HKA Hochschule Karlsruhe, Prof. Dr. Wimmer zu BIM und TGA

Woher kommt der Begriff Scrum und was bedeutet er?

Sören: Moin Moin und herzlich willkommen von der TGA-Bar — heute wieder beim Hafengespräch mit den typischen Hafengeräuschen am Hamburger Hafen. Wir freuen uns sehr, dass wir heute Prof. Dr. Reinhard Wimmer hier haben.

Roman: Reinhard, schön, dass du da bist. Wir duzen uns, wir kennen uns schon länger. Ich wollte dich vorab etwas Persönliches fragen: Du spielst Rugby, oder?

Reinhard: Habe Rugby gespielt, bin jetzt ein bisschen zu alt dafür geworden — Bundesliga, zweite Bundesliga, und mal ganz kurz in die erste reingeschnuppert. Das war ziemlich schmerzhaft, wir haben uns in der zweiten festgesetzt.

Roman: Du hast einen Begriff genannt, der mich sehr interessiert hat: Scrum. Den nutzen wir im agilen Projektmanagement. Vielleicht kannst du erklären, wo das herkommt.

Reinhard: Der Begriff Scrum kommt vom Rugby. Beim Rugby Union kommt immer ein Scrum, wenn ein Ball nach vorne fällt — denn beim Rugby darf der Ball nie nach vorne geworfen werden. Dann bilden die Stürmer ein Gedränge: In der ersten Reihe stehen drei, dahinter die zwei Locks, dann die schnelleren in der dritten Reihe. Die Köpfe kommen zwischen die Beine, keiner darf die Hände verwenden, der Ball wird nur mit dem Fuß nach hinten gebracht. Der Ball wird zwischen die jeweils acht Spieler geworfen, und sie drücken gegeneinander, bis er auf einer Seite herauskommt.

Roman: Scrum heißt also Gedränge. Im agilen Projektmanagement ist das eine ganze Methode mit vielen Rollen — Scrum Master, Product Owner und das Scrum Team, das eigentlich das Allerwichtigste ist. In der Softwareentwicklung soll das Entwicklungsteam eng mit dem Kunden oder Nutzer zusammenarbeiten. In der TGA-Planung machen wir das so gut wie nie — eigentlich müssten wir eng mit dem Facility Management, dem Hausmeister und den Nutzern des Gebäudes arbeiten.

Was zeichnet Prof. Wimmer als BIM-Fachmann aus?

Sören: Ist das nicht eine schöne Überleitung zum eigentlichen Thema? Geht es beim Thema BIM nicht auch um den Übergang von der Planung in die Ausführung und in den Betrieb?

Roman: Absolut. Reinhard, du bist seit knapp eineinhalb Jahren Professor für digitales Planen und Bauen an der Hochschule Karlsruhe. Du hast vorher einige Jahre Berufserfahrung in der BIM-Koordination gesammelt und rund 30 BIM-Projekte in der Praxis hinter dir. In meinem BIM-Hub hier in Hamburg habe ich eine Umfrage gemacht, und mehr als zehn hatte sonst keiner.

Reinhard: Ich muss aber sagen, dass nicht alle BIM-Projekte erfolgreich gewesen sind. Manche wurden mit gutem Interesse begonnen, sind dann aber im Eifer des Gefechts untergegangen, und wir sind wieder auf klassische Methoden umgeschwungen. Aber dadurch habe ich gelernt — durch Fehler. Ich kann auf jeden Fall viele Wege nennen, auf denen BIM nicht funktioniert.

Was macht die TGA im BIM-Prozess besonders?

Roman: Was macht die TGA speziell im ganzen BIM-Kontext?

Reinhard: Für eine Antrittsvorlesung an der Hochschule Karlsruhe habe ich Daten aus ein paar BIM-Projekten ausgewertet — die Anzahl der Objekte je Gewerk: Architektur, Tragwerksplanung, TGA. Am Anfang ist die Architektur dominant und läuft voraus, die Tragwerksplanung hat sowieso immer weniger Objekte. Die TGA versucht am Anfang grob zu sein — Trassenmodell, Installationsbereiche. Aber Ende Leistungsphase 3 sind wir bei der Anzahl der Objekte schon auf Augenhöhe mit der Architektur, und in Leistungsphase 5 hatten wir einen Sprung auf rund 73 Prozent. Bei einem 5.000-Quadratmeter-Projekt waren es 50.000 Objekte insgesamt, davon rund 40.000 in der TGA. Da das Datenmanagement so zu gewährleisten, dass hinter jedem Parameter ein richtiger Wert steht, ist mit der geplanten Geschwindigkeit schier unmöglich.

