Ernst & Sohn Sonderheft BIM Building Information Modeling 2014 by Ernst & Sohn

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BIM – Building Information Modeling

– BIM in Nachbarländern – BIM in der Ausbildung – BIM im Diskurs – BIM im Ingenieurbau – BIM in Architektur und TGA – BIM in Bauunternehmen – BIM und die Hersteller – BIM und AVA – BIM und die BAU IT – und das BIM-Glossar 2014

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Editorial

Die gesamte deutsche Bauwirtschaft steht vor einem Paradigmenwechsel

Im November 2013 erschien das erste BIM-Special des Verlages Ernst & Sohn. Die überaus positive Resonanz und die Tatsache, dass die Erstausgabe innerhalb weniger Wochen vergriffen war, führte konsequenterweise zu der Entscheidung, das Thema weiter zu begleiten und das nun vorliegende 2. BIM Special herauszugeben. „BIM“ (Building Information Modeling) ist mehr denn je das beherrschende Thema der gesamten Baubranche. Auch intime Kenner der Branche müssen vermutlich lange zurückdenken, wann sich das gesamte Bauwesen zuletzt mit einem Thema so intensiv auseinander gesetzt hat, wie derzeit mit BIM. Aber dafür gibt es gute und vor allem auch rationale Gründe, denn die gesamte deutsche Bauwirtschaft steht vor einem Paradigmenwechsel. Die Produktivität, Effizienz, sowie die Qualität und nicht zuletzt auch die Nachhaltigkeit von Bauwerken muss erhöht werden. Bauprojekte erreichen eine immer höhere Komplexität und gleichzeitig gilt es die LifeCycle-Kosten, Durchlaufzeiten und Mängel zu verringern. Es geht also darum, künftig alle Prozesse des Planens und Bauens planungsund ausführungssicherer zu gestalten und darüber hinaus transparenter sowie informationstechnisch zukunftssicherer zu gestalten. Hier ist BIM die einzige Arbeitsweise (und auch die einzige Technologie), die bei der Umsetzung dieser Verbesserungen und Anforderungen unterstützen kann. Die BIM-Implementierung ist rein technologisch gesehen inzwischen weit voran geschritten. Und in unserem internationalen Umfeld ist in den letzten Jahren eine erhebliche Anzahl von Projekten mit BIM umgesetzt und dokumentiert worden. Doch nimmt Deutschland nach wie vor bei der Umsetzung noch eine untergeordnete Rolle ein; aber es ist festzustellen, dass der internationale UmsetzungsProzess seit längerer Zeit interessiert beobachtet wird. Mittlerweile gibt es jedoch viele Aktivitäten, die eine möglichst rasche und flächendeckende Durchsetzung von BIM in Deutschland unterstützen sollen. So wurde z. B. im Mai diesen Jahres vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) ein BIM-Leitfaden herausgegeben, der das Ergebnis eines Forschungsauftrages aus dem Programm „ZukunftBAU“ ist und auf über 100 Seiten Planer, Architekten und Bauherren über die neuen Wege im digitalen Projektmanagement von Bauvorhaben infor-

miert. Die VDI-Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik, hat Ende 2013 einen Koordinierungskreis „BIM“ initiiert, dessen Ziel die Entwicklung von Richtlinienprojekten zur Schaffung eines normativen Rahmens für die Anwendung von BIM ist. Die kurz- und mittelfristigen Aufgaben wurden bereits konkretisiert und entsprechende Arbeitsgruppen ins Leben gerufen. Im letzten September stellte der DIN seine geplanten Normungsaktivitäten zum Thema BIM vor. Es ist davon auszugehen, dass Normen zu BIM in absehbarer Zeit über „CEN“ (Europäisches Komitee für Normung) Eingang in das deutschen Normenwerk finden werden. Daher ist es wichtig, dass die deutsche Meinung in diese Gremien  fachkompetent und zeitnah eingebracht wird. Nicht zuletzt soll die Gründung einer Gesellschaft „Bauen Digital GmbH“, die Einführung von BIM in Deutschland voranbringen. Initiatoren sind der Hauptverband der deutschen Bauindustrie, der Verband beratender Ingenieure und der BuildingSMART e.V. Ziel dieser Gesellschaft ist die Entwicklung und Förderung der Digitalisierung der Wertschöpfungskette Planen, Bauen und Betreiben, unter Einbindung möglichst vieler relevanter Verbände und Unternehmen aus dem Bauwesen. Wünschenswert wäre bei all diesen Aktivitäten, dass die unterschiedlichen Akteure ihre Initiativen und Aktivitäten untereinander abstimmen und sich gegenseitig unterstützen. So kann das angestrebte Ziel, den deutschen BIMRückstand aufzuholen, erreicht werden.

Michael Fritz Geschäftsführer BVBS e.V. Bundesverband Bausoftware e.V. Weitere Informationen: Bundesverband Bausoftware e.V., Schwarzer Weg 16, 29227 Celle Tel. (05141) 9933050 michael.fritz@bvbs.de, www.bvbs.de

Ernst & Sohn Special 2014 · BIM – Building Information Modeling

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Inhalt

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BIM – Building Information Modeling Bahá’í Temple of South America Nach langjähriger Vorplanung entsteht derzeit in Chile ein weiterer „Tempel des Lichts“ der monotheistischen Bahá’í-Religionsgemeinschaft. Weltweit exisiteren dann acht „Häuser der Andacht“ des Bahaitums. In einem für BIM beispielhaften Zusammenspiel wurde das 3D-Modell des Tempels in Rhinoceros erstellt und anschließend an RSTAB und RFEM zur statischen Berechnung und Optimierung übergeben (siehe Bericht S. 68 f.). (Screenshot: Dlubal Software GmbH, www.dlubal.de)

– BIM in Nachbarländern – BIM in der Ausbildung – BIM im Diskurs – BIM im Ingenierbau – BIM in Architektur und TGA – BIM in Bauunternehmen – BIM und die Hersteller – BIM und AVA – BIM und die BAU IT – und das BIM-Glossar 2014

Special 2014 BIM – Building Information Modeling

EDITORIAL 03

Michael Fritz Die gesamte deutsche Bauwirtschaft steht vor einem Paradigmenwechsel

BIM IN NACHBARLÄNDERN 06

Andreas Kohlhaas BIM diesseits HOAI und geistigem Eigentum

Glan Clywd Hospital: der reibungslose Einstieg in BIM

Odilo Schoch Einblicke in die Krankenhausplanung mit BIM in Skandinavien

Jens Bredehorn, Marc Heinz, Jean Luc Perrin “Begin with the End in Mind”

BIM IN DER AUSBILDUNG 25 31

Wolfgang Huhnt, Bernold Kraft BIM: Ein Thema für die Lehre an Universitäten BIM Ready! – Standardisiertes Ausbildungskonzept für die nachhaltige BIM-Einführung im Planungsbüro

BIM IM DISKURS

Ernst & Sohn Special 2014 BIM – Building Information Modeling A61029 Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG Rotherstraße 21 D-10245 Berlin Telefon: (030) 4 70 31-200 Fax: (030) 4 70 31-270 info@ernst-und-sohn.de www.ernst-und-sohn.de

Philipp Dohmen BIM ist ein Verhaltensänderungsprogramm

Andres Garcia Damjanov No risk – no business

Dietmar Bernert BIM-Implementierung im Unternehmen

Johannes Lunz, Stevica Milentijevic Mit Projektdienstleistung vom Wettbewerb abgrenzen

Uwe Wassermann BIM – Die Digitalisierung der Großbauprojekte setzt sich durch

Jochen Hanff BIM in der Praxis – dargestellt an ausgewählten Anwendungsfällen

Holger Kreienbrink BIM und Cloud – BIM in der Cloud

D. Krahnert, J. Turoczi, P. Vogel, F. Wohlfarth Die Nutzung von BIM im Planungsprozess – Chancen und Herausforderungen

Johannes Reischböck BIM-Objekte und was dahinter steckt

Jürgen Koggelmann BIM-Strategie für Deutschland, ein Jahr später

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Inhalt

BIM IM INGENIEURBAU 068

BIM in der Tragwerksplanung

071

Frank Deinzer, Armin Dariz Vom 3D-Modell zum 2D-Bewehrungsplan

076

Jakob Przybylo Welche Faktoren bestimmen die Softwarewahl?

079

Helmut Wrede BIM ist jeder ... darum muss BIM offen sein

083

Achim Warkotsch, Frank Kocher BIM im Tiefbau

086

Werner Maresch Planen heißt das Bauen vorwegnehmen

088

Wolf-Dietrich Denk Zeichen für Mobilität

090

Gerd Maurer Integral geplant – mit BIM

094

In Raum und Zeit – Asta Powerproject holt BIM in die vierte Dimension

095

Multimodell verzahnt Planungsabläufe

BIM IN ARCHITEKTUR UND TGA 096

Daniel Bittrich BIM, die Elefanten im Züricher Zoo und eine nie zuvor gebaute Dachkonstruktion

101

Michael Kirchgessner Der Architekt als Generalist per se

104

Jiri Hietanen Die Architektin, der ziemlich lockere IFC-Standard und simplebim

106

Matthias Kieltyka Die Branche wächst zusammen

BIM IN BAUUNTERNEHMEN 109

Maja Bauer BIM-Pionier im Mittelstand

114

Hauke Deckarm, Tilo Nemuth Zukunftsszenario: Digitale Integration der Vorproduktion

BIM UND DIE HERSTELLER 119

Oliver Geibig, Oliver Glockner BIM als ganzheitlicher Ansatz in allen Projektphasen

122

3D-Laserscanner unterstützen BIM-Prozess

123

Neue CAD-Bibliothek in 2D-, 3D- und BIM-kompatiblen Formaten

BIM UND AVA 124

NEVARIS AVA & Bausoftware mit ice BIM-Technologie

125

Roswitha Schneider-Sorger ORCA AVA 2014 mit IFC-Mengenübernahme

127

AVA in 3D – hohe Kosten-, Planungs- und Terminsicherheit

BIM UND DIE BAU IT – UND DAS BIM-GLOSSAR 2014 130

BAU IT im Rahmen der BAU 2015

131

Jens Bredehorn, Marc Heinz BIM-Glossar – Akronyme und Definitionen

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Impressum

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BIM in Nachbarländern

BIM diesseits HOAI und geistigem Eigentum Ein Blick auf die BIM-Praxis von Planern und Architekten in unseren Nachbarländern Deutschland tut sich schwer mit BIM. Argumente wie „Planungsqualität“, „Termintreue“ und „Kostenreduktion“ sind jedem sofort zugänglich. Doch sie werden sofort mit Fragen danach ausgehebelt, wem denn das gemeinsam erarbeitete 3DModell gehöre; wer denn für die zusätzlichen Leistungen bei der detaillierten Modellierung aufkomme und wie es sich mit dem geistigen Eigentum der Planer sowie besonders der Architekten an dem 3D-Modell verhalte, zu dem schließlich alle am BIMProzess Beteiligten Zugriff haben sollen. – Sind derlei Fragen typisch deutsch? Angesichts der vielen, teils überschwänglichen Meldungen von erfolgreichen BIM-Projekten und staatlichen BIM-Regulativen aus dem Ausland, liegt der Gedanke nahe, die Praxis der Architekten im angrenzenden Ausland näher anzuschauen. Dieser Bericht beruht auf persönlichen Interviews einer zufälligen Auswahl von Architekturbüros, die bereits mit BIM planen und mit Ihren Partnern Daten austauschen. Die Auswahl, Erkenntnisse und möglichen Schlussfolgerungen erheben keinen wissenschaftlichen Anspruch und sind einer rein subjektiven Momentaufnahme vergleichbar, um kleineren und mittleren Planungsbüros eine Vorstellung für den Einstieg in die BIM-Planungspraxis und Methode zu geben. Nicht nur die großen deutschen Bauunternehmen, die mit Modell-Integrationen in den letzten Planungsphasen einen teilweisen Closed BIM- und Open BIM-Ansatz verfolgen, sondern auch mittelgroße Baufirmen statten sich derzeit

massiv mit BIM-Werkzeugen aus. Verständlicherweise haben Firmen mit industrieller Element-Vorfertigung den größten Nutzen an einer abgestimmten Planung und somit auch die Vorreiterrolle im Einsatz von BIM. Die entscheidende Rolle des BIM-Verantwortlichen, der die Modelle aus verschiedenen Gewerken zusammenführt, prüft, fortführt und in Projektbesprechungen moderiert, ist indes in Deutschland noch nicht definiert und vergeben. Gerade Architekturbüros wären für diese Rolle prädestiniert, da sie über den kompletten Planungs- und Konstruktionszyklus eines Gebäudes in alle Prozesse involviert sind und auch zu Umgestal- Die letzten zehn Jahre haben gezeigt, dass tungen von im Betrieb die Bereitstellung von standardisierten befindlichen Gebäuden Schnittstellen (IFC ISO 16739) durch die hinzugezogen werden. Software-Anbieter und deren Bemühungen, Die letzten zehn Jahre den Datenaustausch zwischen den Plahaben gezeigt, dass die nungsgruppen zu proklamieren, nicht zu einer Veränderung der Ausbildungs- und Bereitstellung von stanPlanungsprozesse im Inland geführt haben. dardisierten Schnittstellen (IFC ISO 16739) durch die Software-Anbieter und deren Bemühungen, den Datenaustausch zwischen den Planungsgruppen zu proklamieren, nicht zu einer Veränderung der Ausbildungs- und Planungsprozesse im Inland geführt haben. Was also bewegt unsere Nachbarn und was ist dran, an den motivierenden und warnenden Status-Meldungen aus dem Ausland?

Bild 1. BIG - Bjarge Ingels Group, Dänemark: Amager Resource Center, Kopenhagen – Das avantgardistische Projekt eines Müllverbrennungskraftwerks (60MW, Fertigstellung in 2017), das gleichzeitig als innerstädtische Ski-Piste im Winter Kopenhagens Freizeitanspruch mit effizienter Energiegewinnung ausschließlich aus Restmüll verbindet

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BIM in Nachbarländern

Bild 2 + 3. Juul Frost Arkitekter, Dänemark: Örebro Universität Business School (Schweden) …

