Das denkmalgeschützte Festungsbauwerk Kavalier Dalwigk in Ingolstadt wurde nach einem von der ARGE Falk von Tettenborn & Gina Barcelona Architects gewonnenen VGV-Verfahren umgebaut und durch einen Neubau erweitert. Ursprünglich als Teil der bayerischen Landesfestung errichtet und später zur königlichen Geschützgießerei und Geschossfabrik umgenutzt, beherbergt es heute das Digitale Gründerzentrum Ingolstadt, das Startup-Unternehmen für digitale Anwendungen einen inspirierenden Raum zum kreativen Arbeiten und Vernetzen bietet. Das Gelände befindet sich in prominenter Lage direkt an der Donau und ist Teil des fast komplett geschlossenen Grüngürtels um die historische Altstadt und daher von hohem Wert für Freizeit und Erholung.

Grundlage für den Umbau des Bestandsgebäudes bildeten bereits bestehende Vermessungspläne, vor allem aber die mit Fotos hinterlegten Punktwolken, deren räumliche Information Schritt für Schritt um qualitative Angaben zu Materialien sowie Wand- und Bodenaufbauten ergänzt wurden. Dies ermöglichte ein tiefes Verständnis der Konstruktion und der geometrischen Zusammenhänge im Bauwerk, die aufgrund der teilweise bis zu drei Meter dicken Wände und Decken nicht immer einfach nachvollziehbar waren. Hinzu kommt ein vollständiges, „steingenaues“ photogrammetrisches Aufmaß der Bestandsfassade.

Der daraus entstandene digitale Zwilling bildete die Grundlage für ein 3D-BIM-Modell. Dieses wurde von den Fachbereichen Tragwerksplanung, HLS- und Elektroplanung übernommen und separat weiterbearbeitet – beispielsweise, um sämtliche Leitungsführungen der Haustechnik, Elektroinstallationen und Beleuchtungen zu entwickeln. Die Integration dieser Informationen in das Architekturmodell erfolgte von Zeit zu Zeit über IFC-Schnittstellen.

Was dieses BIM-Modell einzigartig macht, ist die Detailtiefe, die eine überaus präzise Dokumentation des historischen Gebäudes ermöglichte. Den Denkmalschutzbehörden konnten letztlich umfassende 3D-Dokumente übergeben werden, in denen sämtliche Eingriffe und Ergänzungen in der historische Bausubstanz dargestellt sind. Das gilt auch für viele Bereiche, die überbaut werden mussten oder die nach Abschluss der Bauarbeiten nicht mehr zu zugänglich oder zu sehen sind. Hiermit entstand eine hervorragende dreidimensionale Grundlage auch für weit in der Zukunft liegende Sanierungen und Umbauten.

Eine weitere Besonderheit des Projekts ist die Tatsache, dass hier auch die Landschaftsplaner konsequent mit BIM arbeiteten. Während das Aufmaß des relativ flachen Baugrundstücks konventionell erfolgte, um daraus ein digitales Geländemodell zu bauen, mussten die Attributierungen für das Projekt komplett neu entwickelt werden. Dies war notwendig, weil für die Landschaftsplanung aktuell kaum Softwares zur Verfügung stehen, die mit den in der Architektur verwendeten Programmen uneingeschränkt kompatibel sind – auch wenn der Austausch via IFC-Schnittstellen bei diesem Projekt prinzipiell problemlos ablief. Insofern handelt es sich beim Digitalen Gründerzentrum Ingolstadt um ein Pilotprojekt, in dem die Landschaftsplaner viel ausprobieren konnten und das außerdem dazu beiträgt, BIM in der Freiraum- und Landschaftsplanung besser bei Auftraggebern und Planern zu verankern.

Nachhaltig ist dieses Projekt allein durch die Weiternutzung des Festungsbauwerks Kavalier Dalwigk, das dem Gründerzentrum eine unverwechselbare Identität verleiht. Hinzu kommt aber auch die frühe Einbindung der Freiflächenplanung in den (BIM-)Planungsprozess. Durch dieses enge Zusammenspiel entstanden auf ganzer Breite integrierte Lösungen, die Architektur, Denkmalschutz und Freiflächenplanung von Anfang an verbinden. Und damit wiederum ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass diesem Projekt einschließlich der öffentlich zugänglichen Freiflächen eine lange Nutzungsdauer bevorsteht.

