Planen und Entwerfen als digitales Planspiel

Ein neues Gebäude für die Jade Hochschule virtuell planen, und das in drei Tagen – 18 Architektur-Studierende vorwiegend des 4. und 6. Fachsemesters stellten sich dieser Herausforderung. Sie nahmen an einem virtuellen Planspiel teil, das Professor Dr. Gregor Grunwald vom Fachbereich Architektur und Christian Heins, Bauingenieur am Institut für Datenbankorientiertes Konstruieren, als dreitägigen Lehrworkshop durchführten. Dessen Ziel war es, die BIM-Methodik – Building Information Modeling, also Bauwerksdatenmodellierung – zu vermitteln.

BIM in drei Tagen lernen

In Gruppen aus vier bis fünf Personen verfolgten die Studierenden die Aufgabe, unter nahezu realen Wettbewerbsbedingungen den Neubau eines Campus-Cafés für die Jade Hochschule zu planen. Der Workshop hieß „PING PONG“. Denn das Gebäude sollte nicht nur Kommunikation und Begegnung anregen. Sein Zentrum sollte eine Tischtennisplatte sein. In jeder Gruppe wiesen sich die Spielenden unterschiedliche Rollen etwa von Architekt_innen, Tragwerksplaner_innen und Kostenverantwortlichen zu. Die Dozenten übernahmen die Rollen von Bauherren und coachten die Studierendengruppen bei Bedarf. Die Studierenden arbeiteten virtuell und somit dezentral zusammen, unmittelbar am 3D-Modell. Dabei befanden sie sich in direkter Wettkampfsituation mit den anderen Gruppen. Regelmäßige Bauherrengespräche steuerten den Arbeitsfortschritt. Dabei tickte die Uhr: Immer wieder mussten die Studierenden Teilergebnisse abliefern. Außerdem erfuhren sie, wie weit die anderen Gruppen waren – das erhöhte den Druck. Ergebnisse mussten präzise und vor allem termingerecht geliefert werden. Dafür sorgte ein Arbeitsportal, das das gesamte Spiel steuerte, Prozessschritte gliederte und die jeweiligen Leistungen abfragte. Die Zeit verflog, für Besprechungen und Meetings waren virtuelle Konferenzräume durchgehend geöffnet. Nach dem Pitch der Arbeitsgruppen wurden schließlich vier spannende Entwürfe prämiert. Ansichten eines der Entwürfe zeigen die Abbildungen in diesem Beitrag.

Was ist BIM? Und was macht die Methodik für Architektur und Bauwesen so wichtig?

BIM ist eine digitale Arbeitsmethodik für das Planen, Bauen und Betreiben von Bauwerken. Ab der Planung eines Bauvorhabens arbeiten Architekt_innen und Tragwerksplaner_innen, Bauherren und Bauleitung sowie die ausführenden Gewerke entlang des BIM-Prozesses zusammen. In dessen Mittelpunkt entsteht ein virtuelles dreidimensionales Bauwerksmodell, das alle Informationen – physisch wie funktionell – über das Gebäude enthält. Während des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes dienen die Informationen des 3D-Modells als Entscheidungsgrundlage. Man kann es ansehen und virtuell betreten. Schon vor Baubeginn lassen sich anhand des Modells zum Beispiel ästhetische Fragen diskutieren oder Änderungen und Gebäude-Varianten prüfen. Probleme werden virtuell identifiziert, bevor man die Baustelle betritt, und lassen sich auch vorher beseitigen.

Der Vorteil gegenüber anderen Planungsmethoden: Alle Beteiligten greifen auf die gleichen Daten zurück und können sie laufend aktualisieren. Die Beteiligten müssen nicht mehr jede neue Information separat untereinander austauschen. Es kommt seltener zu Fehlplanungen und Missverständnissen. Die BIM-Methodik senkt also Kosten und Risiken von Bauvorhaben. Deshalb ist sie als digitaler Standard seit 2020 bereits für alle neuen Verkehrsinfrastruktur-Großbauprojekte in Deutschland verpflichtend und soll in weiteren Bereichen zum Standard werden.

