Architekten über den Elektro- und Wasserinstallateur bis hin zu Fliesenleger, Inneneinrichter und abschließend dem Recyclingunternehmen.
Damit das funktioniert, sind Normen und Standards notwendig, die klare Schnittstellen definieren und so die Basis für digitales Planen und Bauen schaffen. Die Weiterentwicklung von BIM steht auch im Fokus der Politik. Im Rahmen des Stufenplans Digitales Planen und Bauen des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) ist der verpflichtende Einsatz von BIM seit Ende 2020 bei neu zu planenden Bauprojekten des BMVI vorgesehen. Ab voraussichtlich 2022 wird die Anwendung von BIM in einem Stufenmodell bei allen Bundesbauten eingeführt.
Selbstständig erfasst das Monitoring auch komplexe Daten.
Derzeit läuft im Rahmen des deutsch-niederländischen INTERREG-Programms Digipro ein Projekt, das unter Anwendung von IoT und BIM die Leistungserfassung auf der Baustelle automatisieren soll. Dabei arbeitet ein Konsortium aus den vier Unternehmen BuildersMind, MANgi¬neers, dem Bauunternehmen Nijhuis Bouw B.V. und dem Softwarehaus ALLPLAN an einer Lösung für eine automatisierte Baustellenüberwachung, die den Baufortschritt in nahezu Echtzeit dokumentiert. In einer Alpha-Testphase konnten auf zwei Baustellen von Nijhuis Bouw in Enschede 2020 bereits vielversprechende Ergebnisse erzielt werden.
Die zentrale technische Innovation im Projekt liefert BuildersMind in Form ihrer Software und einer mobilen Tracking-Box. Der Sensorbehälter wird magnetisch beispielsweise an einer Baumaschine oder einem Kran angebracht, sammelt und überträgt dann Bewegungsdaten, Erschütterungen und Positionsdaten vom Arbeitsgerät und gibt sie an einen Monitoring-Service weiter. Letzterer fusioniert die Daten, wertet sie aus und integriert sie in annähernder Echtzeit in die BIM-Plattform.
Dirk Schlüter: „Im Monitoring steckt ganz viel Know-how für den Bauprozess. Durch die Kombination von BIM mit Elementen der Künstlichen Intelligenz werden auf Elemente-Ebene die Bewertung und Kontrolle des Baufortschrittes immer präziser. Mit jedem Datensatz lernt die Software dazu.“ Dort entsteht automatisch eine Überlagerung der gelieferten Ist-Daten mit den Planungs- beziehungsweise Soll-Daten eines BIM-Modells des Projekts. So wird beinahe in Echtzeit der aktuelle Baufortschritt ermittelt, dokumentiert und visualisiert. Arnim Spengler beschreibt die Herausforderung: „Instabile Internetverbindungen und die hohe Beanspruchung der Sensorboxen im rauen Arbeitsalltag mussten bewältigt werden. Jetzt darf die Box auch mal in den Matsch fallen.
„Es gibt zu BIM einen umfassenden Normungsbedarf.“
Für kommende Herausforderungen sehen sich die Gründer von BuildersMind gewappnet. Arnim Spengler: „Es gibt rund um das Thema BIM einen umfassenden Normungsbedarf. Als große Verfechter offener Systeme brauchen wir für die reibungslose Kommunikation eindeutige Standards.“ Deshalb engagieren sich beide Entrepreneure in Arbeitsausschüssen von DIN.
Dirk Schlüter (links) und Arnim Spengler mit
einer Leidenschaft: BIM in Realtime.
DIE DIN BIM CLOUD – DIGITALES BAUEN LEICHT GEMACHT
Jedes BIM-Modell ist nur so gut wie seine Daten – sie müssen präzise gesammelt und angelegt werden. Die DIN BIM Cloud macht diesen Prozess einfach und schnell: Sie dient als praktische Online-Bibliothek für standardisierte Bauteileigenschaften und deren Identifikatoren. Die am Bau beteiligten Akteure – zum Beispiel Architekten, Fachplaner, Bauunternehmer – können mit ihr kostenfrei Merkmale für BIM-Projekte recherchieren und direkt in ihr eigenes 3D-Modell integrieren.
Dabei ist die DIN BIM Cloud mit unterschiedlichen Datenquellen wie dem Standardleistungsbuch für das Bauwesen (STLB-Bau – Dynamische BauDaten) und relevanten DIN-Normen verknüpft und bietet so Zugriff auf ein umfangreiches Nachschlagewerk. Damit die Zusammenarbeit aller Nutzer funktioniert, unterstützt die DIN BIM Cloud den standardisierten Datenaustausch und ermöglicht so einen reibungslosen Informationsfluss zwischen beliebigen Softwareanwendungen.
Schlüter befasst sich mit Themen rund um die Künstliche Intelligenz, Spengler wiederum beschäftigt sich mit Robotereinsatz am Bau und arbeitet an der BIM-Normungsroadmap mit. Im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur wird die Roadmap durch Expert*innen des DIN-Normenausschusses Bauwesen gemeinsam mit dem Verein Deutscher Ingenieure, buildingSMART Deutschland und BIM Deutschland erarbeitet. Damit soll das digitale Planen, Bauen und Betreiben mittels BIM in Deutschland gefördert werden. Spengler dazu: „Es ist unglaublich, wie offen wir in den Ausschüssen miteinander umgehen. Das ist Wissenstransfer pur. Von jedem Meeting nehmen wir Impulse mit, die uns weiterbringen. Ein echter Mehrwert für uns und für die Kolleg*innen.“ Dirk Schlüter ergänzt: „Was noch in der Branche passieren muss, ist ein radikales Umdenken. BIM und Co. sind ein ganzheitliches Thema und tangieren jeden Bereich, von der Planung über den Betrieb und die Nutzung bis hin zur Rückbauphase eines Gebäudes. Normen schaffen dafür eine verlässliche Grundlage.“
„Bis zum Jahreswechsel 2021/2022 wollen wir aktiv und mit Erfolg unsere Lösung im Markt platzieren. Normen und Standards rund um BIM ebnen dazu den Weg.“
Zwar liegt der Fokus von BuildersMind derzeit noch auf der Baubegleitung. Aber auch bei der laufenden Nutzung eines Gebäudes leisten die Sensorboxen ganze Arbeit. Seit September sind diese in den Niederlanden in einem Bestandsgebäude installiert. Sie sorgen etwa für die Überwachung sensibler Bereiche und liefern präzise Daten für Instandhaltung und präventive Wartung.
Normen und Standards unterstützen BIM sowohl in der Planungs-, Ausführungs- Nutzungs- und Rückbauphase von Bauwerken.