Was bedeutet Dataismus für das Planen und Bauen?

Roman: Es geht also um Informationsmanagement — Informationen von A bis Z korrekt an der richtigen Position. Würdest du dich als Dataist bezeichnen? Yuval Harari sagt, die nächste Entwicklungsstufe der Menschheit bewege sich in Richtung Dataismus: Die Freiheit und Durchgängigkeit von Informationen sei das absolut Relevante — Informationen müssen frei verfügbar sein und fließen, dann lässt sich jedes Problem lösen.

Reinhard: Aus der Richtung geschlossen würde ich das unterschreiben.

Roman: Liegen die Informationen in der Praxis überhaupt vor? Weiß bei jedem Projekt jeder, welches Bauteil und welches Werkzeug benötigt wird?

Reinhard: Gute Frage — aber Hand aufs Herz: Wissen wir überhaupt, wie wir bauen? Die Informationen müssen ja irgendwo sein, wir müssen es nur strukturiert hinbekommen. Dasselbe gilt für dieÖkobilanz: Da braucht man exorbitant viele Informationen, da muss man die ganze Supply Chain abarbeiten. Wenn wir das nicht hinbekommen, wissen wir auch nicht, wie wir nachhaltig unsere Zukunft gestalten. Wir müssen alles zusammenbringen und standardisiert bereitstellen, um diese Flut an Informationen bewältigen zu können.

Roman: Ist das auch ein Software-Hardware-Problem? Brauchen wir andere Datenbanken?

Reinhard: Momentan sind die Datenbanken alle verstreut und anders strukturiert. Nenne ich eine Küche „KUE", „KÜ" oder „Kitchen"? Das sind Schnittstellenprobleme. Ist es eine SQL- oder NoSQL-Datenbank? Liegt das Produktblatt nur als PDF vor? Wir haben alle mit Excel angefangen — ich wette, 90 bis 95 Prozent arbeiten immer noch mit Excel-Datenbanken. Als erster Schritt ist das gut, aber nicht die Zukunft, weil Excel nicht robust und nicht schnell ist. Diese Datenbanken müssen standardisiert, verbunden und verarbeitbar bereitgestellt werden.

Wie bringt Prof. Wimmer BIM in die Lehre?

Reinhard: Mein Lehrdeputat erstreckt sich auf vier Studiengänge: Bauingenieurwesen, Architektur, Umweltingenieurwesen und Baumanagement. Eine Vorlesung ist harte Theorie — die vielen Akronyme im BIM und die Prozesse dahinter, die Anwendungsfälle. Die andere Vorlesung ist Hardcore-Anwendung: Ich habe online alles reingepackt, so bauen wir ein Modell auf. Die Studierenden machen ihren eigenen Entwurf, derzeit für Startups auf unserem Campus, mit kreativer Freiheit. Aber das Modell muss eine bestimmte Struktur haben, damit es standardisiert ist, und bestimmte Informationen tragen — damit sie merken: Es ist nicht nur Geometrie, sondern Informationsmanagement. Das ist das Wertvolle daran.

Roman: Werden die später BIM-Manager oder BIM-Koordinatoren?

Reinhard: Mit dem geringen Lehrdeputat können die maximal BIM-Koordinatoren werden. Meiner Meinung nach das beste Tool für die Koordinierung ist Solibri. Sie verstehen, was eine Kollisionsprüfung ist, wie man Informationen abfragt und wie man prüft, ob ein Modell valide ist. BIM-Manager noch nicht — dafür muss ich meine Vorlesung weiter aufbauen.

Welche Rolle übernimmt der Integrationsplaner in der TGA?