Ein Teil des Städtischen Klinikums in München-Harlaching wird aufgrund veralteter baulicher Bestandsstrukturen durch einen von Telluride Architektur geplanten und realisierten Neubau ersetzt. In diesem Neubau befinden sich unterschiedliche medizinische Bereiche bis hin zu Operationssälen, aber auch Patientenzimmer verschiedener Kategorien für Kassenpatienten und Selbstzahler. Eine Besonderheit des Projekts ist, dass der Klinikbetrieb rund um die Baustelle während der Bauzeit vollständig aufrechtzuerhalten ist.

Auch wenn der Bauherr nicht darauf bestand: Für die Architekten, die übrigens alle ihre Projekte standardmäßig mit der BIM-Planungsmethode umsetzen, war von Anfang an klar, BIM auch hier einzusetzen. Die Gründe hierfür sind leicht nachzuvollziehen: die Komplexität des Bauvorhabens, die höhere Effizienz, mehr Planungs- und Kostensicherheit sowie die Möglichkeit, Entscheidungen schneller treffen zu können. Diese Punkte sind für das Projekt essenziell. Schließlich handelt es sich um ein hochtechnisiertes Gebäude mit einer Vielzahl unterschiedlichster Anforderungen, die eine enge Kooperation zwischen den Fachbereichen Objektplanung, Tragwerksplanung, Medizintechnik, HLS- und Elektroplanung erfordern. Da es keine Vorgaben seitens der Bauherrschaft gab (z. B. Auftraggeber-Informations-Anforderungen), entwickelten die Architekten die digitale Struktur des Projekts eigenverantwortlich.

Den Anfang bildete das digitale Raumbuch (Revit), das die Architekten während der Grundlagenermittlung aus dem Raum- und Funktionsprogramm entwickelten. Sämtliche Anforderungen an die medizinischen Bereiche, an die Ausstattung bzw. Eigenschaften der Räume wurden anschließend im Lauf der Planung definiert. Das digitale Raumbuch ist heute in Echtzeit mit dem 3D-BIM-Modell synchronisiert und ermöglicht so die Attributierung der Raumobjekte im digitalen Zwilling.

Aufgrund der hohen Komplexität des Bauvorhabens nutzen die Fachbereiche Tragwerksplanung, HLS- und Elektroplanung je ein separates 3D-Modell. Ein Austausch von Zwischenständen (Datadrops) findet in festgelegten Zeitintervallen punktuell mittels IFC-Schnittstelle statt, während die Kollisionsfreiheit der Modelle laufend in der Autorensoftware überprüft wird. Die BIM-Modelle dienen sowohl als Datenträger als auch als Planungs-, Koordinations- und Entscheidungsgrundlage. Hinzu kommt eine modellbasierte Kostenverfolgung über alle Leistungsphasen sowie die geometrische Überprüfung der Qualität des Koordinationsmodells.

Eine wesentlich engere Abstimmung ist mit der Medizintechnik notwendig. Hier kommt daher eine cloudbasierte Lösung zum Einsatz, die die gleichzeitige Bearbeitung von Modelldaten sowie raum- und bauteilbezogenen Informationen in Echtzeit durch mehrere Nutzer erlaubt. Diese Arbeitsweise prägte auch die Anfangsphase des Projekts, als das Münchener Büro die Planung gemeinsam mit Bürokollegen aus Düsseldorf entwickelte.

Der Ersatzneubau der München Klinik Harlaching ist außerdem ein BIM2field-Pilotprojekt, in dessen Rahmen die Architekten die Implementierung von BIM auf der Baustelle testen. Konkret erfolgt dies über eine Software für Augmented Reality (GAMMA AR) und IFC-Schnittstellen. Nachdem der erste AR-Einsatz erfolgreich ablief, um beispielsweise Mängel auf der Baustelle zu identifizieren, testen die Architekten inzwischen AR-Softwares anderer Hersteller, um die im Büro bisher ohnehin schon weit verbreiteten Einsatzbereiche von BIM weiter auszubauen.

War der Bauherr anfangs noch BIM-skeptisch, so ist er heute – nicht zuletzt durch das beispielhafte Engagement der Architekten in der digitalen Kooperation aller Planungsbeteiligten – weitaus offener und erkennt mehr und mehr die Vorteile von BIM als Planungsmethode für zukünftige Projekte.

