Virtuelle Begehung bei Bauprojekten: So nutzen BIM und 4D-Modelle Planung und Bau effizienter

Virtuelle Begehung bei Bauprojekten: BIM und 4D-Modelle im Einsatz

Stellen Sie sich vor, Sie stehen mitten in Ihrem zukünftigen Haus - noch bevor der erste Stein liegt. Sie sehen, wie das Licht am Nachmittag durch das Wohnzimmer fällt, spüren, ob die Treppen zu steil sind, und erkennen, dass die Lüftungskanäle direkt durch den Küchenblock führen. Das ist keine Science-Fiction. Das ist virtuelle Begehung - und sie wird in Deutschland seit 2023 zum Standard, besonders bei öffentlichen Projekten ab 10 Millionen Euro.

Die Technik basiert auf Building Information Modeling (einer digitalen Methode zur ganzheitlichen Planung von Gebäuden mit allen Daten von Materialien bis zu Zeitplänen). Sie ist nicht einfach ein 3D-Modell, das man von außen dreht. Es ist ein lebendiges Modell, das sagt, welches Material wo verbaut wird, wer es installiert, wann und wie viel es kostet. Und wenn man die vierte Dimension - die Zeit - hinzufügt, wird daraus 4D-BIM (ein BIM-Modell, das den Bauprozess taggenau simuliert).

Wie funktioniert eine virtuelle Begehung wirklich?

Es beginnt mit einem BIM-Modell (ein digitales Abbild des Gebäudes mit geometrischen und nicht-geometrischen Daten). Dieses Modell muss mindestens LOD 300 (Level of Detail - detailliert genug, um Bauteile mit genauen Maßen und Materialien darzustellen) erreichen. Nur dann ist es sinnvoll, in eine VR-Brille zu steigen. Ein Modell mit LOD 200 zeigt nur grobe Umrisse - wie ein Skelett ohne Haut. Das führt zu falschen Eindrücken.

Dann kommt die Software: Plattformen wie Autodesk BIM 360 (eine Cloud-Plattform zur Zusammenarbeit in BIM-Projekten) oder Unity Reflect (ein Tool, das BIM-Daten in Echtzeit in VR umwandelt) konvertieren die IFC-Dateien (ISO 16739:2013) so, dass sie in einer VR-Umgebung laufen. Die Hardware ist nicht billig: Eine Oculus Quest 3 (VR-Brille mit 599 Euro Einstiegspreis, Stand 2023) reicht für kleinere Projekte, aber für professionelle Begehungen braucht man eine HTC Vive Pro 2 (VR-Brille mit 1.299 Euro, Stand 2023) und eine leistungsstarke Workstation - mindestens Intel Core i7-12700, NVIDIA RTX 4070, 32 GB RAM.

Die eigentliche Begehung dauert 45 bis 90 Minuten. Zwei Moderatoren sind Pflicht: einer steuert die Technik, der andere erklärt fachlich. Ein Bauherr sieht nicht nur die Wände - er spürt den Raum. Ein Architekt erkennt, dass die Balkontür zu nah an der Heizung steht. Ein Elektriker merkt, dass das Kabelrohr durch den Träger führt. Und das alles, bevor der Beton gegossen wird.

Warum ist 4D-BIM so viel mehr als nur 3D?

Ein 3D-Modell zeigt, wie das Gebäude aussieht. Ein 4D-BIM-Modell zeigt, wie es entsteht. Dazu wird der Bauplan - etwa aus Primavera P6 (Projektmanagement-Software für Bauprojekte) - mit dem 3D-Modell verknüpft. Jeder Bauschritt wird zur Animation: Montag, 8 Uhr - Fundament wird betoniert. Dienstag, 14 Uhr - Stahlträger werden angehoben. Mittwoch, 10 Uhr - Fenster werden eingesetzt.

Das hat zwei große Vorteile. Erstens: Kollisionen zwischen Gewerken werden sichtbar. In einem Projekt am Köln Hauptbahnhof (Großprojekt mit virtueller Begehung im Jahr 2022) wurden 17 Kollisionen zwischen Stahltragwerken und Lüftungskanälen entdeckt - und das, bevor ein Schraube gedreht wurde. Die Nacharbeiten wurden um 220.000 Euro reduziert.

Zweitens: Die Bauabläufe werden realistischer geplant. Ein Generalunternehmer sieht, wann die Betoniermaschine wo steht, ob der Kran Platz hat, ob die Baustellenlogistik klappt. Kein mehrstündiges Meeting mit Plänen, die keiner versteht. Nur eine virtuelle Tour, die zeigt: Ja, das funktioniert. Oder: Nein, hier blockiert sich alles.

VR vs. AR: Was ist besser?

Manche sagen: Warum eine teure VR-Brille? Ich kann doch mit einem iPad die Baustelle abscannen. Das ist Augmented Reality (digitale Modelle, die über die reale Welt gelegt werden). Und ja, es funktioniert. Mit einem Apple iPad Pro (Tablet mit LiDAR-Sensor, ab 1.099 Euro) und der App SketchUp Viewer (Mobile Lösung für BIM-Modelle) kann man ein Modell auf die Baustelle legen. Aber die Genauigkeit ist nur bei 58 Prozent - laut Scanscape 2023. Das reicht für eine grobe Orientierung, nicht für eine Entscheidung über Rohrleitungen oder Tragwerke.

VR hingegen ist immersiv. Es gibt kein Außen mehr. Der Benutzer ist im Modell. Die Raumproportionen werden 73 Prozent genauer wahrgenommen als mit 2D-Plänen, wie eine Umfrage von Letsbuild zeigt. Fehler werden 65 Prozent häufiger entdeckt. Die Investition in VR lohnt sich - aber nur, wenn man sie richtig einsetzt.