Roman: Wir haben in einer eigenen Folge die Rolle des Fachkoordinators beziehungsweise Fachplanungskoordinators in der TGA herausgearbeitet — jemand, der die Verantwortung für das Gebäudemodell übernimmt. In meinem Büro habe ich drei Studienabbrecher, die nach dem Abbruch eine Ausbildung als technischer Systemplaner gemacht haben, mit Trimble Nova und Revit gut umgehen können und dann nochmal studiert haben. Könntest du dir vorstellen, für solche Menschen ein zugeschnittenes Lehrangebot zu entwickeln — die haben Bock, BIM auf das nächste Level zu bringen und Informationsmanager zu werden?

Reinhard: Ich würde es gern machen, aber dann müsste ich meine anderen Studiengänge fallen lassen, und ich habe eine Lehrverpflichtung. Aber es macht Sinn: Gerade in der TGA müsste eigentlich der Integrationsplaner der Koordinator sein — zuständig für die Qualitätssicherung in-house und für die Kommunikation.

Roman: Du nennst das Integrationsplaner, wir nennen es Fachkoordinator — ich glaube, wir meinen das Gleiche. Die Koordination ist die Kernaufgabe; danach übergibt er oder sie das koordinierte Modell an den Architekten zur Integration.

Wohin entwickelt sich BIM 2.0?

Sören: Wenn du dir bei einem Master einen Wunsch erfüllen könntest — wo siehst du BIM 2.0? Der Präsident derHSU meinte, es gehe in Richtung Simulation. Siehst du das auch, oder eher in der Durchgängigkeit von Datenaustausch und Kommunikation?

Reinhard: Wenn man mich fragt, sage ich jetzt das, in zwei Wochen das andere — der Blumenstrauß an Optionen ist exorbitant. Man könnte sein Modell fragen: Hier ist die Heizlast, die Nutzung, die Geometrie, schau in meine alten Projekte, was würdest du empfehlen — das beste Übergabesystem, Fußbodenheizung, Heizkühldecke? Dafür ist ein standardisiertes Datenmodell wieder wichtig. Aber ohne zu sehr auf die KI-Pauke zu hauen: Wirklich wünschenswert ist die Schnittstellen-Integration, damit wir uns gegenseitig verstehen. Deswegen integrales Planen — das funktioniert nur, wenn wir uns verstehen, und dieses Verständnis kommt aus der Information, die wir datengetrieben kommunizieren sollten.

Warum funktioniert der Datenaustausch über IFC nicht?

Reinhard: Warum funktioniert die Kommunikation zwischen Software-Tools nicht? Nehmen wir Archicad beim Architekten und Revit bei den Integralern — die dominantesten im deutschen Markt. Es funktioniert nicht, weil IFC als suboptimale Schnittstelle dazwischenkommt, aber es gibt nichts Besseres. IFC ist redundant: Es kann die Geometrie gemäß Revit und gemäß Archicad abdecken. Exportiere ich mein IFC-Modell aus Archicad und schaue es im IFC-Viewer an, sieht alles richtig aus. Importiere ich es dann in Revit, versteht er die Geometrie anders — andere Klassifizierung, andere Namenskonventionen. Speckle ist ein Unternehmen, das genau das angeht: Es schaltet keine Datei dazwischen, sondern nutzt direkt die API-Schnittstellen der Tools über eine Cloud, verbindet Revit direkt mit Archicad ohne IFC dazwischen. Wenn das funktioniert, wäre es optimal.

Roman: Das Problem haben wir auch innerhalb der TGA — über Open BIM verlieren wir Datenqualität beim Austausch zwischen DDS-CAD, Linear, Trimble Nova und MH-Software. Damit hast du rund 80 Prozent aller User abgedeckt. Die haben keine einheitliche Schnittstelle, sondern geben über das IFC-Modell nur Volumeninformationen weiter. Die BIM-Koordinatoren arbeiten dann mit Solibri und machen nur Kollisionsprüfungen, statt intelligente Informationen herauszuziehen. Könnte man den API-Weg auch hier gehen?