Dänemark Die dänische Behörde für Unternehmensentwicklung und Bau (Danish Enterprise and Construction Authority) hat die Digital Construction Initiative ins Leben gerufen. Diese Initiative ist ein Teil des staatlichen dänischen Arbeitspaketes „Wettbewerb“, „Will to Grow“, aus dem Jahr 2002 auf Basis einer Finanzierung von ca. 20 Mio. DKK (ca. 2,7 Mio. €). Die Entwicklung und Einführung war für 3 Jahre vorgesehen und resultierte im Jahr 2006 in einer ersten Richtlinie. Diese bindende Vorgabe beinhaltet, dass alle Dokumente, die zu dem Bau des Gebäudes benötigt werden (Bauakte), über das WEB verfügbar und auszutauschen sind; dazu muss ein effizienter Austausch und Zugriff der Projektbeteiligten gewährleistet sein. Digitale Zeichnungen sind druckfähig für das Format DIN A3 vorzuhalten. In Wettbewerben für öffentliche Gebäude besteht bis zu einer Bausumme von 40 Mio. DKK eine Empfehlung und darüber hinaus die Pflicht der Erstellung eines 3D-Gebäudemodells mit speziellen Eigenschaften für Simulationen und Prüfungen. Für die Ausführungsplanung und Ausschreibungen besteht dieselbe Regelung, jedoch ist hier das Datenformat IFC als Standard im Austausch mit den Baufirmen definiert worden. Mit der EinDa Architekturbüros und Bauunternehmer führung einer eigenen die Vorteile der BIM-Methode erkannt und dänischen Klassifikaverifiziert haben, werden aktiver IFC-Dation (Danish Constructenaustausch und die neuen Projektmation Classification) im nagement-Methoden auch in nichtöffentJahr 2009 wurde ein lichen Projekten zunehmend eingesetzt und einheitlicher nationaler mittlerweile auch von privaten Investoren Weg zur Massenbestimgefordert. mung und Kostenanalyse beschritten. In den ersten Jahren nach der verbindlichen Einführung der Vorgabe im Jahr 2006 wurden einige der straffen Kriterien gelockert und einer Abstimmung unter den Projektbeteiligten übertragen; an den Grundsätzen der digitalen Verfügbarkeit und Datenübergabe im IFC-Format wurde unterdessen festgehalten. In der heutigen Praxis Dänemarks dienen die IFCGebäudemodelle in Wettbewerben der besseren Vergleich-

barkeit und Überprüfung des geforderten Raumkonzeptes öffentlicher Auftraggeber (IfcZone Objekte müssen also korrekt und vorhanden sein). Außerdem decken digitale Gebäudemodelle viel schneller und effizienter Designdefizite auf und verhindern so, dass wesentliche Anforderungen an das Gebäude im Entwurf nicht ausreichend Berücksichtigung finden. Der Umfang der behördlichen Richtlinie zum Datenaustausch umfasst im Gegensatz zur ersten Version mittlerweile nur noch pragmatische 3 bis 4 Beschreibungsseiten. Da Architekturbüros und Bauunternehmer die Vorteile der BIM-Methode erkannt und verifiziert haben, werden aktiver IFC-Datenaustausch und die neuen Projektmanagement-Methoden auch in nichtöffentlichen Projekten zunehmend eingesetzt und mittlerweile auch von privaten Investoren gefordert. Die Gemeinsamkeiten der besuchten Architekturbüros sind schnell zusammengefasst: Sie alle haben Mitarbeiter in der Rolle der BIM-Manager, die nach Ihrer Ausbildung befragt, „Training on the Job“ oder „Eigeninitiative“ angaben. Traditionell haben alle Büros zunächst mit Rhino als 3D-Werkzeug zur Entwicklung des Baukörpers und mit AutoCAD für die Ausführungsplanung in 2D angefangen. Das entspricht auch heute noch der traditionellen Arbeitsweise und Architekturausbildung an dänischen Universitäten und Fachhochschulen. Von hieraus ist die Transition eines Architekturbüros in die BIM-Welt ein größerer Sprung, der häufig durch zwei konträre Ansätze in 2 bis 4 Jahren vollzogen wird. Der harte Schnitt, die 2D-Werkzeuge durch „3D-BIMAuthoring-Software“ mit Schulung kurzfristig und unwiederbringlich zu ersetzen, wird selten beschritten. Mit einer Auswahl freiwilliger und motivierter Mitarbeiter den BIMAnsatz zu beschreiten, können sich aber auch nur größere Büros leisten, da sonst das ganze Team eine bestimmte Zeit in einer heterogen 3D-/2D-Welt lebt und teilweise bei Multiprojektbeanspruchungen zwischen beiden Paradigmen – verbunden mit nachvollziehbaren Komplikationen – wechseln muss. Aus der täglichen Praxis der BIM-Manager ist ein sehr pragmatischer Ansatz zu spüren, der sich in Abbau der Hemmschwellen zur 3D-Modellierung, Benutzung gemeinsamer Vorlagen (BIM-Templates) zur Arbeits-

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Revit als Modellierungswerkzeug Einsatz. Für die Zukunft in Kopenhagen ist die Einführung des Solibri Model Checker zur Erhöhung der Modellqualität in nationalen BIMKriterien geplant. Von insgesamt 120 Mitarbeitern arbeitet zurzeit eine engagierte Taskforce von 20 mit BIM. Dieser Schritt war eine Management-Entscheidung, um in der nationalen Entwicklung Dänemarks auch für öffentliche Bauvorhaben gerüstet zu sein.

Juul Frost Arkitekter, Kopenhagen, Malmö Bild 4. Juul Frost Arkitekter, Dänemark: … mit einem Auditorium für 500 Personen und vielfältigen Verwendungsmöglichkeiten als Treffpunkt und zur Kommunikation

erleichterung und Standardisierung bei hoher Präsenz des Inhouse-BIM-Supports äußert.

BIG – Bjarge Ingels Group, Kopenhagen, New York, Beijing BIG ist eine große, international agierende Architekturfirma, die Ihren Fokus auf Konzepten und Wettbewerben hat. Für BIG steht die Freiheit des Designs im Vordergrund. Jakob Andreassen, BIM-Manager, bringt seine achtjährige Erfahrung im Umgang mit 3D-CAD-Werkzeugen ein, um bei BIG in Kopenhagen BIM als Methode einzuführen. In einer schrittweisen Implementierung von zwei Jahren wurden zunächst vier BIM-Projekte mit Revit und jetzt ebenfalls vier BIM-Projekte mit ArchiCAD umgesetzt. Gerade mit ArchiCAD hat man jetzt einen effizienten Arbeitsablauf entwickelt, erste Designstudien aus Rhino zu übernehmen und in das „BIM-Milieu“ zu integrieren. Jakob Andreassen sieht einen großen Vorteil in der Ableitbarkeit aller Zeichnungen aus dem einen 3D-Gebäudemodell, das zusätzlich auch als Informationsträger dient. Als weitere Vorteile der Einführung von BIM sieht man die eigene Qualitätssicherung der Modellierung und eine bessere Zusammenarbeit mit Ingenieuren, die hauptsächlich mit Statikern realisiert wird. Dabei wird das Architekturmodell nach dem Import der Tragwerksplanung in ArchiCAD dieser angepasst. Im internationalen Geschäft findet

Der internationale und ganzheitliche Ansatz, den Juul Frost Arkitekter bei allen Projekten seit 20 Jahren als eigenen Anspruch durchsetzt, zeigt sich in den vier Entwicklungsbereichen des Büros; Stadt, Raum und Landschaft – Campus – Gebäude und Struktur – Forschung und Kommunikation. Das 35 Mitarbeiter umfassende Architekturbüro arbeitet seit einer langen Übergangszeit von 2006 (Strategische Entscheidung) bis 2011 (Erreichen der „Kritischen BIMMasse“) jetzt ausschließlich in BIM. Das selbst entwickelte CAD/BIM-Handbuch ist die Basis für die digitale Zusammenarbeit. Neue Mitarbeiter erhalten einen eintätigen BIM-Kurs und werden durch Training on the Job ausgebildet, so Morten Bilde, BIM-Manager bei Juul Frost. Neben ihm stehen zwei BIM-Supporter und ein BIM-Koordinator den anderen Mitarbeitern bei allen technischen und ablaufrelevanten Fragen zur Verfügung. Morten Bilde sieht den großen Vorzug der BIM-Werkzeuge und -Prozesse in der Möglichkeit, nun freigewordene Ressourcen für den kreativen Prozess nutzen zu können. Hausintern werden ArchiCAD zur Modellierung und Solibri Model Checker (SMC) zur Qualitätskontrolle und zum Führen des Gesamtmodells eingesetzt. Die Überprüfung der Modelle in SMC mit schwedischen Regelsätzen hilft bei der Einhaltung der schwedischen BIM-Regularien in zwei aktuellen Projekten der Örebro University (Business School und Campus Square) westlich Stockholms. Die internationale und fachübergreifende digitale Zusammenarbeit von der ersten Skizze über die Entwurfsund Ausführungsplanung bis in das Facility Management wird mit BIM-Technologie umgesetzt. Die externen Ingenieurbüros und der Generalunternehmer arbeiten mit AutoCAD MEP, Revit Structure, Tekla und MagiCAD und

Bild 5 + 6. Coady Partnership Architects, Irland: 5) Raumkonzept mit Möblierung … 6) … und Integration der Haustechnik

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nutzen das IFC-Datenformat in einer ausgebauten Open BIM Konstellation. In der engen Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten in virtuellen und – wann immer möglich – auch persönlichen Projekttreffen spielt die gegenseitige persönliche Akzeptanz und der wöchentliche Dateiaustausch auch mit BCF-Dateien (BIM Collaboration File) zur Beschreibung von offenen Fragen und Konflikten in dem gemeinsamen Modell eine wesentliche Rolle. Neben Skype sind web-basierte Projekträume obligatorisch und für alle Abstimmungen unverzichtbar, unabhängig von den staatlichen Regelungen Dänemarks oder Schwedens.

Irland In Irland gibt es – soweit bekannt – keine staatlichen oder institutionellen BIM-Initiativen oder Richtlinien. Die räumliche Nähe zu Großbritannien (UK), das im Juni 2011 eine staatliche BIM-Strategie COBie veröffentlich hat, beeinflusst irische Architekten nachhaltig. Die Senatsinitiative COBie sieht in der zweiten Phase ab 2016, neben dem digitalen Austausch aller Baudokumente, den 3D-BIMDatenaustausch vor. Dazu steht im Vereinigten Königreich eine eigene Bauteil- und Baustoff-Klassifikation (NBS, National Building Specification) zur Verfügung.

Coady Partnership Architects, Dubin CPA ist ein designorientiertes Büro, spezialisiert auf Schulund Bildungsbau, Bürobau sowie Wohn- und Gesundheits-

bau. Die Hauptstärken des vor 26 Jahren gegründeten Büros mit 35 Architekten und Technikern liegen in der Kombination städtebaulicher Anbindung, dem Entwurfsdesign und der Integration komplexer Technik für den öffentlichen und privaten Sektor. CPA ist Mitglied der Perspective Group, eines europäischen Architektur Netzwerks, das in zehn Ländern agiert. Zurzeit kooperiert CPA mit Partnern in Antwerpen an den Entwürfen zu vier Schulen in Belgien. Als zentrales Werkzeug dient Revit in einem Closed BIM Ansatz, d.h. es werden nur Daten mit externen Partnern ausgetauscht, sofern diese – wie viele Bauunternehmer – ebenfalls Revit einsetzen. CPA arbeitet regelkonform zu der UK-Spezifikation PAS 1192-2 (COBie). Der Austausch mit anderen Architekten und Ingenieuren wird auf BIM Level 2 durchgeführt. Dieser umfasst das Raumkonzept, die Statik- und Tragwerksplanung, die z. T. sehr komplexe Haustechnik, die Möblierung und den Umgebungsplan. Tomás Sexton, einer von drei CPA Direktoren, beschreibt die Detailtiefe des fortgeschrittenen BIM-Modells im Model Definition Level 4 so: „Dieses geometrisch absolut korrekte Modell beinhaltet alle zuvor koordinierten Designinformationen (aller Disziplinen) um das Gebäude ausschreiben und errichten zu können. Das BIM-Modell wird zwischen den Ingenieuren und Beratern ausgetauscht, um die Anforderungen zu koordinieren. Außerdem wird dieses Gebäudeinformationsmodell zur Überprüfung der Einhaltung der staatlichen, regulativen Anforderungen, sowie bei Treffen mit den Auftraggebern zum Abgleich genutzt. Zu dem ermöglichen abgeleitete fotorealistische 3D-

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BIM in Nachbarländern

Bild 7. Coady Partnership Architects, Irland: CERC – Clinical Education Reasearch Centre, Fläche: 3.480 m2, Ausstattung: Hörsäle, Lehrräume, Labore, Büros…, BIM Level 2

In den nicht Design-Build-Projekten werden die Kostenkontrolle und notwendigen Ausschreibungen ohne BIM, d.h. traditionell durch spezialisierte externe Büros übernommen. Die Direktoren der CPA haben während der Finanzkrise 2008/2009 signifikant in BIM-Werkzeuge und -Methoden investiert. Ein Drittel der Belegschaft arbeitet heute täglich mit Revit; eine Person ist ausschließlich für die Kollisionskontrolle in Navisworks und 2D/3D-Foto-Rendering zuständig. Als Projektraum zum Datenaustausch über das WEB dient die Autodesk 360 Cloud-Lösung. Den großen Vorteil der BIM-Methode sieht Tomás Sexton „in der Effizienzsteigerung aller Prozesse, der deutlich höheren Qualität der Architekturmodelle und des komplett koordinierten Informationsflusses. Das kommt der Kostenreduktion auf der Baustelle zugute.“

Niederlande Bilder zusammen mit 2D-Grundrissen den Kunden tiefere Einblicke in den Designprozess und Entscheidungen aufgrund besserer Informationslage. Die Bauunternehmen wiederum reichern das BIM-Modell der Ausführungsplanung mit Informationen über die verwendeten Produkte und Systeme sowie die komplette Gebäudetechnik zum „as-built“ BIM-Modell an. In der im angloamerikanischen Raum häufig gewählten Design-Build-Methode wird mit den Entwurfs- und Bauleistungen ein Unternehmer als Vertragspartner beauftragt. Design-Build beantwortet dabei den Kundenwunsch nach einer Verantwortlichkeit verbunden mit Risiko- und Kostenreduktion. Andererseits gehen Architekt und Bauunternehmung eine viel engere Kooperation im Sinne des Datenaustausches und des Projektmanagements ein. CPA verfügt über weitreichende Erfahrungen als Projektpartner für Architekturleistungen, die direkt von den Bauunternehmen beauftragt werden. Die beauftragende Behörde überträgt damit Entwurfs- und Projektrisiken auf den Auftragnehmer, der alle Projektkosten steuert und kontrolliert. Die BIM-Modelle werden nicht nur in der Entwurfsphase ausgetauscht, sondern unterstützen auch den Konstruktionsprozess.

Die regen BIM-Aktivitäten des Forschungsinstituts TNO und der TU Delft der letzten zehn und mehr Jahre haben vielfältige Forschungsansätze, Open Source Projekte und eine vitale BIM-Gemeinschaft gefördert. Seit dem Jahre 2011 existiert auch in den Niederlanden eine staatliche Verordnung, die Rgd BIM Norm. Die Umsetzung dieser Norm ist zwingend nur in öffentlichen PPP-Projekten (Public Private Partnership) erforderlich, sofern diese mindestens die Bereiche Planung, Bau und Wartung (DBM, Design-BuildMaintain und DBFMO, DB Finance-Maintain-Operate) umfassen. Dieses BIM-Vorgehen ermöglicht eine standardisierte Kontrolle der privatwirtschaftlichen PPP-Vertragspartner, unterstützt die Verfügbarkeit der Infrastrukturgebäude und die leistungsbezogene Bezahlung der Firmen. Gleichwohl ist der Datenaustausch mit IFC-Dateien und der Einsatz von BIM-Methoden für alle öffentlichen Bauvorhaben empfohlen. Die internationale Ausrichtung vieler niederländischer Architekten bedingt jedoch besondere Formen der Zusammenarbeit und Dokumentation, sodass sich die häufige Anwendung von BIM bei Großprojekten automatisch ergibt. Trotzdem ist BIM, wie in den Ländern zuvor, noch kein

Bild 8. Quadrant Architecten, Niederlande: Fundering

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BIM in Nachbarländern

Bild 9 + 10. Quadrant Architecten, Niederlande: Hoornar (Kunde: Bloeii Advice and Development, Deil (NL) Grundfläche 6.400 m2. Das Gebäude beherbergt ein Restaurant, eine Gerontopsychiatrie mit 20 Plätzen, 19 Wohnungen für betreutes Wohnen etc.

Thema in der Architekturausbildung. „BIM-Modellierer“ werden in Eigenregie mit oder ohne externe Hilfe geschult.