Das Projekt Elementum entsteht auf Grundlage eines 2018 gewonnenen Wettbewerbs unmittelbar südlich des Münchner Hauptbahnhofs. Ausgangspunkt ist das bestehende Verwaltungsgebäude der Postbank aus den frühen 1990er-Jahren. Hierbei handelt es sich um eine sechs- bis siebengeschossige Blockrandbebauung mit einem fast vollständig mit niedrigen Bauteilen bebauten Innenhof. Ziel des Entwurfs von Herzog & de Meuron GmbH ist der gezielte Rückbau, die Reorganisation und die Ergänzung der vorhandenen Bausubstanz – unter der Prämisse, im Sinne der Weiterverwendung vorhandenen Ressourcen möglichst weite Teile des Bestands zu erhalten. Das neue Raumprogramm umfasst insbesondere Büro- und Gewerbeflächen.

„Baue auf und mit dem Gebauten – das ist unsere Maxime.“ Mit diesen Worten erklärt Pierre de Meuron auf der Website des Büros eines der Hauptziele dieses Projekts. Um für die zukünftigen Nutzer des Elementum optimale räumliche Bedingungen zu schaffen, werden sämtliche Innenhofeinbauten und die Obergeschosse bis auf das Niveau über dem 2. Obergeschoss rückgebaut sowie der verwinkelte äußere Blockrand geglättet. Hinzu kommen drei neue Vollgeschosse und zwei zurückversetzte Staffelgeschosse. Auf diese Weise entstehen ein prägnanter achtgeschossiger Baukörper sowie ein vor dem Lärm und der Hektik der Stadt geschützter, öffentlich zugänglicher Innenhof – eine Art Wald, den die Architekten als „grüne Lunge für die Nachbarschaft“ bezeichnen.

Die digitale Grundlage des Projekts besteht aus 2D-Schalplänen, die den Sollzustand zeigen, aus Punktwolken, die den Ist-Zustand erfassen, sowie aus CAD-Plänen eines Vermessungsbüros. Daraus entstand ein Planungsmodell des kompletten Bestandsrohbaus, das auch jene Bereiche enthält, die später rückgebaut werden. Das Modell ermöglichte die Überprüfung und Beurteilung von Abweichungen wichtiger Bauteile vom ursprünglichen Schalungsplan. So konnten die Planer leicht feststellen, ob etwa Bestandsstützen vom Gebäuderaster abweichen. Zudem schafft das Modell die Grundlage für präzise Rot-Gelb-Pläne und Abbruchübersichten.

Die Projektplanung der Architekten erfolgt mit einem 3D-Modell (Revit), das als Basis sowohl für die Ableitung aller wichtigen Planunterlagen als auch für die Erstellung von begleitenden Planunterlagen dient (z. B. Bauteilkatalog, Übersichten oder Flächenermittlungen). Planer anderer Fachbereiche setzten hierauf ihre eigenen 3D-Modelle auf. Eine cloudbasierte Lösung, die ein gemeinsames Arbeiten aller Projektbeteiligten in Echtzeit ermöglichen würde, kam nicht zur Anwendung. Jedoch wurde zur Vereinfachung der Zusammenarbeit innerhalb des zeitweise verteilt arbeitenden Architekten-Projektteams eine Cloud-Plattform verwendet (BIM360).

Den Austausch mit den externen Fachplanern führen die Architekten mithilfe nativer Revit-Dateien und IFC-Schnittstellen durch. Zur Dokumentation kommt das BCF-Format zur Anwendung – in Verbindung mit der Cloud-Lösung BIMCollab. Da es auch bei diesem Projekt leider keinerlei Anforderungen des Bauherrn an eine BIM-Planung gab, existieren auch keine Auftraggeber-Informations-Anforderungen, sodass die Architekten in Bezug auf die Gestaltung der BIM-Prozesse eigenverantwortlich handeln.

Das BIM-Modell dient auch der Erstellung und Überprüfung komplexer Geometrien. Hierfür wird das 3D-Modell in Rhino importiert und für Visualisierungen, zum Teil auch zur Nutzung von 3D-Brillen weiterbearbeitet. Ein Anwendungsgebiet hierfür bieten etwa die zweifach gekrümmten Flächen der Glasbrüstungen im Innenhof, die mithilfe von Grasshopper via Rhino.Inside.Revit direkt in Revit erstellt wurden.