Was schlägt fehl? Die häufigsten Probleme

Nicht jedes Projekt läuft glatt. Die größte Falle: unvollständige Daten. Dr. Lena Schmidt von NUPIS sagt: „Ohne standardisierte Meta-Daten in BIM-Objekten ist die VR-Begehung nur eine leere Hülle.“ In 43 Prozent der Fälle fehlen Herstellerangaben - Material, Brandklasse, Wärmedämmung. Das macht die Begehung sinnlos. Ein Fenster sieht gut aus - aber ist es schallgedämmt? Kann es die Last tragen? Das weiß man nicht.

Ein weiteres Problem: Hardware. Die Oculus Quest 3 überhitzt nach 90 Minuten. Die Ladezeiten bei Modellen über 500 MB sind langsam. Unity Reflect hat 4,2 Sterne auf Trustpilot - aber 32 Prozent der Nutzer klagen über Verzögerungen.

Und dann ist da noch die „VR-Blindheit“. Prof. Thomas Hauke von der TU Dresden warnt: Nach 45 Minuten im Headset sinkt die Fehlererkennungsrate um 28 Prozent. Die Augen müde, der Geist abgelenkt. Deshalb: kurze Sessions, Pausen, nicht mehr als zwei pro Tag.

Und bei Altbauten? Das ist die größte Herausforderung. Laserscans von alten Mauern sind oft ungenau. Ein Nutzer auf Bausachverstaendiger.de schreibt: „Die virtuelle Begehung zeigte ein Zimmer mit 3,80 Meter Deckenhöhe - in Wirklichkeit war es 2,90 Meter. Die VR-Modelle waren falsch skaliert.“

Wer nutzt es schon? Wer nicht?

Die großen Akteure sind schon dabei. Laut ifo Institut nutzen 68 Prozent der Architekturbüros mit mehr als 20 Mitarbeitern virtuelle Begehungen. Bei Kleinunternehmen mit weniger als fünf Leuten sind es nur 22 Prozent. Der Grund? Die Kosten. Eine VR-Workstation kostet mindestens 3.500 Euro. Die Schulung für Moderatoren: 80 Stunden. Die Softwarelizenzen: tausende Euro im Jahr.

Die öffentliche Hand treibt die Entwicklung voran. Ab 2025 ist BIM für alle Bundesbauprojekte verpflichtend. Die Bundesarchitektenkammer fordert virtuelle Begehungen ab 10 Millionen Euro Projektvolumen. Und das macht den Unterschied. Wo Geld fließt, kommt die Technik. In der Privatwirtschaft zögern viele noch.

Der Markt ist aber im Aufwind. Der globale BIM-Softwaremarkt wächst jährlich um 14,7 Prozent. Autodesk hat 38 Prozent Marktanteil, Nemetschek 29, Bentley 18. Aber es gibt ein großes Problem: 54 Prozent der Projekte leiden unter inkompatiblen Modellen. Ein Architekt nutzt Revit, ein Statiker Navisworks, ein Installateur eine andere Software. Die Daten passen nicht zusammen. Das ist der größte Hemmschuh - nicht die Technik, sondern die Kommunikation.

Was kommt als Nächstes?

Die Zukunft heißt Mixed Reality. Microsoft arbeitet an der HoloLens 3 (Mixed-Reality-Brille mit Launch 2025). Sie wird digitale Modelle direkt auf die Baustelle legen - ohne Brille, die alles abschirmt. Der Maurer sieht, wo die Rohre verlaufen, während er den Putz aufträgt. Der Elektriker sieht die Kabelverläufe, während er die Leitungen zieht. Das ist nicht mehr Simulation. Das ist Echtzeit-Koordination.

Und KI wird mitmischen. Hyperioncode hat im September 2023 eine Beta gestartet, die bei Kollisionen automatisch drei Lösungsvorschläge generiert. Ein System, das nicht nur sagt: „Hier kollidiert etwas.“ Sondern: „Hier kannst du die Leitung 15 cm nach rechts versetzen, oder den Träger verkleinern, oder die Wand dünner machen.“

Die EU-Gebäudeeffizienzrichtlinie verlangt ab 2024, dass IoT-Sensoren in öffentlichen Gebäuden über 1.000 m² Daten an den digitalen Zwilling senden - Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Energieverbrauch. Das macht aus der virtuellen Begehung ein lebendiges, sich selbst aktualisierendes Modell. Nicht nur vor dem Bau. Auch während des Betriebs.

Was müssen Sie jetzt tun?

Wenn Sie ein Projekt planen - egal ob privat oder öffentlich - dann fragen Sie: Haben wir ein BIM-Modell mit LOD 300? Sind die Herstellerdaten drin? Ist es 4D-fähig? Wer führt die virtuelle Begehung durch? Hat der Moderator eine Zertifizierung von BuildingSMART Deutschland?

Vermeiden Sie es, mit 2D-Plänen zu arbeiten. Die Zeiten sind vorbei. Ein Bauherr, der einmal in VR war, will nie wieder auf ein Blatt Papier zurück. 89 Prozent der Bauherren sagen das, laut einer TU Berlin Studie von 2023.

Und wenn Sie klein sind? Dann fangen Sie mit AR an. Mit einem iPad und einem einfachen Modell. Lernen Sie, wie man Daten verknüpft. Machen Sie eine Begehung mit einem Nachbarn. Probieren Sie es aus. Die Technik ist nicht mehr nur für Großprojekte. Sie wird immer zugänglicher. Und wer heute nicht anfängt, verpasst den nächsten Schritt - nicht nur der Technik, sondern der Kommunikation.