Quadrant Architecten, Zevenbergen Das 1988 gegründete Architekturbüro Quadrant nutzt seit 2010 Open BIM Werkzeuge und Methoden. Öffentliche Gebäude, Schulen und Wohnungsbau bestimmen wesentlich die Projekte, wobei das BIM-Werkzeug ArchiCAD von fast allen der 25 Mitarbeiter und Solibri Model Checker meist von den 3 BIM-Koordinatoren genutzt werden. Auch bei Quadrant war der Übergang von der 2D-Planungskultur zur vollständigen Implementierung der BIM-Methode mit nur einem Werkzeug ein längerer Weg. Vier Jahre nach dem ersten Pilotprojekt im Jahr 2007 fragte der erste Kunde nach BIM. „Es war kein Problem, alle Mitarbeiter von BIM zu überzeugen, aber man muss sie involvieren. Heute will keiner mehr zurück!“ so Rob van den Velden, Quadrant Partner und (BIM-) Projektkoordinator der ersten Stunde. Rob van den Velden sieht die größte Herausforderung darin, den Informationsaustausch über Durchbrüche für Rohrleitungen und Medienstränge (MEP, Me-

chanical-Electrical-Plumbing, allgemein Gebäudetechnik) zu einem frühen Zeitpunkt zu realisieren. Gute BIM-MEPIngenieure seien schwer zu finden; große Bauunternehmen würden jedoch eigene MEP-Abteilungen aufbauen. Die externen Partner nutzen Revit, StabiCAD, Tekla Steel und Structure sowie DDS-CAD. Die Qualitätskontrolle und Mengenermittlung der Teilmodelle sowie das Zusammenführen geschieht in SMC. Rob van den Velden: „Solibri Model Checker, that’s what every builder needs!“ Der IFCDatenaustausch funktioniert mittlerweile problemlos, eine eigene BIM-Bibliothek wurde entwickelt und für die Projektkoordination werden persönliche Treffen bevorzugt. Quadrant Architecten stellt den Partnern einen selbst betriebenen Projektraum auf Basis der SharePoint-Technologie zur Verfügung und vermeidet dabei externes Hosting. Kostenkontrolle und Ausschreibung übernimmt wiederum ein externer Partner ohne BIM. Neben den Koordinierungsleistungen werden keine speziellen Verträge für die Bereitstellung der 3D-BIM-Modelle geschlossen. Die Eigentümer erhalten üblicherweise die BIM-Modelle, wobei Rob van den Velden ebenso die Problematik des Schutzes des geistigen Eigentums an den Modellen sieht.

Van den Berg Group, Kampen, Houten, Rotterdam, Amsterdam, Sittard (Niederlande); Erbil (Kurdistan); Düsseldorf (Deutschland)

Bild 11. Van den Berg Group, Niederlande: Dutch Delta City (Erbil, Kurdistan), vollständig integriertes BIM-Projekt (MEP, Construction, Architecture) Baubeginn Q2 2015, Dauer 3 Jahre, 190.000 m2, 450 Apartments in 4 Türmen, je 5000 m2 für Restaurants und Penthouse-Wohnungen, 3000 m2 flexible Bürofläche, 850 Autostellplätze

Das Geschäftsmodell der Van den Berg Group mit 70 Angestellten ruht auf vier Säulen: Immobilien-Beratung, Städtebau, Architektur sowie Ingenieurleistungen mit kompletter BIM-Integration. Nach der Umstellung auf Revit mit allen Modulen im Jahre 2008, dem Closed BIM Ansatz folgend, werden nur noch alte Projekte in 2D abgearbeitet. Navisworks dient der Kollisionsprüfung. Die Einführung wurde von externem BIM-Training unterstützt. Außer dem konstruktiven Ingenieurbau und der Gebäudetechnik (MEP), denen externe Partner zuarbeiten, werden alle Planungsund Koordinierungsleistungen im Haus erbracht und über selbst gehostete Revit-Server koordiniert. Aufgrund zu geringer Bandbreiten setzt man ungern auf Cloud Lösungen und WEB-Konferenzen. Für die Projektkoordination werden persönliche Projektsitzungen bevorzugt. Dieser pragmatische Ansatz ist dem Umstand geschuldet, dass man häufig in fremden Infrastrukturen – bei Kunden und / oder

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in fernen Ländern – arbeiten muss. Als Gewinn der BIMMethode sieht Jan-Paul van den Berg (Direktor Strategie) die einfache Berechnung der Massenauszüge (Quantity Take Off), die Vorbereitung für das Facility Management (auch hier mit Verweis auf die PPP Projekte) und zu dem gesteigerte Verwertungsqualität für alle anderen Leistungen der an den Projekten Beteiligten. Auch die Van den Berg Group schließt keine speziellen Verträge für die 3DModellierung der Projekte ab. Die BIM-Gebäudemodelle werden zum Teil und unter verschiedenen vertraglichen Voraussetzungen an die Eigentümer oder Betreiber abgegeben, jedoch meist nicht mit allen konstruktiven Details, sondern in einem leichteren, der Nutzung für Facility Management angemessenen Detaillierungsgrad. Die Van den Berg Group setzt die neuen, integrativen Möglichkeiten der BIM-Methode als „Full BIM Support“ zusammen mit den Bauunternehmungen sehr produktiv um.

Fazit Konkurrenzdruck, Wettbewerbsvorteile, staatliche Maßnahmen und Krisen sind äußere Anreize für den Wandel im wirtschaftlichen Handeln. Architektur lebt jedoch von Visionen. So erlauben sich viele Architekten auch visionäre Ansätze für das eigene Vorgehen und setzen BIM als neue Methode ein. Zwei bis drei Jahre benötigten Büros üblicherweise für die, ihrer Tätigkeit angemessene, Umstellung von der Planung mit 2D-Zeichnungen auf 3D-Gebäudeinformationsmodelle und BIM-Prozesse. Dabei stellt sich die Frage, ob reines Modellieren in drei oder zweieinhalb Dimensionen schon als „BIM“ bezeichnet werden kann. Vielfach verwischt hier die Begrifflichkeit in der Kommunikation und der augenblicklichen Begeisterung. Der Datenaustausch jedoch wird detailreicher, technischer und genauer; die technische Zusammenarbeit mit den Baufirmen scheint in diesem Kontext eine neue Qualität zu bekommen. Keiner der ausländischen Interviewpartner gab an, für die zusätzlichen Aufwendungen der 3D-Modellierung gesondert entlohnt worden zu sein. Der Pragmatismus, ein Projekt erfolgreich umsetzen zu wollen oder zu müssen, scheint eine ebenso pragmatische Zusammenarbeit zu fordern. Partnerschaften mit Firmen oder Büros mit BIM-Erfahrung vermitteln neue Arbeitstechniken und Einblicke in neue Abstimmungsprozesse; erfreulich auch, dass zunehmend Auftraggeber nach BIM fragen. Die obigen Beispiele zeigen: Architekturbüros sind prädestiniert BIM-Modelle und -Prozesse zu führen und zu koordinieren. Wer jetzt schon Gebäude in 3D modelliert, hat bereits einen Teil der Lernkurve hinter sich. BIM in weiteren Ausbaustufen wird neue IT-Anforderungen und exaktes Arbeiten an Modellen erfordern. Wie in Däne-

mark für Wettbewerbe Raumkonzepte mit IFC-Dateien auszutauschen und einfach mit BIM anzufangen, scheint ein guter und machbarer Weg zu sein. Ein nächstes Großprojekt verbindet vielleicht künftigDänemark und Deutschland – jener Fehmarnbelttunnel, der zunächst eine Brücke werden sollte*. Und wie nicht anders zu erwarten, wird bei der Auftragsvergabestrategie für Planung und Konstruktion 3D-Design und BIM-Kompetenz gefordert. * vgl. Arbeiten in Dänemark, Interview mit Dipl.-Ing. Hilgenstock, WTM, Bautechnik 10/13)

Literatur – BIM at Small Architectural Firms, Delft TU – http://repository.tudelft.nl/assets/uuid:1c2cae91-996f-4001bc8e-13e16ad4340f/BIM_at_small_architectural_firms_ Aleeuwis_English_summary.pdf. – BIM Leitfaden 2014 Forschungsprogramm ZukunftBAU – http://www.bbsr.bund.de/BBSR/DE/FP/ZB/ Auftragsforschung/3Rahmen-bedingungen/2013/BIMLeitfaden/01_start.html?nn=436654&notFirst=true&do cId=702606 – – http://www.bbsr.bund.de/BBSR/DE/FP/ZB/ Auftragsforschung/3Rahmen-bedingungen/2013/BIMLeitfaden/01_start. – COBIM 2012 in Deutsch von der Jade-Hochschule – http://www.jade4d.de/bim-anforderungen/index.php/Hauptseite – – http://www.jade4d.de/bim-anforderungen/index.php/Hauptseite – Statsbygg BIM Manual 1.2.1, Norwegen – http://www.statsbygg.no/Files/publikasjoner/manualer/ StatsbyggBIM-manual-ver1-2-1eng-2013-12-17.pdf Fehmarnbelttunnel: – http://www.femern.de/material-folder/documents/2013/festefehmarnbeltquerung--elektrische-und-mechanische-anlagen

Andreas Kohlhaas, GSP Network GmbH, Hamburg – Erkrath

Weitere Informationen: www.big.dk www.juulfrost.dk www.coady.ie www.qarch.nl www.vandenberggroep.nl www.gsp-network.com

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Glan Clywd Hospital: der reibungslose Einstieg in BIM Von 2D zu BIM mit Vectorworks Wie viele Architekturbüros in Deutschland haben bereits zusammen mit dem Auftraggeber ein BIM-Projekt umgesetzt? Im Vergleich zum Ausland ist die Anzahl bei uns bekanntermaßen noch eher gering. Als Gegenbeispiel wird da gern Großbritannien bemüht und in diesem Bericht das dortige Architekturbüro „The Design Büro“, das bereits seit Jahren Erfahrung mit BIM-Projekten hat. Der Erfahrungsbericht des Büros zeigt auf, mit welchen Herausforderungen, Kosten und Ausbildungsaufwand die Umstellung von 2D-Planung auf BIM verbunden war. Das Architekturbüro The Design Büro Ltd. im britischen Rugby hat bereits mehrere BIM-Projekte in unterschiedlicher Größe erfolgreich umgesetzt. Als CAD-Manager war Neil Marshall von Anfang an bei der Einführung von BIM im Büro mit dabei. Mittlerweile ist er der BIM-Manager des Büros und damit zuständig für die Prozesse und das Management der Projekte. Die Situation in Großbritannien beschreibt Neil Marshall so: „Die „Government Construction Strategy“ verlangt klar bis spätestens 2016 alle Planungsunterlagen in elektronischer Form in 3D-BIM. Da wir in erster Linie für öffentliche Auftraggeber arbeiten, war für uns eine BIMPlanung unerlässlich.“

Pilotprojekt Krankenhaus

Foto: © Markus Hauschild www.hauschild.biz

Der reibungslose Einstieg eines Architekturbüros in die BIM-Planung hängt von einer guten Vorbereitung ab. Marshall sagt: „Als wir mit BIM anfingen, hatten wir noch keine Erfahrung. Wir mussten viel lernen. Heute machen

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Bild 1. Das neue Pathologie-Gebäude des Glan Clywd Hospital in Wales

wir einiges anders, aber wichtig war und ist vor allem die Ausbildung der Mitarbeiter.“ Angefangen hat nach Aussagen von Neil Marshall alles mit dem Auftrag für ein neues Pathologie-Gebäude für das Glan Clywd Hospital in Wales im Jahr 2011. Der Auftraggeber gab dem Büro die Möglichkeit, BIM einzusetzen und beide Seiten machten sich gemeinsam mit den entsprechenden Protokollen vertraut. Zunächst entschied sich das Büro, dass von allen am Projekt beteiligten Mitarbeiter die CAD- und BIM-Software Vectorworks Architektur eingesetzt werden sollte. Zu Beginn arbeitete ein kleines Projektteam in 3D und erstellte aus dem 3D-Modell schnell und präzise Plandaten. Sehr schnell zeigte sich, dass Schulungsbedarf bei der Planung von 3D-BIM vor-

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Bild 2 + 3. Workflow: 2D – 3D – BIM

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Der Vorteil dieser Software liegt unter anderem darin, dass automatisch Planungsfehler, wie z. B. fehlende Raumbezeichnungen oder doppelte Wände entdeckt werden können. Der BIM-Manager definierte verschiedene Regeln und überprüfte das Modell auf Kollisionen. Aufgrund der Fehlerberichte wurde das 3D-Modell bereinigt, damit es von anderen Projektbeteiligten einwandfrei eingelesen und weiterverwendet werden kann. Dadurch wurde die gewerkübergreifende Koordination effizienter, denn somit können die einzelnen Gewerke wie Haustechnik, Ingenieurwesen, Bauphysik usw. zusammengeführt und gegeneinander geprüft werden. BIM macht es somit möglich, Fehler in frühen Planungsphasen zu entdecken und kostspielige Änderungen in einer späteren Bauphase zu vermeiden.

Datenaustausch mit IFC Bild 4. Eine Prüfsoftware wie z. B. Solibri Model Checker macht Fehler im Modell sichtbar (Foto / Abb.: The Design Büro Ltd.)

handen war. Nach intensiven Schulungen und der Betreuung durch BIM-Experten konnte bald das gesamte Team die Planung des Krankenhauses in 3D durchführen. Bereits bei diesem ersten Projekt war das 3D-Modell von Vectorworks so detailliert und vollständig, dass daraus die Ausführungspläne abgeleitet und erzeugt werden konnten. „Die frühzeitige Integration von BIM kann die Nutzer eines Gebäudes inspirieren, sich am Planungsprozess zu beteiligen“, sagt Neil Marshall.

Bessere CAD-Datenqualität Abschließend wurde das 3D-Modell mit der Model-Checker-Software Solibri geprüft. Vectorworks Architektur kann optimal mit der Software Solibri Model Checker, einem der führenden digitalen Werkzeuge bei der 3D-Gebäudeplanung, eingesetzt werden. Über die IFC-Schnittstelle in Vectorworks können die Analysefunktionen des Solibri Model Checkers optimal genutzt werden.

Neil Marshall erwähnt, dass es für die erfolgreiche Durchführung ihres BIM-Pilotprojekts besonders wichtig war, dass sich alle Planungspartner über die IFC-Schnittstelle austauschen konnten. Seit 2013 ist Vectorworks Architektur zertifiziert für IFC Coordination View 2.0 und gehört somit zu einem kleinen Zirkel von Architekturprogrammen, die dieses anspruchsvolle Qualitätsmerkmal für den Datenaustausch nach OpenBIM-Standards sowohl für den Import wie den Export aufweisen können.

Nominiert für das beste BIM-Projekt des Jahres BIM gehört mittlerweile zum Planungsalltag des Design Büro. Das Glan Clywd Hospital wurde im Juli 2013 fertiggestellt und an den Bauherrn übergeben. Das Projekt wurde vom englischen Fachmagazin „Construction Computing“ als „Bestes BIM-Projekt des Jahres 2013“ nominiert.

Weitere Informationen: www.computerworks.de/bim

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Einblicke in die Krankenhausplanung mit BIM in Skandinavien Von Nutznießern, intensiverer Kommunikation und erweiterten Planungskompetenzen durch BIM Bereits die Integration von wenigen Aspekten einer BIM-basierten Planung kann bei Krankenhausprojekten zu zahlreichen Mehrwerten führen. Nutznießer ist nicht nur der Besteller der Immobilie, sondern meist mehrere am Bauprojekt beteiligte Akteure. Vor allem in Norwegen und Dänemark wurden in den vergangenen Jahren positive BIM-Erfahrungen in Planung und Realisierung gesammelt, da für einige Krankenhausprojekte Aspekte des BIM gefordert und gemeinsam von den betroffenen Projektpartnern umgesetzt wurden. Insbesondere die Besteller und Planer zeigten sich kooperativ und erstellten als Antwort auf die Forderungen optimierte Prozesse und Lösungen. Die nachfolgende Betrachtung ist ein erster Einblick in die Diversität der skandinavischen BIM-basierten Themen, deren Vorteile und Herausforderungen. Sie fokussiert auf die Sicht von Architekten und Bestellern für die Planungsphase. Zusammenfassend werden folgende Punkte festgehalten: Nutznießer sind u. a. Besteller, Investoren, Nutzer und Planer. Sobald in einem Projekt die BIM-Ziele Auch Betreiber von Krankenhäusern möchten in ihrem Gebäude einen kosteneffiziengesetzt sind, bestätigen ten Betrieb. Auch sie benötigen eine Immoalle interviewten Akbilie, welche ihren Anforderungen entteure weniger Planungsspricht. Diese Anforderungen sind sehr fehler, eine intensivere divergierend, oftmals technisch anspruchsKommunikation zwivoll und oft auch sehr spezifisch benennbar. schen den Akteuren des Projektes als auch notwendige Erweiterungen der Planungskompetenzen. Die zusätzlichen Kompetenzen reichen von Erweiterung der Softwarekenntnis, Verständnis von Anforderungen anderer

Bild 1. Im norwegischen Projekt Universitätskrankenhaus Akershus hat das skandinavische Architekturbüro C. F. Møller verschiedenste Aspekte des BIM erfolgreich eingesetzt (Projektdauer: 2000–2014) (Architekt: C. F. Møller, Bild: Torben Eskerod)

Planer bis hin zur Integration einer softwareunterstützten Kommunikationskultur.