Reinhard: Das ist sozusagen der USB-Stecker direkt ins Software-Tool. Damit ich eine API-Schnittstelle verwenden kann, muss ich sie verstehen — die Person, die die Schnittstelle zwischen Tool A und Tool B entwickelt, kennt eines der beiden Tools und weiß dann, wie sie umwandeln muss, damit das andere Tool es versteht. Diese Denkweise haben wir noch nicht, und dafür ist IFC auch nicht gemacht.

Roman: Könnte man stattdessen die IFC-Schnittstelle über buildingSMART verbessern, wo sie genormt wird?

Reinhard: Ja, könnte man machen. Aber da ist die ISO näher dran, und die Mühlen mahlen sehr langsam. IFC nimmt für sich in Anspruch, alles abdecken zu können. Für die Spezialisierung muss man eine Model View Definition machen — einen Teilfilter von IFC, der genau die Informationsmenge für eine Schnittstelle festlegt. Das muss jemand spezifizieren, das ist reine Arbeit. Da ist die API-Schnittstelle meiner Meinung nach wahrscheinlich effizienter.

Was ist die Idee der Open-Source-Lehrplattform?

Reinhard: Die Grundidee unseres Forschungsprojekts — gemeinsam mit der TH Köln, der TH Augsburg und der Hochschule München, wobei ich den Lead habe — ist: Es gibt Dokumentationen für jeden Anwendungsfall, etwa Koordination. Aber wo wird mir die Anwendung gezeigt? Nirgends. Wenn ich es gezeigt bekommen will, kostet mich das viel Geld. Warum machen wir in Deutschland keine frei zugängliche Online-Plattform, auf der wir unsere Lehre reinbringen und mit Videos, GIFs und Erläuterungen zeigen, wie diese Anwendungsfälle — dokumentiert in VDI-Richtlinien und im Use-Case-Management vonbuildingSMART — in praxistauglicher Software-Topologie angewendet werden?

Roman: Open-Source-Lehre sozusagen.

Reinhard: Richtig. Ich habe meine Vorlesungen von Anfang an alle weitergegeben, weil ich es wichtig halte. Ich habe selbst an der Hochschule einen BIM-Kurs aus reinem Buchwissen aufgebaut — und gemerkt, dass das in der Praxis überhaupt nicht funktioniert, so wie ich es gelernt und gelehrt habe. So arbeiten noch sehr viele Hochschulen, und das darf nicht sein. Deswegen will ich eine Plattform rausbringen, auf der diese neue Generation Professoren, die sich in der Industrie die Hörner abgestoßen haben, zeigt, wie es wirklich funktioniert — etwa, wie man vernünftig eine IFC-Datei aus Revit herausbekommt. So etwas frei Zugängliches gibt es in Deutschland nicht, dabei ist es gerade in der Open-BIM-Arbeitsweise essentiell. Es kann nicht sein, dass wir jedes Mal das Rad neu erfinden.

Sören: Gibt es ein Beispiel aus einer anderen Forschungsrichtung, wo das so Open-Source gemacht wird?

Reinhard: Ich habe von der Uni Heidelberg ein GitLab für GIS-Systeme genutzt, um eine GIS-Vorlesung aufzubauen. Die haben für QGIS und ESRI Videos gezeigt: Das ist die Anwendung, hier drauf drücken, das ist das Ergebnis, mach das selber. So habe ich die Tools kennengelernt und konnte es in meine Vorlesung integrieren — das hat mir immens geholfen. Genauso will ich es in der Industrie machen.

Wer soll das Projekt tragen und wann kommt es?

Reinhard: Das Projekt ist noch im Antrag — wir müssen die Skizze schreiben und die Förderung bekommen. Aber die Resonanz aus der Industrie ist groß, wir haben viele ideelle und wirtschaftliche Supporter. Wenn wir gefördert werden, brauchen wir Promovierende, die Lust darauf haben. Die werden in drei bis vier Jahren Promotion das Wissen eines BIM-Managers haben und in der Wirtschaft helfen, die notwendige digitale Disruption voranzutreiben — weil sie ihr Wissen in einer realistischen Umgebung erarbeitet haben.

Sören: Welcher Zeithorizont? Wann können Praktiker mit Antworten auf ihre BIM-Fragen rechnen?