Arbeitsportal steuert BIM-Prozesse automatisiert und dezentral

Der Lehrworkshop musste aufgrund der Corona-Pandemie digital stattfinden. Das erschwerte die Spielbedingungen und erforderte zusätzlich die konsequente Nutzung digitaler Werkzeuge. Die Dozenten bedienten sich einer digitalen Plattform, um den Projektfortschritt der Gruppen zu beobachten und festzustellen, in welchen Gruppen Schwierigkeiten auftreten und Hilfestellung gefragt sein könnte. Auch für die Zeitplanung während des Workshops war eine solche Plattform notwendig.

Die Plattform hatte Heins entwickelt: Der Bauingenieur hat in der Praxis vielfältige Erfahrungen als Verantwortlicher bei der Realisierung von Bauprojekten gesammelt. „BIM ist eine tolle Methodik, die den Planungsprozess visuell unterstützt“, sagt er. „Aber es fehlt bisher noch eine webbasierte Arbeitsplattform, die den Prozess in Echtzeit steuert und die Richtungen der Projektkommunikation transparent abbildet“.

Aktuell besteht der große Vorteil der BIM-Methodik im 3D-Bauwerksmodell und einer zentralen Datenablage. Der Prozess macht allerdings noch nicht sichtbar, ob alle Entscheidungsgrundlagen rechtzeitig geliefert und die Aufgaben in der gewünschten Qualität fristgerecht abgeschlossen werden können. So können Fristen verstreichen und Folgeprobleme sowie Kosten entstehen. Deshalb entwickelt Heins im Rahmen seiner Doktorarbeit eine Software, die das Prozessmanagement auf der Basis von Algorithmen automatisiert. Deren Ziel ist, die Effizienz der Bauplanung zu steigern und Ressourcen einzusparen. Heins‘ Prozessmodell visualisiert den gesamten Kollaborationsprozess und versendet automatisiert Informationen zu Fristen, um die Einhaltung des agilen Zeitplans in Projekten zu sichern. In Anlehnung an seine bisherige Arbeit testete Heins für den Lehrworkshop „PING PONG“ ein automatisiertes Arbeitsportal für das Prozessmanagement.

Voller Erfolg

Der dreitägige Lehrworkshop von Grunwald und Heins war das erste virtuelle – dezentrale und internationale – Planspiel, das an der Jade Hochschule stattfand. „Die spielerische Wettkampfatmosphäre motivierte die Teilnehmenden. Sie senkte die Angst vor der Anwendung neuer Technik, schulte digitale Kommunikation und brachte Erkenntnisse über Nutzen und Leistung diverser digitaler Planungswerkzeuge“, resümiert Grunwald. Die Intensität des Spiels habe Grenzen zwischen virtueller und realer Kommunikation verschwimmen lassen und zu einem in dieser Zeit so seltenen, intensiven Gruppenerlebnis geführt.

„Ich habe viel gelernt in dem Workshop. Der Spielaufbau und der konzentrierte Workshop waren sehr effektiv. Wir konnten den BIM Prozess in Kürze einmal durchspielen“, sagt die Studentin Tami Hamel. Es habe ihr viel Selbstbewusstsein gegeben, schon im vierten Semester innerhalb weniger Tage einen Entwurf präsentieren zu können.

In Zukunft ist ein BIM Game an der Jade Hochschule als interdisziplinäre Lehrveranstaltung der Fachbereiche Architektur und Bauwesen geplant. Außerdem haben Heins und Grunwald vor, im Rahmen der Oldenburger BIM-Tage im Herbst dieses Jahres ein digitales Planspiel durchzuführen. Dabei können Vertreter_innen  von Unternehmen BIM für die Anwendung in der Praxis kennenlernen und ausprobieren.