–i– In den kommenden Jahren werden in Dänemark mindestens 1 Mio. m2 an Krankenhausflächen neu gebaut. Der dänische Staat hat bereits 2007 eine gesetzliche Regelung zur digital basierten Planung erlassen mit dem Ziel die Gebäude in besserer Qualität zu erstellen. Insbesondere in Dänemark wurden in den vergangenen Jahren große Neubauprojekte im Gesundheitsbereich in Auftrag gegeben: hier einige Beispiele: Universitätskrankenhaus Odense (251.000 m2), Herlev Hospital (54.000 m2), Universitätskrankenhaus Køge (177.000 m2), Universitätskrankenhaus Aarhus (216.000 m2 Neubau, 159.000 m2 Umbau), North Zealand Hospital (124.000 m2), etc. Der dänische Staat fordert seit 2007 BIM als Planungsmethode für öffentliche Projekte gesetzlich. Während in Dänemark anfangs viel Energie in ein weitreichend nutzbares – und mittlerweile gründlich überarbeitetes – Klassifizierungssystem von digitalen Bauteilen gesteckt wurde, sind in Norwegen am Beispiel bereits abgeschlossener Bauvorhaben innovative Planungswerkzeuge entstanden, die ebenso wie Dokumente die Koordination der Planungsaufgabe verbessern.

Besonderheiten von Krankenhausbauten generell Generell haben Gebäude im Gesundheitsbereich bei steigender technischer und operativer Spezialisierung immer weniger Interaktion mit dem allgemeinen Immobilienmarkt. D.h. es gibt kaum einen Markt für Krankenhausimmobilien, welcher auch nur annähernd vergleichbar dem Markt für Wohnungs- oder Bürogebäude wäre. Letztere können ihren Nutzern zumeist eine für deren Betriebsanforderungen passende Immobilie anbieten. Auch Betreiber von Krankenhäusern möchten in ihrem Gebäude einen kosteneffizienten Betrieb. Auch sie benötigen eine Immobilie, welche ihren Anforderungen entspricht. Diese Anforderungen sind sehr divergierend, oftmals technisch anspruchsvoll und oft auch sehr spezifisch benennbar. Aus diesen Gründen ist verständlich, dass sich zahlreiche Besteller von Krankenhausimmobilien explizit in den Planungs- und Bauprozess involvieren: sie fordern u. a. die Planung auf Basis von BIM. Die Gründe sind direkt benennbar und dürften europaweit dieselben sein: Ein Krankenhausbetreiber möchte sein eigenes finanzielles Risiko für die Erstellung und vor allem die Betriebsphase des Gebäudes reduzieren. Eine Planung basierend auf BIM hilft diese Risiken zu reduzieren.

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– ii – Dedizierte Mehrwerte In Interviews mit skandinavischen Bestellern, Planern und Softwareanbietern zeigen sich regelmäßig zwei positive Aspekte im Kontext von BIM und Krankenhausplanung: die Planungs- und Prüfungsarbeiten sind strukturierter als ohne BIM und die Kommunikation wird bewusster gefördert. Diese generell bekannten BIM-Vorteile sind zentral, bieten sie doch die Möglichkeit, die finanziellen Ressourcen zu optimieren oder Zeit für Betriebsanalysen, Gestaltung oder Lieferung zu optimieren. Aus Sicht des Bestellers wurden diese Erfahrungen bestätigt: BIM ermöglicht samt seiner Werkzeuge und Produkte jene Vorteile, die zu einer fehlerärmerer Planung, zu Simulationen von Varianten und der Leistungsfähigkeit einzelner oder BIM ermöglicht samt seiner Werkzeuge gesamter Systeme fühund Produkte jene Vorteile, die zu einer ren. Die Qualitätsprüfehlerärmerer Planung, zu Simulationen fungen am virtuellen von Varianten und der Leistungsfähigkeit Krankenhaus sind zueinzelner oder gesamter Systeme führen. nächst auf den Zielvorgaben und technischen Installationen abgestellt – aber diese sind dafür bereits früh in der Planung integriert, so dass sich der Besteller auf den Betrieb der Gebäude fokussieren kann. So können Arbeitsabläufe am Krankenbett, Ausstattungsveränderungen und Umnutzungen bereits frühzeitig und ggf. kontinuierlich optimiert werden. Diese Optimierungen sind zwar Veränderungen, welche üblicherweise zu Lücken in den informationsketten führen. Üblich sind eindeutig benannte Bauteile und Räume. Dadurch werden Informationen in interdisziplinären Teams verteilt und synchronisiert. Die eindeutige Benennung erfolgt dabei meist der Bauteiltyp, welche beispielsweise den Wandtyp definiert. Da fast alle IFC-Objekte bereits ein Attribut „Type“ integriert haben, ist für so für Mensch und Software der Zugang gleicher-

Bild 2. Software wie das Norwegische dRofus ermöglichen Soll-Ist-Vergleiche von detaillierten Bestellungen und aktuellem Planungsstand via Listen und Modellen (Bild: Odilo Schoch, Datensatz: dRofus)

massen klar. Jeder Projektbeteiligte kann so seine eigenen Attribute beispielsweise in einer klassischen Tabelle mitführen. Die Referenz erfolgt nur über Name oder Bauteiltypenbezeichnung. Im Spitalbau sind es allerdings viele Attribute, welches dedizierte Software verlangte. Ein Produkt, welches hierfür eine zentrale Rolle übernimmt ist dRofus des norwegischen Herstellers No- Aus Sicht der Architekten und technischen syco. Diese Software Fachplaner vereinfachen BIM-Methode erlaubt den moderier- und -Software die Einhaltung von Zielvorten, stetigen und meist gaben und die technische Koordination, da automatisierten Ab- vor allem jene Schnittstellen am Gebäude gleich von Anforderun- transparenter gelöst werden können, an gen des Bestellers mit welchen mehrere Disziplinen sprichwörtder aktuellen Planung: lich überlappende Bauteile integrieren ein Server vergleicht müssen: Leitungsführung, Ausrüstungen die Soll- und Ist-Daten und Nutzungen. auf Raumebene. Dadurch ist die Anwendung offen für individualisierte Qualitätsprüfungen und gleichzeitig Platz für die automatische Kontrolle einzelner Projektbeteiligter mit den Zielvorga-

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ben. Es verwundert wenig, dass insbesondere die norwegischen Besteller zudem die stimmige, durchgehende digitale Gebäudedokumentation von ihren Planungspartnern fordern. Aus Sicht der Architekten und technischen Fachplaner vereinfachen BIM-Methode und -Software die Einhaltung von Zielvorgaben und die technische Koordination, da vor allem jene Schnittstellen am Gebäude transparenter gelöst werden können, an welchen mehrere Disziplinen sprichwörtlich überlappende Bauteile integrieren müssen: Leitungsführung, Ausrüstungen und Nutzungen. In der heutigen Zeit liegt es nahe, dass man dies im Sinne einer BIM-basierten digital gestützten Planungsmethode macht. Je nach Land wurden für die Koordinierung der Planung und Aktivitäten mehr oder weniger handliche Dokumente erstellt. Ursprünglich hatte die dänische Koordinierungsstelle BIPS knapp 800-seitige Manuals herausgegeben, welche in der Praxis faktisch nicht eingesetzt werden. Norwegische Besteller setzten schon früh auf die Philosophie des OpenBIM und eine Abstimmung mit der US-Amerikanischen Beschaffungsbehörde GSA. Die konkret benennbare Mehrwerte aus Skandinavien entsprechen den Erfahrungen aus anderen Ländern und von anderen Bautypen. Teilweise gibt es Akteure, die mehr als 15 Jahren BIM Anwendungserfahrung in realen Projekten vorweisen. Dies gibt den Erfahrungen ein seriöses Gewicht. Vor allem aber wird klar: auch eine teilweise BIM-Implementierung hilft, die Komplexitiät zu reduzieren und Ziele zu erreichen. Die aktuell formulierten Mehrwerte sind: – Vorteile durch die explizit geforderte und teils sogar steuerbare interdisziplinäre Zusammenarbeit, beispielsweise durch die 3D-Koordination zwischen Tragwerk und technischer Gebäudeausrüstung. Hierin sind bereits ‚dumme‘ 3D-Daten wie DWG-Dateien hilfreich, da bereits in frühen Projektphasen Planer konkrete Probleme

verhindern können, die üblicherweise erst bei präzisieren Anforderungen für Leitungen erkennbar werden. – Stetige Qualitätsprüfung von Planung hinsichtlich der Bestellung durch ein zentrales Lastenheft in Form eines interaktiven serverbasierten Raumbuchs. – Möglichkeit für mehr Planungsinformationen auf der Baustelle: Um auch auf der Baustelle Zugang zu den Planungsinformationen zu haben, werden teils mobile Endgeräte wie Tabletts eingesetzt. Allerdings sind aufgrund der teils mehrere Gigabyte großen Informationen die Inhalte von einem Server gestreamt, so dass das Endgerät ein Viewer auf die Anwendungen auf dem Server ist. Um nicht stetig WLAN-Verbindungen aufbauen zu müssen, haben beispielsweise in Norwegen Mobiltelefonanbieter an Baustellen extra 3G/4G Antennen installiert.

– iii – Prozess Neu erscheint, dass sich Besteller sehr intensiv in die Prozessdefinition und Auswahl der Planungswerkzeuge einbringen. Eigentlich kann ein Besteller unabhängig von Arbeitsmethoden der einzelnen Akteure ein funktionierendes Gebäude erwarten. Am Beispiel der norwegischen Gesundheitsbehörde Region Nord-Ost (Helse Sør-Øst) wird deutlich, dass der Besteller auch seine Rolle als Projektpartner wahrnimmt, welcher einerseits seine Strategie bezüglich BIM offen kommuniziert und andererseits sehr spezifische Anforderungen an digitale Planungsdaten, modellierte und typisierte Bauteile und Simulationen definiert. So erstellten ‚Helse Sør-Øst‘ gemeinsam mit staatlichen Bauherren eine kompakte gemeinsame Erklärung, in der das Ziel eines nahtlosen Datenaustauschs auf Basis offener Datenformate über den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes unterstützt wird. Dieser Bauherrenwunsch nach nahtlosem Austausch fusst auf positiven Erfahrun-

Bild 3. Bereits in frühen Planungsphasen wurden im Projekt Akershus Universitätskrankenhaus, Norwegen) vituelle Modelle für die Planung genutzt (Bild: MagiCAD / Progman Oy und Sweco Grøner)

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Bild 4. Im Universitätskrankenhaus Akershus wurden zudem Aspekte des BIM wurden in Ausführungsplanung, Erstellung und Gebäudedokumentation integriert (Bild: MagiCAD / Progman Oy und Sweco Grøner)

gen, welche u. a. im norwegischen Akershus University Hospital erarbeitet wurden. Dieses Projekt begann bereits im Jahr 2000, einer Zeit, in der die meiste Software wenig Möglichkeiten des intelligenten Datenaustausch zuliess. Trotzdem wurden in diesem Projekt bereits explizite 3DModellierungen für Koordinierungen von Architektur und technischer Gebäudeausrüstung gemacht, so dass Planungsprobleme reduziert wurden. Auf dem BIM-Forum 2014 in Berlin hatte bereits Kjell Ivar Bakkmoen vom Besteller ‚Helse Sør-Øst‘ erläutert, dass deren Ziel ist, die Prozesse ‚industrialisierter‘ zu machen. Dies erfordert Strukturierungen der Prozesse und Werkzeuge. Als Bauherr für Krankenhäuser in SüdostNorwegen ist er aber an einer dedizierten Zusammenarbeit auf Basis des OpenBIM interessiert – und nicht an proprietären Lösungen. Sollten die Softwaresysteme einzelner Partner über proprietäre Schnittstelen leistungsfähiger sein, so sind die generell erlaubt, die Qualität und Dokumentation wird aber anhand der Definitionen des BuildingSmart gemessen. Konkret sind das u. a. IFC-Dateien. Um diese technischen Anforderungen mit den Prozesszielen zu vereinbaren, wurden vom Bauherr Dokumente erstellt, die Strategien, projektspezifische Spezifikationen und Berichte offen kommunizieren. Diese geben den Projektbeteiligten offen Einblick in die zu erfüllenden Ziele, Attribute, und Vorstellungen der Prozess. Der Bauherr hat dadurch bereits in der Planung eine Übersicht der Qualitäten seines zukünftigen Gebäudes und kann bei Fertigstellung des Gebäudes auch die Projektdaten übernehmen. Diese wurden in o. g. serverbasierten ‚Raumbüchern‘ gesammelt, welche der Besteller den Planungsbeteiligten als Plattform für das Qualitätsmanagement anbietet oder gar vorschreibt. Die interviewten Architekten schätzen am BIM u. a. die klassischen Mehrwerte wie regelmäßige 3D-Kollisionsprüfung zwischen technischen Installationen und entwor-

fenen Wänden/Decken. Der dafür notwendige Datenaustausch von Dateien kann so gut optimiert werden, dass dieser teils täglich zwischen Standorten und verschiedenen Planern erfolgt. Dies erfordert Kompetenz der Mitarbeiter, Strukturierung der Daten wie im Modell, so in Listen und vor allem den Willen, ein wenig mit den anderen Mitzudenken. Zudem wurde beobachtet, dass der BIM-Prozess in den Teams ein stetiges Diskussionsthema ist. Die Themen sind vielfältig und handeln von Hürden der Software und adäquaten Bauteiltypisierungen. Letztlich fördert dies aber das Arbeiten mit dem Bewusstsein, dass die von einem erarbeiteten Projektinformationen von anderen Akteuren interpretiert werden (müssen). Dadurch ist man Teil eines Teams und in der Verantwortung verankert.

– iv – Herausforderungen In den betrachteten Projekten wurde letztlich auch nur mit Wasser gekocht, d. h. teilweise gab es softwaretechnische Inkompatibilitäten, Inkompetenzen von Akteuren und unklare Zielvorgaben. Diese Hürden sind durch BIM nicht aus der Welt geschafft. Insbesondere können Die notwendigen koordinierenden und technisch oder inhalt- strukturierenden Dokumente wie BIM-Auslich nicht umsetzbare führungspläne und Objektvorgaben sind Zielvorgaben sowohl idealerweise aber teils dynamische Definidas virtuelle Gebäude tionen. Nur dann helfen sie allen Beteiligals auch das danach re- ten hinsichtlich Sicherheit in der Planung, alisierte Krankenhaus Aufwendungen und Honoraren. blockieren. Die notwendigen koordinierenden und strukturierenden Dokumente wie BIM-Ausführungspläne und Objektvorgaben sind idealerweise aber teils dynamische Definitionen. Nur dann hel-

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anstatt einer großen und bremsenden zentralen Datei vorhanden.

–v– Ausblick

Bild 5. Das Akut- und Infektionsklinik, des Universitätskrankenhaus Malmö, wurde ebenso mit Methoden und Werkzeugen des BIM entwickelt und zeichnet sich ebenso durch eine anspruchsvollere Architektur aus (Architekt: C. F. Møller, Bild: Jørgen True)

fen sie allen Beteiligten hinsichtlich Sicherheit in der Planung, Aufwendungen und Honoraren. Bakkmoen untersuchte auch die datentechnische Herausforderung scheinbar einfacher Aktionen wie dem Export von IFC-Dateien aus komplexeren BIM-Modelle und notierte, dass bis zu zehn Stunden ExportEs gibt keinen einzigartigen, gesamtskanzeit nicht praxistauglich dinavischen Ansatz für BIM-basierte Plasind. Architekten und nung, Erstellung und Nutzung von KrankenFachplaner greifen deshausbauten. Aber es gibt sowohl seitens halb auf technischer Bestellern, Nutzern und Planern jeweils Ebene oftmals auf Prodedizierte Auffassungen, Arbeitsschritte zesse aus der klassiund beabsichtigte Mehrwerte. schen nicht-BIM-basierten Planung zurück: die Koordination erfolgt mit einzelnen Dateien, welche nach Gebäudeabschnitt, Geschossen und Disziplinen in eine für Mensch und Maschine handliche Größe unterteilt. Im Resultat sind dann dutzende wohlstrukturierte Datensätze

Es gibt keinen einzigartigen, gesamtskandinavischen Ansatz für BIM-basierte Planung, Erstellung und Nutzung von Krankenhausbauten. Aber es gibt sowohl seitens Bestellern, Nutzern und Planern jeweils dedizierte Auffassungen, Arbeitsschritte und beabsichtigte Mehrwerte. Dieser gemeinsame Ansatz wird in Konferenzen, Vorgaben und Software kultiviert. In spezifischen Projekten werden diese generischen Informationen detaillierter spezifiziert, mit aktuellen Erkenntnissen erweitert und Innovationen integriert. Dieser übliche evolutionäre Prozess für eine in der Baugeschichte relativ neue Thematik basiert aber auf langfristigen Erklärungen der Besteller, dass man beispielsweise an OpenBIM festhält und ggf. technische oder organisatorische Innovationen auch finanziell fördert. Dadurch haben alle beteiligten einen langfristigen Mehrwert. Prof. Dr.-Ing. Dipl. Arch. ETH Odilo Schoch, Prof. für Prozessmodellierung, Berner Fachhochschule (BFH), Schweiz, und Geschäftsführer der Schoch Dienstleistungen für Architektur GmbH, Zürich.

