BIM im Tief- und Infrastrukturbau

In der Schweiz entfällt rund ein Drittel der jährlichen Bauausgaben auf den Tief- und Untertagbau. Um die Planer und Unternehmer bei der Kostenermittlung und bei der Bildung von Kostenkennwerten im Tiefbau zu unterstützen, stellt CRB die Norm SN 506 512 Baukostenplan Tiefbau eBKP-T bereit. Auf ihrer Grundlage lassen sich Mengen und Kosten direkt aus dem Modell ermitteln. 

Text: Marcel Chour

Über die Modellierungsrichtlinien aus dem Anwenderhandbuch eBKP-T können die einzelnen Mengen normkonform direkt aus dem Modell heraus ermittelt werden. Sie bilden die Grundlage für die weiterführende Kostenermittlung über modellbasierte Kostenkennwerte. Grundsätzlich kann diese neue Möglichkeit bereits jetzt für die meisten Elemente angewendet werden. Da bei der Entwicklung des eBKP-T 2016 die Kostenermittlung auf der Basis von 2D-Plänen im Zentrum stand, hat CRB anhand verschiedener BIM-Pilotprojekte festgestellt, dass einige Messregeln die neuen Möglichkeiten, die 3D-Modelle bieten, nicht berücksichtigen. Wo Mengen früher über projizierte Flächen oder Längen aus den Plänen heraus gemessen wurden, lassen sich Volumina, Flächen oder Längen heute exakt pro Element aus dem 3D-Modell ermitteln. Dies eröffnet der Baubranche ganz neue Möglichkeiten und verändert die klassischen Arbeitsprozesse bereits jetzt nachhaltig. Dem Anwender wird zukünftig ein deutlicher Mehrwert in Form von genaueren Mengen und Kosten sowie Zeitersparnis geboten.

Sicherer Datenaustausch

Um diese Effizienz weiter zu steigern, müssen die Daten aus einem digitalen Modell zwischen unterschiedlichen Autorentools verlustfrei ausgetauscht werden können. Dazu ist es notwendig, den Baukostenplan Tiefbau eBKP-T über einen Regelsatz mit dem internationalen IFC-Standard von buildingSMART International zu verbinden. 

Mit dem openBIM-Standard IFC (Industry Fondation Classes) steht ein allgemein zugängliches und in der Norm ISO 16 739 dokumentiertes Datenmodell zur Verfügung. Aktuell enthält es jedoch keine bzw. nur wenige Elemente für die Modellierung von Infrastruktur-Bauwerken. Bis der definitive IFC-Standard (IFC5x) verfügbar ist, hat CRB als Übergangslösung einen Regelsatz entwickelt. Er verbindet den IFC-Standard mit dem Baukostenplan Tiefbau eBKP-T. Damit können noch nicht vorhandene IFC-Entitäten mit benutzerspezifischen Bauteilen ergänzt und für den Datenaustausch verwendet werden. Diese benutzerspezifischen Bauteile müssen jedoch durch eine nationale Organisation wie CRB als Standard definiert und der Baubranche zur Verfügung gestellt werden. Die Publikation dieser Regeln und ihre Anwendung stellen einen standardisierten Datenaustausch nach IFC, der dem openBIM-Grundsatz gerecht wird, sicher.

Phasengerechte Information

Eine weitere Herausforderung bei der Modellierung ist die Bereitstellung von phasengerechten Informationen. Dabei gilt der Grundsatz «so viel wie nötig». In erster Linie geht es darum, konsistente Datenstrukturen für das gesamte Bauwerk über die einzelnen Projektphasen festzulegen. Die Frage, die in den zahlreichen Gesprächen mit Modellierern am häufigsten gestellt wurde, lautet: «Welche Attribute und Eigenschaften müssen einem Bauteil zu welchem Zeitpunkt hinzugefügt werden?» In der Zwischenzeit hat CRB die offenen Fragen dokumentiert und diese strukturiert den einzelnen Projektphasen zugeordnet. Der Modellierer erhält dadurch Anhaltspunkte, welche Bauteile mit welchen Informationen in welcher Phase enthalten sein müssen, und kann sein Modell entsprechend aufbereiten.

Erkenntnisse aus der praktischen Anwendung

Seit Sommer 2018 testet CRB die Anwendung des Baukostenplans Tiefbau eBKP-T bei BIM-Pilotprojekten in den Disziplinen Tunnel, Strasse, Leitungsbau, Schiene, Oberleitung und Sicherheitstechnik. Im Fokus steht dabei die modellbasierte Mengen- und Kostenermittlung. Im Bereich Tief- und Infrastrukturbau existieren aktuell noch wenig verwendbare Entitäten. Dies war vor allem beim ersten Pilotprojekt eine grosse Herausforderung. Damals gab es weder den IFC-Standard für Tunnel, noch hatte buildingSMART International mit der Entwicklung begonnen. CRB hat sich deshalb entschlossen, zusammen mit praxiserfahrenen Modellierern im Untertagbau auch hier eine Übergangslösung zu entwickeln und diese zu testen. Dabei wurden anwenderspezifische Entitäten über den Regelsatz IFC – eBKP-T dem Baukostenplan Tiefbau zugeordnet. In einem 3D-Modell wurden diese Informationen den Bauteilen zugewiesen. Danach erfolgte die modellbasierte Mengen- und Kostenermittlung. In einem letzten Schritt wurden die Daten über die IFC-Schnittstelle aus dem Autorentool exportiert und in einem Model-Checker auf Vollständigkeit überprüft. CRB konnte damit erfolgreich nachweisen, dass durch die Verwendung des standardisierten Regelsatzes und des Baukostenplans Tiefbau eBKP-T ein verlustfreier Datentransfer zwischen verschiedenen Tools möglich ist.