Reinhard: Den Zeithorizont der Fördergeber kenne ich nicht. Ich gehe nicht davon aus, dass wir nächsten Monat anfangen — eher nächstes Jahr. Die Plattform ist die erste Generation und muss ein lebendes Konstrukt sein, mit kontinuierlichen Updates, weil sich Wirtschaft, Anforderungen und Technologien ändern. Danach müssen weitere Forschungsprojekte kommen.

Was ist der ultimative BIM-Anwendungsfall?

Roman: Dein Doktorvater, Professor van Treeck, veranstaltet jedes Jahr in Düsseldorf den Austausch zu BIM in der TGA. Dort kam die Diskussion um CDEs auf, das Common Data Environment, und die Frage nach dem „CDE of CDEs" — einem Datenraum, der alle rund 20 Millionen Gebäude in Deutschland darstellt, verknüpft mit dem GIS-System, sodass wir Infrastruktur und Gebäude für die TGA effizient kühlen, heizen, Strom und Wärmepumpen bedienen können. Ist es denkbar, ein CDE zu schaffen, in das alle Modelle hineinkönnen?

Reinhard: Man muss ja nicht immer alle Daten verfügbar haben, je nachdem, was man betrachtet.Jannick Höper und Sebastian Theißen arbeiten genau an so etwas — ein GIS-System für die Nachhaltigkeitsforschung, in dem man sieht: In diesem Stadtteil sieht es so aus, dort sind die Energiequellen, dieser Energiemix sollte vorherrschen. Von der GIS-Ebene kann man eine Detaillierungsstufe tiefer gehen und schauen, was für ein Gebäude das ist. Damit das funktioniert, ist das Informationsmanagement das Wichtigste — ein standardisiertes Datenmodell, in das alle hineinarbeiten. Da sind wir wieder am Anfang.

Roman: Dr. Bergmann spricht von 20 Millionen Gebäuden in Deutschland; Madaster hat auch Interesse. Siehst du eine Bewegung, dass wir über Madaster oder ähnliche Plattformen in die Richtung kommen?

Reinhard: Die werden ihr eigenes Datenmodell entwickelt haben, das für ihren Anwendungsfall sehr gut ist. Wenn jemand das Wissen zu dieser Anwendungsvielfalt — Nachhaltigkeit — hat, dann sollte man mit denen reden, dazu gehört Madaster.

Roman: Was wäre für dich der ultimative Anwendungsfall, den du am brennendsten entwickelt haben willst?

Reinhard: Das Recyceln von Projekten. Das ist entstanden, weil ich mitDr. Petraus zusammengearbeitet habe, der jetztDigital Building Industries aufbaut. Die nehmen alte Projekte, die in einem standardisierten Datenformat vorliegen, und bringen das Wissen in neue Projekte ein. Wir wissen, diese Projekte sind valide, weil sie so realisiert wurden. Warum müssen wir dann 100 Prozent des Wissens für jedes Projekt neu aufbauen? Raumtypen, Flächentypen oder Gebäudetypen kann man ins neue Projekt mitnehmen — wie oft haben wir Hotels oder Büros gebaut, die von der Grundlage her identisch sind? Da müssen nur 80 Prozent der Daten korrekt sein.

Sören: Wäre es nicht auch ein Ansatz, Gebäudetypen, die wir mehrfach gebaut haben, als Standard-BIM-Modelle vorzuhalten? Ob eine Wand 10 oder 15 Meter lang ist — es bleibt eine Wand. Vielleicht liegen auf so einer Plattform 50 standardisierte Modelle als Arbeitsgrundlage.

Roman: Wie ein Lego-Bausatz: Bei Projekt A würfle ich die Räume so zusammen, bei Projekt B nehme ich sie auseinander und setze sie neu zusammen.

Reinhard: Wir arbeiten ja alle mit dem Baukostenindex — das sieht nicht anders aus.

Roman: Reinhard, Respekt vor deiner Arbeit und deinem Traum. Wir versuchen dir zu helfen, indem wir über den Verein das Projekt finanzieren. Wir sind gerade dabei, die Satzung zu entwickeln — Zweck ist die Förderung von Wissenschaft und Forschung, und dein Projekt steht für mich an Platz eins. Vielen Dank für das tolle Gespräch.