Links zu Interviewpartnern: www.white.se www.nordicarch.com www.helse-sorost.no www.henninglarsen.com www.granlund.fi www.drofus.no www.newbim.dk www.solibri.com

Weitere Informationen: www.schoch-architecture.com

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“Begin with the End in Mind” Ein BIM-basiertes Wettbewerbsverfahren am Beispiel des Felix Platter-Spitals „… Beim Neubau des Felix Platter-Spitals handelt es sich um ein zukunftsgerichtetes, wirtschaftlich betreibbares und nachhaltig finanzierbares Vorhaben …“1 Um Informationsbedürfnissen des Gebäudemanagements zu entsprechen, müssen diese bereits in der Planung und Realisierung eines Bauwerkes impliziert werden. Die Anfänge des Felix Platter-Spitals gehen bis ins Jahr 1890 zurück. Damals war das Bürgerspital in Basel hoffnungslos überfüllt. Deshalb wurde ein zusätzliches Hospital mit 120 Betten an Auch aufgrund der real existierenden Dokuder Burgfelderstrasse mentationskultur im Bauwesen werden in Betrieb genommen. heute größtenteils Daten von nicht ausreiDas Hospital wurde im chendender Qualität geliefert, weshalb es Laufe der Zeit vielfaltig für den Betreiber ein erheblicher Aufwand genutzt, während der ist, diese Qualitätsmängel zu beseitigen und zwei Weltkriege auch zu einer plausibilisierten, geometrisch akkuals Magazin für das Miraten Bauwerksdokumentation zu kommen. litär und als Unterkunft für die Soldaten. Die heutige Situation des Felix Platter-Spitals entspricht nicht mehr den baulichen und betrieblichen Anforderungen. Es besteht zudem ein dringender Erneuerungsbedarf aufgrund behördlicher Aufgaben. Das neue Felix Platter-Spital (FPS) mit seinen Kompetenzbereichen Universitäres Zentrum für Altersmedizin Basel (UAB) und Zentrum für Rehabilitation, muss sich einem künftigen gesundheitspolitischen und wirtschaftlich strengen Umfeld stellen.

–i–

BIM über den gesamten Projektverlauf In der Projektentwicklung für den Neubau des FPS wurde deshalb über den gesamten Projektverlauf – für die Planung, Erstellung und Bewirtschaftung – die Anwendung der Methode BIM festgelegt. Hintergrund dieser Entscheidung waren die immer strenger werdenden Ansprüche an das Qualitäts-, Termin- und Kostenmanagement. Auch aufgrund der real existierenden Dokumentationskultur im Bauwesen werden heute größtenteils Daten von nicht ausreichendender Qualität geliefert, weshalb es für den Betreiber ein erheblicher Aufwand ist, diese Qualitätsmängel zu beseitigen und zu einer plausibilisierten, geometrisch akkuraten Bauwerksdokumentation zu kommen. Damit der Bauherr u. a. sein Recht auf Dokumentation einfordern kann, sind neue Konzepte und Strategien erforderlich. Prozessbasierte, zwingende Mechanismen sind unabdingbar, um einen effizienten, nachhaltigen und konsistenten Informationstransfer ohne Medienbrüche zu gewährleisten. CAFM-relevante alphanummerische und geometrische Daten für das zukünftige, graphische CAFMSystem sollten bereits beim Start der Realisierungsphase erhoben werden. Mit dem Ende dieser Phase lässt sich so ein gleitender Übergang in den Betrieb realisieren. Durch diese Erfahrungen sah der Projektleiter des FPS, Jean-Luc Perrin die Notwendigkeit einer neuen Konzeption für den Spitalbau vorzulegen und dem heutigen baukulturellen

Bild 1. Phasenbezogene Informationsflüsse

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Wandel entgegenzuwirken: „Wir Sind eine selbständige Unternehmung Öffentlichen Rechts. Entsprechend sind wir für die Weiterentwicklung und Sicherstellung des wirtschaftlichen Erfolges eigenverantwortlich….“2 (Bild 1)

– ii – Zweistufiger Wettbewerb Der wirtschaftliche Erfolg sollte hierbei somit nicht nur von der Gebäudeerstellung und der Einhaltung des Kostenrahmens abhängen, sondern auch von der technischen Entwicklung und den daraus resultierenden Möglichkeiten und Anforderungen in der Gebäudebewirtschaftung. Das FPS hält sich hierbei an die aktuellen Möglichkeiten ökologischer und energetischer Bautechnik und bringt diese Technologie unter Berücksichtigung eines guten Kosten-Nutzenverhältnisses und baulicher Attraktivität zur Anwendung. Um dies zu erreichen, erfordern die gesellschaftlichen, Kollaborative Kompetenz“ wird eine entökologischen und ökoscheidende Rolle einnehmen. Auch viele nomischen Herausforrelevante Entscheidungen, die später underungen eine Kollaboveränderbar sind, hängen vom wirtschaftration von Bauherren, lichen Erfolg ab und werden bereits während der Evaluation der Projektidee und Beratern, Planern und deren Weiterentwicklung getroffen. Ausführenden. „Kollaborative Kompetenz“ wird eine entscheidende Rolle einnehmen. Auch viele relevante Entscheidungen, die später unveränderbar sind, hängen vom wirtschaftlichen Erfolg ab und werden bereits während der Evaluation der Projektidee und deren Weiterentwicklung getroffen. Um deren Auswirkungen über den gesamten Projektverlauf für alle Beteiligten darstellen zu können, soll beim Neubau des FPS bereits während der Initialphase sichergestellt werden, dass die Entscheidungsgrundlagen alle relevanten Punkte berücksichtigen, und so die Planer bei der Projektfindung und der Projektoptimierung unterstützt werden können. Den darauf aufbauenden, hohen Anforderungen an das Projekt- und Informationsmanagement über den gesamten Verlauf des Projekts wird durch den Einsatz des BIM-

Bild 3. Open BIM für den Wettbewerb

Managements innerhalb des Projektleitungsteams Rechnung getragen. Zur Erlangung eines qualitativ hochstehenden Projektvorschlages und der Evaluierung eines Totalunternehmers wurde im April 2013 ein zweistufiger, BIM-basierter Gesamtleistungswettbewerb ausgeschrieben (Bild 2). Die erste, anonyme Stufe (Bearbeitung Projekt- und Betrachtungsperimeter) bildete der offen ausgeschriebene, anonyme Projektwettbewerb aus dem vier Projekte mit dem TU für die zweite Stufe (Bearbeitung Projektperimeter) qualifiziert wurden. Für beide Wettbewerbsphasen galt es eine BIM-basierte Planung abzugeben, in der insbesondere schon sehr früh Aussagen über die städtebauliche Einbettung, die räumlichen Eigenschaften und das energetische Verhalten gemacht werden. Die dreidimensionalen Modelle sollten den Vergleich zwischen den Varianten, die Auswahl des besten Entwurfs und dessen Einbindung in die Umgebung unterstützen. Die Anforderungen der BIMMethodik an die Wettbewerbsteilnehmer wurden so gewählt, dass auch „BIM-Neulingen“ die Möglichkeit gegeben wurde, sich auf die für sie neue Methodik einzulassen.

Bild 2. Ausgangslage für den Wettbewerb

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Folgende Ziele sollten in Stufe 2 mit Hilfe des virtuellen Gebäudemodells erreicht werden: – Kontrolle der Konsistenz /Vollständigkeit – Mengenermittlung – Energetische Betrachtungen – Prozesswege und Distanzen – Reinigungskosten – Weitere LZK-Betrachtungen

Software für Statik und Dynamik

Das räumliche Stabwerksprogramm

Das ultimative FEM-Programm

– iii –

Stahlbau

Querschnitte

Glas- und Membranbau

Stabilität und Dynamik

3D-Stabwerke

Brückenbau

Verbindungen

Zur Verstärkung der Projektorganisation nach dem Gesamtleistungswettbewerb hat die Bauherrenschaft des Felix Platter-Spitals ein Projekt-und Informationsmanagement (PIM) ausgeschrieben. Dieses übernimmt alle delegierbaren Aufgaben und Verantwortungen zur Führung und Steuerung des Totalunternehmers mit dem Ziel eines termingerechten Projektabschlusses innerhalb des bewilligten Kreditrahmens und unter Einhaltung der vorgegebenen Qualität und Funktionalität. Das PIM arbeitet in enger Absprache mit dem Projektleitungsgremium des FPS. Es ist Bindeglied zwischen Totalunternehmung und Bauherrschaft und unterstützt letztere in allen Belangen bei der erfolgreichen Umsetzung des Neubaus Felix PlatterSpital (Bild 4). Im Ausblick auf den weiteren Projektverlauf steht die Bewirtschaftung im Vordergrund. Ausschlaggebend für den erfolgreichen Einsatz eines BIM-basierten, technischen Gebäudemanagements sind immer die Relevanz der Informationen und die Exaktheit des geometrischen Modells. Mobile Endgeräte ermöglichen es bereits während der Realisierungsphase, modellbasierte Informationen auf der Baustelle aufzunehmen und mit dem Modell abzugleichen. Graphische Feldsysteme oder auch VMS (Virtual Maintenance Systems) können auch in der Bewirtschaftungsphase z. B. als elementbasiertes Wartungssystem eingesetzt werden. Ein kundenspezifisches CAFMSystem wird alle alphanummerischen Aufgaben übernehmen, so dass sich der Betreiber bei der Auswahl des technischen Bewirtschaftungssystems auf die prozessbegleitenden Kernaufgaben fokussieren kann.

3D-Finite Elemente

CAD-/BIM-Integration

PIM und ein Ausblick

Integrierte BIM-Schnittstellen zu...

Folgen Sie uns auf:

Für die Wettbewerbsstufe 1 wurde von den Wettbewerbsteilnehmern ein Architekturmodell basierend auf den zur Verfügung gestellten Modellgrundlagen (Umgebungs- und Stadtmodell) und dem Soll-Raumprogramm sowie dem Projektentwurf erstellt. Weiterhin wurde ein Raummodell gefordert, welches die betriebliche Umsetzung des geforderten Raumprogramms darstellt. Das entsprechende Raummodell musste die im Soll-Raumprogramm geforderten Informationen erhalten. Als Grundlage für die Anforderungen in Wettbewerbsstufe 2 – Aufbau und Pflege des virtuellen Gebäudemodells – wurde von dem BIMManagement der Bauherrenschaft eine BIM-Richtlinie sowohl auf der strukturellen Ebene als auch auf der methodischen Ebene erstellt. Sie beschreibt aus Sicht der Bauherrenschaft die relevanten Informationsbedürfnisse und Qualitäten des virtuellen Gebäudemodelles (Bild 3). Zu diesem Zweck wurde vorgesehen, dass der TU an drei Workshops den jeweiligen Stand seines Modells vorstellt und abgibt, damit die Experten mit diesem Modell Prozesssimulationen und modellbasierte Funktionskontrollen durchführen können. Das primäre Ziel war Open BIM Auslieferung-IFC 2x3 TC1. Das Architekturmodell steht hierbei für das Ausgangsmodell für alle darauf aufbauenden Fach- und Teilmodelle. Die Modellierung sämtlicher Bauteile in einem BIM-fähigen CAD-System ist deshalb schon in der Entwurfsphase von entscheidender Bedeutung für die Qualität des Architekturmodells und aller daraus entstehenden Detailmodelle. Die erstellten Räume mussten sämtliche im Raumprogramm geforderten Informationen enthalten, welche durch den Bauherrn für die Stufe 2 präzisiert wurden. Das Haustechnikmodell, bzw. dessen wesentliche Teilmodelle, ist für spezielle räumliche Anforderungen für große Bauteilgruppen (Lüftungsanlage, Wärmerückgewinnungsanlage und Trassen, Flächen- und Platzbedarf, insbesondere in Versorgungsschächten, abgehängten Decken, Hohlraumböden und Verteiltrassen) notwendig. Der Objektkatalog Haustechnik wurde durch den Bauherren in Stufe 2 präzisiert.

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BIM in Nachbarländern

Bild 4. Beispiel für eine Prozesswegeermittlung – Patientenzimmer ð Aufzug (Abb. 1: Jens Brederhorn, Bild 2–4: Marc Heinz)

Wichtig ist, dass die vor Ort benötigte grafische Informationsplattform unabhängig vom CAFM-System realisiert wird. Ausschlaggebend für den erfolgAusschlaggebend für den erfolgreichen reichen Einsatz eines Einsatz eines BIM-basierten, technischen BIM-basierten, techniGebäudemanagements sind immer die Reschen Gebäudemanagelevanz der Informationen und die Exaktheit ments sind immer die des geometrischen Modells. Technologien Relevanz der Informamüssen holistisch betrachtet werden. tionen und die Exaktheit des geometrischen Modells. Technologien müssen holistisch betrachtet werden. Die Ziele einer erforderlichen Strategie zielen sowohl auf die Technologie als auch auf den Menschen um die Barrieren zu identifizieren und nachhaltige Lösungen für das Facility Management zu finden. Es bedarf neuer Strategien, welche die Möglichkeiten, Prozesse, Technologien und Ressourcen aufzeigen, um die Ziele der Gebäudebewirtschaftung zu erreichen.

Am Markt erhältliche Systeme lassen sich heute schon derart zusammenfügen, dass bei entsprechender Anwendung durch innovative und zukunftsorientiert Planer sich alle vom Felix Platter PS geforderten Vorstellungen realisieren lassen. Quellen: 1 + 2, Leitlinien des Felix Platter-Spitals

Jens Bredehorn, (BIM-Manager / Bergische Universität Wuppertal), Marc Heinz (BIM-Manager, Felix Platter-Spital), Jean Luc Perrin (Projektleitungsvorsitz, Felix Platter-Spital) Weitere Informationen: www.baubetrieb.de www.vrame-gmbh.com

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BIM in der Ausbildung

BIM: Ein Thema für die Lehre an Universitäten Von BIM, der veränderten Kommunikation am Bau und einer veränderten Ausbildung für den Bau Der Begriff BIM [1, Seite 16] [2, Seite 18] bezeichnet heute die Nutzung digitaler Modelle im Bauwesen. BIM ersetzt die technische Zeichnung als „Sprache der Architekten und Ingenieure“ durch eine Kommunikation auf der Grundlage digitaler Modelle. Diese werden zwischen den Beteiligten ausgetauscht, ausgewertet, weiter verarbeitet und erforderlichenfalls verändert und detailliert. Die Nutzung der Modelle hat Auswirkungen auf die Bearbeitung der einzelnen Aufgaben. Ziel ist es, aufwändige, ehemals händische Arbeit durch den Computer ausführen zu lassen. Dies enthebt den Menschen nicht der Verantwortung: Ergebnisse müssen beurteilt und Entscheidungen müssen getroffenen werden. Eine Frage in diesem Zusammenhang betrifft die sich ändernden Anforderungen an Universitätsabsolventinnen und -absolventen. Der vorliegende Beitrag greift diese Thematik auf. Erforderliche Fähigkeiten für die Nutzung digitaler Modelle werden beschrieben. Ein Modul im Bachelor-Studiengang Bauingenieurwesen der Technischen Universität Berlin, das den geänderten Anforderungen Rechnung tragen soll, wird beispielhaft vorgestellt. Auf Antworten ausgewählter anderer Universitäten wird eingegangen. Der vorliegende Artikel behandelt nicht das Lehrangebot anderer Bildungseinrichtungen. Die Änderung der Kommunikation im Bauwesen betrifft alle im Bauwesen tätigen Menschen. Alle Bildungseinrichtungen und die Baupraxis müssen auf die sich ändernde Welt reagieren, um von den Weiterentwicklungen in den digitalen Welten zu profitieren und das Bauwesen auch in der Zukunft als relevanten Wirtschaftszweig für junge Menschen attraktiv zu gestalten. Hierbei stellt sich die sehr grundsätzliche Frage, was zukünftig an Arbeiten durch den Menschen und was an Arbeiten durch Computer erledigt wird. Auch hier ist ein Ende der Einsatzmöglichkeiten durch den Computer nicht abzusehen, sodass BIM nur ein Schritt im Bauwesen auf dem Weg der Digitalisierung ist.