An diesem Projekt wird beispielhaft deutlich, welche Möglichkeiten BIM für Bestandsgebäude bietet, aber auch wie selbstverständlich das Planen mit BIM unter Architekten und Fachplanern inzwischen ist. Es wäre wünschenswert, wenn sich BIM in nicht allzu ferner Zukunft auch bei Bauherren und ausführenden Firmen etablieren würde, um so das Bauen im Bestand zu erleichtern und das gesamte Potenzial dieser Planungsmethode bis hin zum Facility Management ausschöpfen zu können. Erfreulicherweise arbeiten beim Elementum zumindest Fassadenfirmen und Rohbauer heute schon mit dem BIM-Modell der Architekten.

Im Westen von Eichstätt soll – gemäß einer 2021 beschlossenen Bauleitplanung – das neue Wohnbaugebiet Blumenberg West entstehen – mit insgesamt 118 Bauparzellen für Einfamilien-, Doppel-, Reihen- und Mehrfamilienhäuser. Die Fläche grenzt nördlich an den Rand des bestehenden Baugebiets Blumenberg an, war bis vor kurzem noch landwirtschaftlich als Wiese genutzt und wird nun neu erschlossen. Im Wesentlichen geht es dabei um: Straßenbau, Straßenbeleuchtung, Entwässerungsarbeiten, Wasserversorgung, Gasversorgung sowie Kabel- und Leerrohrverlegung.

Ansatz der für die Realisierung des Straßen- und Kanalbaus beauftragten STRABAG AG war es, die Projektabwicklung in jeder Planungsphase komplett mit einem BIM-Modell durchzuführen – von der Vermessung des Geländes bis hin zur Abrechnung der Straßenbaupositionen mit einer digitalen modellbasierten Abrechnungssoftware (ISL-Kocher). Bemerkenswert war, dass dies alles in Eigeninitiative erfolgte, das heißt ohne expliziten Auftrag und daher auch ohne jede Vorgabe durch die Bauherren.

Ausgangspunkt bildete die digitale 2D-Planung eines Ingenieurbüros, die Schritt für Schritt in ein 3D-Modell überführt wurde – mithilfe von Drohnenvermessung, GNSS-Rover-Vermessung, georeferenzierten Fotos und Feldaufmaßen. Ziel war es, den kompletten Kanalbau in 3D zu modellieren und um detaillierte Abrechnungsattribute nach DIN EN 1610 und um Angaben aus dem Leistungsverzeichnis zu ergänzen. Ähnliches gilt für das Gewerk Straßenbau, aus dem die Daten zur Maschinensteuerung (Bagger, Planierraupen etc.) generiert werden.

Was mit dem Wunsch der STRABAG AG nach einer ebenso einfachen und effizienten Abrechnung begann, entwickelte sich zu einem allumfassenden BIM-Projekt mit zahlreichen Vorteilen, zum Beispiel:

• Prüfung von Kollisionen
• Zeitersparnis bei der monatlichen Leistungsmeldung und termingerechten Abrechnung
• automatische Ableitung von Bestellmengen und Schachtuhrskizzen
• Ausgabe von einheitlichen, REB-konformen Aufmaßblättern
• Übergabe von Schlussrechnungsmengen auf Basis des Ist-Zustands im *.X31-Format an iTWO.
• leichte Erstellung der vom Bauherrn geforderten ISYBAU-Datei nach Bauende

Letztlich entsteht aus dem Soll-Modell ein As-Built-Modell, in dem sämtliche Straßen- und Kanalbaudaten dieser Erschließungsmaßnahme enthalten sind.

Das besondere Engagement der STRABAG AG bei diesem Projekt zeigt sich jedoch nicht nur in der komplett mit BIM durchgeführten Baumaßnahme. Vielmehr war es das erklärte Ziel der BIM-Verantwortlichen Rudolf Kasparbauer und Jochen Gaule, alte Denk-Silos auch innerhalb des Unternehmens aufzubrechen. Aus diesem Grund veranstalten sie Grundlagenschulungen zu BIM im Straßen- und Kanalbau mit den ausführenden Kollegen und unterstützen sie aktiv bei der anstehenden Modellierung. Mit diesem Projekt übernimmt – und das ist in der Branche nicht üblich – eine ausführende Firma die Vorreiterrolle in BIM. Nun bleibt abzuwarten, wie lange es dauert, bis der Markt nachzieht und Ausschreibungen BIM-basiert und mit 3D-Modellen erfolgen. Bislang dominieren 2D-Pläne den Straßen- und Kanalbau – meist in Form von dwg-Dateien und nur selten mit Georeferenzierung.