–i– Einleitung Die Frage, in welche Bereiche der Computer eindringt und wie er die Arbeitswelt der Menschen verändert, ist nicht abschließend beantwortet. Konrad Zuse hat mit der Rechenmaschine Z3 den ersten programmierbaren Rechner erfunden [3]. Die Verfügbarkeit des Rechners hat im Bauingenieurwesen zunächst zur Programmierung Es stellt sich die sehr grundsätzliche Frage, und Nutzung numeriwas zukünftig an Arbeiten durch den Menscher Berechnungsverschen und was an Arbeiten durch Compufahren (Finite Eleter erledigt wird. Auch hier ist ein Ende der mente, Finite DifferenEinsatzmöglichkeiten durch den Computer zen, etc.) geführt. Eine nicht abzusehen, sodass BIM nur ein Schritt im Bauwesen auf dem Weg der andere Nutzung des Digitalisierung ist. Rechners geht auf Ivan

Edward Sutherland zurück, der 1963 in seiner Dissertation am Massachusetts Institute of Technology das Programm Skatchpad mit Zeichnungen als neues Kommunikationsmedium für den Computer vorstellte [Nachdruck der Dissertation in 4]. Das Zeitalter des Computer Aided Drafting (CAD) begann, das in seiner Konsequenz die Zeichentische in den Konstruktionsabteilungen aller Ingenieurbüros und ausführenden Bauunternehmungen abgeschafft hat. Der Vormarsch des Rechners in die Arbeitsbereiche der Menschen ist nicht aufzuhalten. In [5] werden Bereiche wie die Krebstherapie oder die Auswahl von Bewerberinnen und Bewerbern vorgestellt, die bereits heute zumindest teilweise von Computern übernommen werden. Zwei Meilensteine sind in diesem Zusammenhang herausragend: der Sieg des Rechners im „Denksport“ Schach über Garri Kimowitsch Kasparow 1997 [6] und der Sieg des Rechners in der Quiz-Show „Jeopardy!“ 2011 [7]. Der Rechner hat Einzug gehalten in Bereiche, die wir vor diesen Meilensteinen ausschließlich dem Menschen zugeschrieben hatten. Algorithmen haben das, was wir bis 1997 als Denken bezeichnet haben, besser als der Mensch gelöst, und Algorithmen haben 2011 Wissen schneller und besser kombiniert, als der Mensch dies kann. Damit relativiert sich der Schritt, den wir gerade im Bauwesen gehen. Wir ersetzen die technische Zeichnung durch digitale Modelle. Wir ersetzen nicht planende Architektinnen und Architekten oder planende Ingenieurinnen und Ingenieure. Aber wir greifen in die Arbeitsweise aller Beteiligten ein, denn technische Lösungsansätze werden nicht mehr auf Papier oder in ausdruckbaren digital erstellten Zeichnungen kommuniziert. Werkzeuge sind erforderlich, um digitale Modelle erstellen und lesen zu können, um Informationen aus diesen Modellen automatisiert oder teilautomatisiert extrahieren zu können, um Wir ersetzen die technische Zeichnung durch digitale Modelle verän- digitale Modelle. Wir ersetzen nicht pladern oder weiterentwi- nende Architektinnen und Architekten oder ckeln zu können. Men- planende Ingenieurinnen und Ingenieure. schen müssen sich in der Nutzung der Werkzeuge abstimmen. Fragen sind zu beantworten, wer wann welche Informationen erarbeitet und an wen weiter reicht, wer die Qualität der Informationen sicherstellt und überprüft, wer auf den Informationen von wem weiterarbeitet und wie in dieser Arbeitsweise eine für den Bauherrn gute und akzeptable Lösung erarbeitet werden kann.

– ii – Fähigkeiten Grundsätzlich muss zwischen der Anwendung von Softwaresystemen zur Bearbeitung von Aufgaben und den Ver-

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BIM in der Ausbildung

fahren, Methoden und Theorien, auf deren Grundlage diese Softwaresysteme die Bearbeitung unterstützen, unterschieden werden. Studierende an Universitäten sollen Fähigkeiten erlangen, um über die Bearbeitung von Aufgaben mit Softwaresystemen hinaus die Softwarewerkzeuge in ihren Möglichkeiten einschätzen und an der Weiterentwicklung mitwirken zu können. Damit stehen Verfahren, Methoden und Theorien im Mittelpunkt. Softwaresysteme dienen der Veranschaulichung, ihre Anwendung ist nicht Kern der Lehre. Die Fähigkeiten, die über Objektorientierte Modellierung hinaus bei der Modellierung und der Nutzung digitaler Modelle erforderlich sind, können in verschiedene Bereiche unterteilt werden. Diese sind im Folgenden kurz umrissen. Geometrisches Modellieren: Ein Aspekt in der Nutzung digitaler Modelle ist das dreidimensionale geometrische Modellieren. Grundlagen parametrischer geometrischer Modelle müssen beherrscht werden, und es muss ein Problembewusstsein für die Herangehensweise bei der Modellierung von Bauteilen, Räumen, etc. entwickelt werden. Hierbei spielt auch der Zusammenhang der geometrischen Objekte eine zentrale Rolle, der in der Topologie untersucht wird. Semantisches Modellieren: Die Modelle haben semantische Informationen. Auch hier muss Grundlagenwissen um das semantische Modellieren vorhanden sein. Beispiele für semantische Informationen sind die Grundlagen parametrischer geometrischer Modelle müssen beherrscht werden, und Bezeichnungen der eines muss ein Problembewusstsein für die zelnen Bauteiltypen Herangehensweise bei der Modellierung wie Wand, Stütze, Unvon Bauteilen, Räumen, etc. entwickelt terzug etc. oder Begriffe werden. zur Bezeichnung von Bauabschnitten, Etagen, etc. Derartige Begriffe müssen bei der Modellierung genutzt werden, um beispielsweise die Mengenermittlung nach diesen Begriffen strukturieren zu können. Modellieren der Kooperation: Bei den verschiedenen Aufgaben kommen unterschiedliche Kooperationsformen zum Einsatz von der rein sequentiellen Bearbeitung bis hin zum Arbeiten am selben Modell. Die verschiedenen Kooperationsformen müssen zweckmäßig bei den anstehenden Aufgaben genutzt werden. Vorgaben für die Modellierung: Mit dem Wissen um Geometrie und Semantik müssen Vorgaben für die Modellierung in den unterschiedlichen Kooperationsformen entwickelt werden. Vorgaben haben Auswirkungen, und diese Auswirkungen müssen im Vorfeld abgeschätzt werden können. Überprüfen von Modellen: Die Bearbeitung von Modellen erfordert auch eine Überprüfung, ob die Modelle den gestellten Anforderungen genügen. Wissen ist erforderlich, um Modelle im Hinblick auf die Einhaltung der gestellten Ziele und die Einhaltung der Modellierungsvorgaben überprüfen zu können. Austausch von Daten: Wir nutzen im Bauwesen Softwaresysteme unterschiedlicher Hersteller. Dies erfordert die Nutzung neutraler Austauschformate. Eigenschaften und Vor- und Nachteile neutraler und proprietärer Formate müssen verstanden sein, um den Austausch der Daten mit den zu verwendenden Formaten vorgeben zu können.

– iii – Ein Modul an der TU Berlin Seit 2012 wird im Bachelor-Studiengang Bauingenieurwesen ein Modul „Building Information Modeling: Grundlagen und ausgewählte Beispiele“ angeboten. Das Modul richtet sich an Studierende in der zweiten Studienhälfte (4., 5. oder 6. Semester) und kann im Wahlpflichtbereich belegt werden. Es kann darüber hinaus auch von Studierenden der Studiengänge Architektur und Wirtschaftsingenieurwesen mit der Ausrichtung Bauwesen gewählt werden. Vor der Einführung des Moduls waren die Inhalte um digitale Modelle Gegenstand der Lehre im Master-Studiengang. Der Begriff „Building Information Modeling“ wurde nicht verwendet. In Lehrveranstaltungen zur Modellierung, zur Geometrie und zu Prozessen wurden Aspekte der Nutzung digitaler Modelle behandelt. Auch nach der Einführung des Grundlagenmoduls zu BIM im BachelorStudiengang können Studierende weiterhin im MasterStudiengang Themen auf diesem Gebiet vertiefen. Voraussetzungen für die Teilnahme am Bachelor-Modul „Building Information Modeling: Grundlagen und ausgewählte Beispiele“ ist ein Grundlagenwissen um die Bearbeitung eines Bauprojektes in der Planung sowie ein Grundlagenwissen um Objektorientierte Modellierung und Algorithmen. Dieses Wissen erwerben die Studierenden in Pflichtveranstaltungen. Ziel des Moduls zu BIM ist die Vermittlung von Fähigkeiten zur Erarbeitung und Nutzung digitaler Modelle an ausgewählten Beispielen. Das Modul ist ausgerichtet auf die Modelle, die Arbeiten zur Modellierung und zur Auswertung. Es vermittelt daher nicht fachliche Fragen wie z. B.: – Wer muss wann welche Daten erzeugen? – Wer prüft wann die Qualität der Daten? – Wer nutzt wann welche Daten in welcher Qualität von wem? – Wer ergänzt wann welche Daten? – Wer verändert wann welche Daten? Im Modul werden Inhalte in Vorlesungen zu den Themen Parametrisches geometrisches Modellieren, Semantische Modellierung, Datenformate und Datenaustausch, Topologie und Geometrie, Prozesse und Kooperationsformen vermittelt. In Übungen wird ein Bauwerk modelliert. Das Bauwerk wird für die Mengenermittlung ausgewertet. Die Auswertung eines Modells für die Terminplanung wird abschließend in einer Vorlesung vorgestellt. Zum Einsatz kommen die Werkzeuge Autodesk Revit, RIB iTWO und Autodesk Navisworks. Die Studierenden müssen jeder in einer selbständigen Einzelarbeit ein Bauwerk modellieren. Hierbei handelt es sich in der Regel um ein Wohngebäude oder ein Bürogebäude. Die Studierenden sind relativ frei beim Entwurf, es erfolgen lediglich Vorgaben zur Komplexität wie Vorgaben im Hinblick auf nicht rasterförmige Baukörper, Anforderungen an das Dach, Vorgaben für die Nutzung von Stützen, Türen, etc. Ein Beispiel einer studentischen Arbeit aus dem Wintersemester 2013/2014 ist in den Bildern 1 und 2 gezeigt. In einem zweiten Schritt nutzen die Studierenden ihr Modell, um die Mengen weitestgehend automatisiert

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BIM in der Ausbildung

Bild 1. Studentische Arbeit von Pelle Niklas Meholm: Visualisierung des Modells

ermitteln zu können. Hierzu sind vorab festgelegte Begriffe auszuwerten, die beispielsweise bei der Modellierung der Bauteile für Materialien vergeben wurden. Die Mengen werden für unterschiedliche Materialien bestimmt. Die Geometrie der Bauteile wird ausgewertet, indem Volumina

und Flächen berechnet und entsprechend der Materialien zusammengestellt werden. Ein Auszug von Vorschriften solch einer Auswertung ist beispielhaft in Bild 3 gezeigt. Neben diesen Arbeiten am Rechner müssen sich die Studierenden mit einer aktuellen Veröffentlichung auseinander setzen. Die Ergebnisse werden in Vorträgen vorgestellt, sodass jeder Studierende im Verlauf des Semesters drei Vorträge halten muss. Hierbei ist auch auf eventuell aufgetretene Probleme bei der Modellierung und Auswertung des Modells einzugehen. Bei der Evaluation des Moduls werden zwei Fragen gestellt, bei denen eine Antwort aus nur einem Kreuz besteht. Dies ist zum einen die Frage, wie die Veranstaltung im Verhältnis zu anderen Veranstaltungen im Bauingenieurwesen gesehen wird. Die Auswertung des Sommersemesters 2014 hat hier ungefähr hälftig zu durchschnittlichen und überdurchschnittlichen Bewertungen geführt. Die zweite Frage betrifft die Betreuung, bei der die Studierenden gute und überwiegend sehr gute Noten für die Betreuung vergeben haben. Darüber hinaus werden Fragen gestellt, die mit Freitexten zu beantworten sind. Hierbei wurde vielfach die Relevanz des Themas als positiv angemerkt. Ebenso wurden die praktischen Übungen vielfach positiv hervorgehoben. Negativ wurde der Umfang der eigenen Arbeit im Verhältnis zum Workload des Moduls von 6 Punkten nach ECTS genannt (ECTS: European Credit Transfer System, 1 Punkt nach ECTS entspricht 30 Stunden Arbeitsaufwand). Aus Sicht von uns Lehrenden ist ein Teil der Anmerkungen der Studierenden erklärbar. Bei den Hausarbeiten werden beispielsweise bewusst kompliziertere Geometrien wie runde Wände, runde Stützen oder Winkel ungleich 90° vorgeschrieben. In der Konsequenz ergeben sich teilweise Unstimmigkeiten. Wird beispielsweise die Oberfläche einer runden Stütze durch Dreiecke angenähert und liegen alle Punkte dieses Dreiecksnetzes auf der Oberfläche der

Bild 2. Studentische Arbeit von Pelle Niklas Meholm: Schnitt durch das Modell

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BIM in der Ausbildung

Bild 3. Studentische Arbeit von Pelle Niklas Meholm: Vorschriften zur Auswertung (Auszug) (Abb.: Pelle Niklas Meholm, TU Berlin)

Stütze, so kann die Mantelfläche nur näherungsweise bestimmt werden und ist systematisch zu klein. Die Abweichung ist gering, aber sie ist vorhanden. Wenn nun Studierende auf dieses Phänomen stoßen, so suchen sie teilweise einen aus ihrer Sicht nicht erklärbaren Fehler. Dies ist aufwändig und führt dann zu Aussagen, dass der Aufwand für die Hausarbeit zu hoch oder dass die Nutzung der Software zu kompliziert sei. Auf der anderen Seite zeigt dieses Beispiel die Notwendigkeit, Grundprinzipien der Triangulation verstanden haben zu müssen. Hier sehen Studierende teilweise zunächst nicht den wirklichen Nutzen der Vorlesungen. Erst wenn sie dann in Rücksprachen erneut auf diese Zusammenhänge hingewiesen werden, wächst ihr Verständnis um diese Zusammenhänge. Da das Erfahren der Probleme für Lernende nachhaltiger ist, werden wir Lehrenden das grundsätzliche Vorgehen beibehalten und auch zukünftig nicht durch engere Vorgaben mögliche Unstimmigkeiten ausschließen. Ungeachtet dessen wird die Lehrveranstaltung weiterentwickelt. Die Nutzung der Geometrie aus einem Architekturmodell für die Berechnung des Tragverhaltens ist ein relevanter Aspekt, der zukünftig aufgenommen wird. In welcher Form dies erfolgen kann, ohne den Umfang der Hausaufgaben zu sprengen, wird derzeit untersucht.

– iv – Module anderer Universitäten Building Information Modeling ist ein Thema in Lehrveranstaltungen an Universitäten. Module, in denen auch der Begriff BIM genutzt wird, lassen sich an vielen Universitäten in Deutschland finden. Es gibt ein einheitliches Verständnis unter den Mitgliedern des Arbeitskreises Bauinformatik zu diesem Thema. [8] Die Ausgestaltung der Lehrveranstaltungen ist teilweise unterschiedlich, was nicht zuletzt auch den Konzepten, Ausrichtungen und Schwerpunktsetzungen der Studiengänge an den unterschiedlichen Standorten geschuldet ist. Ein Beispiel für ein Modul mit einer anderen Ausgestaltung gegenüber der TU Berlin findet sich an der TU München [9]. Studierende aus der Architektur, dem Bauingenieurwesen und dem Studiengang „nachhaltiges und energieeffizientes Bauen“ arbeiten mit unterschiedlichen Aufgaben an einem Projekt zusammen. Neben der Bauinformatik wird das Thema im Bauingenieurwesen auch von anderen Fachdisziplinen aufgegriffen, beispielsweise von Bauwirtschaft und Baubetrieb. Im Folgenden werden Module anderer Universitäten beispielhaft umrissen. Building Information Modeling ist auch international ein Thema in der Lehre. Kurse zum

Themenbereich BIM werden nahezu an allen Universitäten weltweit angeboten. Die gewählten Beispiele kommen aus dem Ausland.

Ein Kurs am Israel Institute of Technology In [10] berichten die Lehrenden über eine Lehrveranstaltung. Das Wissen um BIM wird nicht als ein spezielles Fach angesehen, es wird vielmehr als eine grundlegende Fähigkeit zur Kommunikation für alle Bauingenieure verstanden. Der Kurs trägt den Titel „Communicating Engineering Information“ und versteht sich als ein Kurs, in dem BIM eine Schlüsselrolle einnimmt, der Hauptaugenmerk aber die Kommunikation technischer Informationen bildet. Es ist ein Pflichtkurs im ersten Studienjahr für alle Studierenden des Bauingenieurwesens. Studierende sollen in dem Kurs grundlegende Fähigkeiten zum Verständnis der Geometrie und weiterer technischer Informationen von Bauteilen und Bauwerken erlangen. Spezielle Fähigkeiten in BIM sind: – Modellierung eines Tragwerks aus geeigneten Bauteilen – Modellierung von korrekten Beziehungen zwischen den Bauteilen – Bearbeitung eines Modells zur Erzeugung verschiedener Ansichten – Erzeugen von technischen Zeichnungen – Mengenermittlung durch Auswertung des Modells Die Lehrenden beschreiben in [10], dass ihr Kurs in der Studieneingangsphase eine Ausnahme darstellt. Kurse an anderen Universitäten zum Thema BIM werden überwiegend in höheren Semestern angeboten.

Kurse in Construction Management an Stanford University, USA, und Twente University, Niederlande In [11] beschreiben die Autoren ihre Erfahrungen aus der Nutzung von digitalen Modellen in Lehrveranstaltungen im Construction Management. Sie führen aus, dass Studierende in der Vergangenheit die Anwendung von Managementmethoden an kleinen Beispielen gelernt haben. Realistische Beispiele waren nicht handhabbar, und in Erzählungen aus vergangenen Projekten wurde die Anwendung der Methoden in realen Projekten verdeutlicht. Der Nachteil dieses Vorgehens bestand aus Sicht der Autoren von [11] darin, dass die Studierenden nur bedingt ein Verständnis für die Anwendung von Managementmethoden auf der Grundlage der Vielfalt der Informationen in einem realen Projekt erhielten. Ein Bericht aus einem realen Projekt führt den Zuhörer nahezu zwangsläufig auf die zielfüh-

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rende Anwendung einer bestimmten Methode. Die Auswahl der Methode ist aber in der Regel eine Herausforderung, die an kleinen Beispielen nur bedingt vermittelbar ist. Die Nutzung digitaler Modelle versetzt die Autoren von [11] in die Situation, realistischere Beispiele in Lehrveranstaltungen von Studierenden bearbeiten zu lassen, sodass die Studierenden neben den Methoden selbst auch die Auswahl und den Einsatz dieser Methoden an realistischeren Beispielen erlernen. Die Autoren von [11], die an den beiden Universitäten lehren, sehen in der Nutzung modellbasierter Softwarewerkzeugen Vorteile. Grundlage der Bearbeitung eines Projektes sind abgestimmte Begrifflichkeiten sowie die Nutzung von Daten über die Grenze eines Werkzeuges hinaus. Dies erspart Studierenden Zeit, beispielsweise erfolgen Mengenermittlungen automatisiert für verschiedene Materialien und Bauabschnitte, sodass die Erarbeitung einer Kalkulation nicht mehr so aufwändig ist gegenüber einer papierbasierten Bearbeitung. Die Zeitersparnis wird in den Kursen für umfangreichere und damit realistischere Aufgaben genutzt. Darüber hinaus werden bewusst nachträgliche Änderungen behandelt mit dem Ziel, durch die Verfügbarkeit digitaler Modelle hier effizienter auf Änderungen reagieren zu können. Die Autoren von [11] vergleichen die Kurse in ihrer zeitlichen Entwicklung und kommen zu dem Ergebnis, dass die integrierte Bearbeitung auf der Grundlage eines Die integrierte Bearbeitung auf der Grunddigitalen Modells die lage eines digitalen Modells führt die StuStudierenden dazu dierenden dazu, ein tieferes Verständnis führt, ein tieferes Verum die Anwendung verschiedener Methoständnis um die Anden des Projektmanagements zu erlangen. wendung verschiedener Methoden des Projektmanagements zu erlangen. Sie belegen ihre Erfahrungen durch den Vergleich der Abschlussprüfungen verschiedener Jahrgänge. Die Autoren von [11] erheben nicht den Anspruch, dass ihre Erfahrungen übertragbar auf jedes Curriculum sind. Sie entkräften durch ihre Erfahrungen das Argument, dass die Nutzung digitaler Modelle zu erhöhten Aufwänden führt. Für das Bauprojektmanagement zeigen sie auf, dass Ersparnisse in der Bearbeitungszeit realisiert werden, wenn ein Modell des herzustellenden Bauwerks digital verfügbar ist.

–v– Zusammenfassung und Ausblick In dem hier vorliegenden Artikel wurden verschiedene Lehrveranstaltungen umrissen und kurz vorgestellt, die an Universitäten im Bauingenieurwesen angeboten werden. Die Kurse basieren auf der Verfügbarkeit digitaler Modelle von Bauwerken. Sie adressieren unterschiedliche Aspekte von der Kommunikation auf der Grundlage von Modellen über ein Verständnis der Modelle bis hin zur Nutzung der Modelle im Baubetrieb. Die Auswahl der hier vorgestellten Lehrveranstaltungen erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit. Sie sollen beispielhaft zeigen, dass das Thema der Nutzung digitaler Modelle Einzug gehalten hat in universitäre Curricula. Eine Kernfrage in diesem Zusammenhang ist es, wie tiefgreifend die Studiengänge auf die sich ändernde Welt reagieren sollen und müssen. Die Lehrenden am Technicon in Haifa enden ihren Artikel zu ihrer Lehrveranstaltung mit folgender Aussage: „The course has shown that students do not need CAD to learn BIM; and Eine Kernfrage ist es, wie tiefgreifend die once they have learned Studiengänge auf die sich ändernde Welt BIM, they do not need reagieren sollen und müssen. CAD.“ In der Konsequenz gehen sie in ihrer Lehrveranstaltung von Grundlagen der darstellenden Geometrie direkt über zum dreidimensionalen Modellieren von Geometrien im Rechner. Technische Zeichnungen sind für sie ein „Abfallprodukt“. Wenn man diesem Vorgehen konsequent folgt, dann müsste auch in allen anderen Lehrveranstaltungen der Weg von einfachen Beispielen mit Papier und Bleistift direkt zu komplexeren Aufgaben im Rechner gegangen werden. Drei verschiedene Aspekte müssten hierbei beachtet werden: – Die Studierenden müssen die theoretischen Grundlagen nach wie vor erlernen. – Die Studierenden müssen in die Lage versetzt werden, Programme zweckmäßig einsetzen und Ergebnisse beurteilen zu können. – Die Studierenden müssen die Grenzen der Einsatzmöglichkeiten des Rechners erlernen.

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BIM in der Ausbildung

Die Nutzung von digitalen Modellen setzt voraus, dass diese auch in der Breite der Arbeitsteilungen im Bauwesen genutzt werden. Hier ist ein Umdenken aller Beteiligten erforderlich, um von den Modellen in allen Phasen und über die Grenzen einzelner Aufgaben hinweg profitieren zu können. Dies wird Auswirkungen auf alle Bereiche der Bildung im Bauwesen haben und neben den Hochschulen auch die Ausbildungen von Handwerkern verändern. In allen Bereichen des Bauwesens sind derzeit Änderungen zu erkennen. Ob und wie sich jedoch das Zusammenwirken der verschiedenen Beteiligten verändern wird und ob und wie es zu abgestimmten und zwischen den unterschiedlichen Bildungseinrichtungen koordinierten Curricula in diesem Bereich kommen wird, ist aus Sicht der Autoren des hier vorliegenden Artikels offen. Nicht zuletzt müssen in diesem Zusammenhang auch die sich ändernden Anforderungen an Lehrende erwähnt werden. Werden theoretische Grundlagen Die Nutzung von digitalen Modellen setzt vermittelt, so müssen voraus, dass diese auch in der Breite der Lehrende diese theoreArbeitsteilungen im Bauwesen genutzt tischen Grundlagen werden. Hier ist ein Umdenken aller Beteibeherrschen. Sie müsligten erforderlich, um von den Modellen in sen in der Lage sein, allen Phasen und über die Grenzen einzeldiese Grundlagen zu ner Aufgaben hinweg profitieren zu können. erläutern, und sie müssen an Beispielen die Anwendung zeigen. Wenn digitale Modelle betrachtet werden, so müssen die Lehrenden darüber hinaus auch noch die Werkzeuge zur Bearbeitung der Modelle beherrschen. In der universitären Lehre steht – wie bereits in Abschnitt 2 ausgeführt – die Anwendung von Software nicht im Zentrum der Betrachtungen. Ungeachtet dessen müssen die Funktionalitäten so weit beherrscht werden, dass grundlegende Prinzipien an realistischen Beispielen gezeigt werden können und Lernende bei Fragestellungen unterstützt werden können. Forschung und Entwicklung wurden im hier vorliegenden Artikel nicht angesprochen. Es soll jedoch nicht der Eindruck entstehen, dass alle Probleme in der Nutzung digitaler Modelle gelöst seien. Auch hier stehen wir noch – trotz bereits erreichter Fortschritte – vor Herausforderungen. Die Nutzung digitaler Modelle verändert Arbeitsweisen im Bauwesen. Ungeachtet dessen ist Building Information Modeling „nur“ ein Schritt auf dem Weg der Digitalisierung im Bauwesen. Wir ändern das Medium zur Kommunikation technischer Lösungen. Wir ersetzen nicht

planende Menschen. Es bleibt abzuwarten, in welche Arbeitsbereiche der Rechner im Bauwesen weiter eindringen wird und auch dort zukünftig Aufgaben übernimmt, die heute nur von Menschen bearbeitet werden.

Danksagung Die Autoren bedanken sich bei Herrn Dipl.-Inf. Michael Kluge für seine wertvollen Anregungen bei der Ausarbeitung des Moduls „Building Information Modeling: Einführung und ausgewählte Beispiele“.

Literatur [1] Eastman, C.; Teicholz, P.; Sacks, R.; Liston, K.: BIM Handbook; John Wiley & Sons, Inc.; Hoboken, New Jedsey; Second Edition; 2011 [2] Egger, M.; Hausknecht, K.; Liebich, Th.; Przbylo, J.: BIMLeitfaden für Deutschland; Endbericht; Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumentwicklung; 2013 [3] http://www.konrad-zuse-computermuseum.de/ (21.7.2014) [4] Sutherland, I. E.: Sketchpad: A man-machine graphical communication system; Technical Report Number 574; University of Cambridge; 2003 [5] Pletter, R.: Ist er besser als wir? in Die Zeit, S. 19 ff., Hamburg; 10. Juli 2014 [6] http://www-03.ibm.com/ibm/history/ibm100/us/en/icons/ deepblue/ (21.7.2014) [7] http://www.youtube.com/watch?v=seNkjYyG3gI ff. (21.7.2014) [8] http://www.arbeitskreis-bauinformatik.de/bim.php (23.7.2014) [9] https://www.cms.bgu.tum.de/de/lehre/building-informationmodeling/(27.8.2014) [10] Sacks, R.; Barak, R.: Teaching Building Information Modeling as an Integral Part of Freshman Year Civil Engineering Education; Journal of Professional Issues in Engineering Education and Practice; American Society of Civil Engineers; Vol. 136; No. 1, January 2010; pp. 30–38 [11] Peterson, F.; Hartmann, T.; Fruchter, R.; Fischer, M.: Teaching construction project management with BIM support: Experiences and lessons learned; in Automation in Construction 20 (2), pp. 115–125, Elsevier, 2011

Wolfgang Huhnt und Bernold Kraft

Weitere Informationen: www.bauinformatik.tu-berlin.de

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BIM in der Ausbildung

BIM Ready! – Standardisiertes Ausbildungskonzept für die nachhaltige BIM-Einführung im Planungsbüro BIM ist keine Software und kein Ersatz für bautechnisches Fachwissen. Architekten, Fachplaner und Kalkulatoren werden auch in Zukunft mit ihren Kernkompetenzen zum Gelingen eines Bauwerkes beitragen. Allerdings können Planer und Ingenieure mit der BIM Methode erhebliche Effizienzsteigerungen erzielen. BIM kommt. Die moderne Planungsmethode, die im europäischen Ausland bereits vielerorts standardmäßig genutzt wird, begleitet ein Bauwerk, basierend auf digitalen Modellen und Informationen, über den gesamten Lebenszyklus. Der Nutzen ist so signifikant, dass viele Staaten den Einsatz der BIM-Methodik in ihre Richtlinien verpflichtend aufgenommen haben. Kein Wunder, dass die Zahl der Ausschreibungen, die BIM als Methodik voraussetzen, nun auch im deutschsprachigen Raum kontinuierlich zunimmt.

Neue Aufgaben und Abläufe mit BIM Zum jetzigen Zeitpunkt sind die meisten Büros allerdings gar nicht in der Lage, ein Projekt nach BIM-Standard umzusetzen. Weil BIM sich letztlich nicht einfach so aus der Schublade ziehen lässt, sondern auf einem soliden Grundwissen über Planungsprozesse und Methoden basiert. Sinnvoll ist daher ein Partner für den Einstieg, der in allen Bereichen des Bauwesens in dieser Arbeitsmethodik bereits Erfahrungen gesammelt hat und versteht, wie dies bei den Planungsbüros zu implementieren ist.

Bild 1. BIM Projekt Arzanah Building

das Verständnis für BIM-Daten, Methoden und Workflows bis zum konkreten Aufbau, Austausch und Prüfung von 3D-Modellen. Am Ende gibt es eine Zertifizierung als ultimativen Nachweis dafür, dass der Teilnehmer „BIM Ready“ ist.

BIM verstehen Um diese Marktanforderungen zu bedienen hat Mensch und Maschine (MuM) nun aus seinen langjährigen Erkenntnissen und Erfahrungen ein kompaktes, standardisiertes und zukunftsfähiges Ausbildungskonzept konzipiert: BIM Ready. Geeignet ist die Ausbildung gleichermaßen für größere Planungsteams, wie aber auch für kleine Büros und für Einzelpersonen, die wissen wollen, wie sie ihr planerisches Know-how optimal in den BIM-Planungsprozess integrieren können. Die BIM-Methodik gibt eine höhere Planungs-, Termin- und Kostensicherheit. Sie hilft beispielsweise, Kollisionen und Planungsfehler im Vorfeld zu erkennen oder rascher Simulationen für die Statik, den Wärmeschutz, die Haustechnik oder den Energiebedarf durchzuführen. Nach der BIM Ready Ausbildung sind Architekten, Planer und Ingenieure für BIM startklar. BIM Ready ist ein erster, aktiver Schritt hin zur modellbasierten Arbeitsweise und zu BIM. In einer zehntägigen Grundausbildung, basierend auf Autodesk Revit, vermitteln die Experten von MuM alle wesentlichen technischen und organisatorischen Aspekte eines Projektes. Individuelle Bausteine bilden die Segmente Architektur, Haustechnik und Tragwerksplanung in idealer Weise ab. Zu den Inhalten gehören neben theoretischen Grundlagen

Bild 2. BIM-Ready-Zertifizierung (Abb. 1: Oger International Abu Dhabi, Abb. 2: MuM)

Weitere Informationen: www.mum.de/bimready

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BIM ist ein Verhaltensänderungsprogramm Vom I in BIM, dem Einfluss der neuen Medien und vom kulturellen Umbau Die neuen Medien beschleunigen mehr denn je die gesellschaftliche Veränderung und transferieren diese rascher hin zu einem globalen Verständnis darüber, wie etwas gemacht wird. Früher hat dieser Wissensaustausch Jahrzehnte gedauert, heute zwei Jahre, morgen einen Tag. Zudem sind die Medien zu sozialen Medien geworden, eine Veränderungen die auch vor dem Bauen nicht haltmacht.

kündigt an: Für ihn heißt modernes Bauen: „erst virtuell und dann Real bauen“). Was aber läuft wirklich schief und was lässt Laien am Sachverstand der Beteiligten zweifeln? Erstaunlicher Weise ist es eben dieser Sachverstand. Die ständig steigenden Anforderungen (nach Komfort, Nachhaltigkeit, Sicherheit, Energie etc. etc.) haben das Bauen heute zu einer äußerst komplexen Angelegenheit gemacht, in der alles miteinander verwoben und voneinander abhängig ist. Was ist die spannendste Entwicklung der letzten Zeit zum Als Antwort auf das Komplizierte hat sich eine DiversiThema BIM? Dass es Schnittstellen gibt, die verlustfrei fikation der Aufgaben gebildet. Auf die Komplexität und übertragen, dass es SuWas spannend ist, ist ein Umdenken, das darauf, dass obwohl alles in Rückkopplungsschleifen zupersoftware gibt, die langsam in der Praxis spürbar wird, und sammenhängt, hatte die Branche bislang keine Antwort. vom Entwurf bis in die Erkenntnis, dass in den letzten Jahren Natürlich gibt es immer gute und weniger gute Planer, aber den Bau eine nahtlose die Hürde für die Einführung von modellfür sich gesehen lösen die Fachdisziplinen ihre Aufgaben Bearbeitung zulässt? basierter Zusammenarbeit ganz woanders sehr kompetent (kompliziert, aber lösbar), nur in der ZuWohl kaum. Diese vermute wurde, als sie eigentlich ist. sammenführung der Ergebnisse hapert es dann bisweilen technischen Aspekte, (komplex und bisher ungelöst). um die sich meistens Natürlich wird spezialisiertes Ingenieurwissen der beim Thema BIM dreht, sind und waren niemals wirklich Fachdisziplinen immer noch die Hauptsache des eigenen wichtig gewesen. Was spannend ist, ist ein Umdenken, das Tuns sein. Die heutige Ineffizienz resultiert aber gar nicht langsam in der Praxis spürbar wird, und die Erkenntnis, aus dem Mangel an Spezialwissen – es gibt viele gute Pladass in den letzten Jahren die Hürde für die Einführung ner, die einen fantastischen Job machen – sondern vielvon modellbasierter Zusammenarbeit ganz woanders vermehr aus dem Mangel an interdisziplinärer und gewerkemute wurde, als sie eigentlich ist. übergreifender Zusammenarbeit. Für diese Zusammenarbeit sind eher Soft-Skills, emo–i– tionale Intelligenz und vor allem die Bereitschaft zur ZuStatus Quo sammenarbeit relevant. Etwas das selten in einem Lehrplan zu finden ist, zumindest nicht in dem von Ingenieuren und Während die Arbeitsmittel, um BIM-Projekte zu steuern, Architekten und was ein eklatanter Mangel an Fähigkeit in immer besser und allgemein bekannt und anerkannt wervielen Planungsteams ist. In der Praxis bestehen oftmals den, es immer mehr Grundlagen, Leitfäden und OrganisaBefürchtungen, Kompromisse eingehen zu müssen und die tionen gibt, die sich des Themas annehmen und auch die eigene Arbeit im Kontext der Ergebnisse der anderen hintechnische Seite immer weniger Probleme bereitet, bloterfragen zu müssen. Natürlich stehen auch handfeste eickieren sich die Planungsbeteiligten eher auf der kulturelgene wirtschaftliche Interessen, bedingt durch die bestehenlen Ebene, auf der Ebene der Zusammenarbeit. Beim BIM den Honorarmodelle, der Arbeit mit Varianten und dem geht es weniger um M = Modelle als um I = Information. Interesse an Überarbeitungen entgegen. Es wird dabei überInformationsaustausch ist essentiell für Zusammenarbeit, sehen, dass durch echte Kooperation und das Zusammenaber es ist erschreckend, wie wenig Bereitschaft es bei führen von Wissen, die gemeinsamen Ergebnisse besser manchen Planungsbeteiligten gibt, Informationen, die man sind, als es die Einzellösungen jemals hätten sein können. erarbeitet hat, den anderen auch mitzuteilen. StattdesEine weitere kulturelle Barriere ist die der Übersen wird diese Information in Dokumenten vergravorteilung und des Preiskampfes, den ein Teil ben und man bekommt die lapidare Antder Bauwelt versucht, mit feudalen Systewort, man könnte sich das gesuchte doch men vor Veränderung zu schützen. Wähaus diesem oder jenen Dokument herrend in der Architekturplanung mittels aussuchen. Wettbewerben versucht wird, neben Beim bloßen Wort „Bauindusden Kosten auch Qualität zu betrie“ denkt man sofort an kolossal werten, ist dies bei Vergabe von schief gelaufene Großprojekte, egal Bauleistungen quasi nicht exisob dies Philharmonien, Tiefbahnhöfe tent, obwohl es sogar rechtlich oder Flughäfen sind, bei denen nur möglich wäre. Zur Komponente Preis gibt es im öffentlichen Verder Tiefbahnhof funktioniert. Als Allgabewesen die Möglichkeit der Eigheilmittel wurde in letzter Zeit immer nungs- und Zuschlagskriterien, nur mehr die Forderungen nach BIM laut Bild 1. BIM lässt in die BlackBox Planung werden dies aufgrund der Risiken von (Die Welt 05.2014, Minister Dobrindt schauen (Abb.: © Drees & Sommer)

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VIRTUALITY AND REALITY MEET INNOVATION Von der Planung auf die Baustelle und zurück Die Building Information Modeling (BIM) Lösungen von Hilti unterstützen Planer und Kunden nahtlos in allen Projektphasen. Im Modell werden alle relevanten Gebäudedaten erfasst und vernetzt, so dass eine Visualisierung der virtuellen Gebäudemodelle möglich wird. Änderungen können jederzeit in BIM eingepﬂegt und realisiert werden. Damit haben Sie eine Datenbasis und jederzeit alle aktuellen Gebäudeinformationen zur Hand. Hilti BIM: Eine Lösung für alle Ihre relevanten Daten. Ihre virtuellen Gebäude können Realität werden. Hilti. Mehr Leistung. Mehr Zuverlässigkeit.

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Einsprachen gemieden, sodass es de facto bei der reinen Preissicht bleibt. In anderen Industrien seit Jahrzehnten bewährte Bewertungsmechanismen wie das TQRDCE sind in der Baubranche unbekannt. TQRDCE kommt ursprünglich aus den USA und steht für Technology, Quality, Responsiveness, Dependability, Costs und Environment. „Die Baukunst ist durch den Architekten Für jede dieser sechs zur graphischen Kunst herabgesunken. Dimensionen sind ErNicht der erhält die meisten Aufträge, der folgskriterien definiert, am besten bauen kann, sondern der, dessen anhand derer nicht nur Arbeiten sich auf dem Papier am besten der aktuelle Preis, sonausnehmen. Und diese beiden sind Antidern auch das langfrispoden.“ Adolf Loos 1910 tige Potenzial der Lieferanten beurteilt werden soll. Da Bauen als eine einmalige Sache gesehen wird, ist das Interesse dahingehend jedoch noch eher gering. Anstatt zu fragen, wie man das Gewünschte zum möglichst billigen Preis erhalten kann, wird die Frage, wie man mit dem zur Verfügung stehenden Betrag denn die beste Qualität erhalten kann, eher selten gestellt. Eine derartige Herangehensweise würde bedingen, dass man demjenigen, der die Bauleistung erbringt, vertraut. Und wie kann man jemandem vertrauen, den man vorab mittels Angebotsrunden runtergehandelt hat – wohlwissend, dass dieser versuchen wird, sich über Nachträge einiges zurückzuholen. Da die Spezifikation in Sachen Verbindlichkeit und Nachvollziehbarkeit nicht selten Wünsche offen lässt und somit in dieser Phase

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Äpfel mit Birnen verglichen werden, wodurch somit der Preis nicht wirklich gebunden ist, gelingt dies den Beteiligten auch meist. Ein Tatsache, welche die Anbieter kennen und nutzen und die schon fast zu einer eigenen Berufssparte lanciert, dem Claim Management. Die aus diesem Misstrauen resultierende Grundhaltung führt zu Informationsrückhaltung und bewusster Intransparenz. Und machen wir uns nichts vor, es verdienen viele Leute eine Menge Geld mit dieser Intransparenz. Eine weitere kulturelle Entwicklung, die, wie das Zitat von Adolf Loos erkennen lässt, eine immer noch aktuelle Bedeutung hat, ist die, dass die Verantwortung für das Design von der Verantwortung für die Erstellung sehr weit entfernt ist.

Bild 2. BIM ist nicht 3D-Geometrie

(Abb.: © Philipp Dohmen)

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Alleine diese Rechnung sollte ausreichend sein, um die Methode BiM zu etablieren. Stattdessen hört man immer wieder von den Kosten für BIM und über die Aufwandsverlagerung nach vorne, die über die Honorarmodelle nicht abgeglichen wird. Am Anfang gibt es zwar mehr Aufwand und Teams, die basierend auf der Methode BIM das erste Mal zusammenarbeiten, sind nicht schneller. Aber nach drei Projekten wird man insgesamt um rund 20 % effizienter. Es gibt Projekte bei denen die Einsparung durch Reduktion des zu viel vorgehaltene Bewehrungsstahls, aufgrund von präzisen Modellen die gesamten Modellierungskosten bezahlt hat.

– iii – Was verändert sich? Bild 3. Traditionelle Mittel versagen

(Abb.: © Drees & Sommer)

„Die Baukunst ist durch den Architekten zur graphischen Kunst herabgesunken. Nicht der erhält die meisten Aufträge, der am besten bauen kann, sondern der, dessen Arbeiten sich auf dem Papier am besten ausnehmen. Und diese beiden sind Antipoden.“ Adolf Loos 1910 Die Rolle des Baumeisters wurde von vielen Architekten gegen die des Fachplaners Design eingetauscht und die, von Vitruv beschriebenen, drei Dimensionen sind allenfalls Lippenbekenntnisse. Diese Kultur der Verantwortungstrennung und Aufgabenabgrenzung ist in unseren Verträgen, unseren Anreizund Honorarsystemen, in den Normen, in der Art wie Wettbewerbe geführt und Ausschreibungen eingeflossen und mit Hilfe vieler Anwälte darin zementiert.

– ii – Um was geht es? Die Bauwirtschaft in Deutschland hat vorletztes Jahr ca. 221.000.000.000€ (Quelle:www.destatis.de) umgesetzt. Einer Studie von Prof.Menz ETHZ (http://www.bauprozess. arch.ethz.ch/publications/artikel, http://www.nzz.ch/ aktuell/wirtschaft/immobilien/vermeidbare-maengel-beimbau-1.18115261 2013) zufolge, geben wir acht Prozent der Baukosten für Fehler aus. Dies gilt für die Schweiz, aber nehmen wir mal den gleichen Wert für Deutschland. Wenn man die Zahlen in einen Zusammenhang setzt, heißt das, dass letztes Jahr für 17.680.000.000 € Fehler gebaut wurden. Wenn man davon ausgeht, dass die Hälfte davon hätte vermieden werden können, wenn man nur rechtzeitig über gute Informationen verfügt hätte, und wenn man von diesen Einsparung nur 10 % in einen geldwerten Vorteil überführen kann, hieße dass: Es gibt 884.000.000 € pro Jahr einzusparen. Ein Einstiegs-Jahresgehalt für Ingenieure bewegt sich zwischen 41.200 € und 52.500 € brutto, (Quelle http:// www.spiegel.de/karriere/berufsleben/gehaltsreport-was-ingenieure-in-welchen-branchen-verdienen-a-927737.html, Heike Friedrichsen, PersonalMarkt). Dafür könnte man also ca. 20.000 Personen beschäftigen. Die Einsparungen durch Risikominimierung und die Vorteile bei der Übergabe in den Betrieb mal außen vor gelassen …

Die Bauwirtschaft steht nicht alleine da, alle sozialen, politischen, gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Änderungen betreffen sie gleichermaßen. Auf der IT Expo in Barcelona hat Peter Sondergaard von Gartner den Nexus of Force ausgerufen, dieses, grob übersetzt, Schwungrad der Kräfte – bestehend aus den vier Komponenten Mobil, Cloud, Social und Big Data: Alle diese separierten Kräfte beeinflussen uns jetzt schon, zusammengefasst werden diese Gesellschaft und Geschäft massiv verändern. Mobil Unsere Geräte werden immer mobiler, kleiner, leichter. Damit gibt es auch auf einer Baustelle Zugang zu allen Informationen. Durch die gewonnen Mobilität ist es auch einfacher, Projektteams an einen Ort zusammenzuführen. Man hört oft, Mobil heisst: „Man kann vom Strand arbeiten“. Aber vielleicht hilft ein Projektbüro, in das ich mit meinem Notebook ziehe und bei dem ich die anderen Beteiligten fragen kann, weil diese mir gegenüber sitzen, dann dem Projekterfolg doch mehr. Mobilität kann also auch anders genutzt werden. Cloud Im gleichen Zuge wie die Geräte kleiner werden, werden die rechenintensiven Prozesse ausgelagert, was wiederum die Geräte schrumpfen lässt. Die Berechnungen werden nicht lokal, sondern in einer Computercloud durchgeführt und man bekommt nur die Ergebnisse zurückgespielt. Durchgängige Verfügbarkeit von Daten auf mehreren Geräten ist schon Alltag, und funktioniert, wie man am Beispiel von Google Drive sieht, schon recht gut (Dieser Artikel wurde z. B. auch in Google Drive geschrieben). Zudem wird die Kluft zwischen absoluter und aktueller Information immer kleiner werden, d. h., dass wir Entscheidungen immer weniger auf vielleicht schon veralteten Informationen gründen müssen. Wir benötigen dauernd Entscheidungen und Informationen um unsere Arbeit machen zu können. Rückkopplung führt dazu, dass sich die Ausgangslage durch die Information, die hinzufügt wird, ändern kann, sodass erneuter Handlungsbedarf entsteht. Man kann diese Abhängigkeiten planen und berücksichtigen oder ignorieren und mit den erst richtigen, dann aber falschen Entscheidungen weitermachen. Wenn Informationen zentral verfügbar sind, schrumpft die Verzögerung, die Ausgangslage wird aktueller, das Feedback erfolgt prompt und die Möglichkeit der Einflussnahme steigt.

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Big Data Wir erzeugen immer mehr und detailliertere Daten und man sagt schon heute: Data is the new Oil. Wenn die Daten schon zentral vorliegen, lassen sich alleine aus dieser Ansammlung wieder neue Erkenntnisse gewinnen und die Kluft zwischen absoluter und aktueller Information schließt sich weiter. Auch kann man multikriterielle Bewertungen miteinbeziehen, indem Dinge in den Zusammenhang gesetzt werden, die normalerweise aufgrund der Diversifikation der Fachplaner nicht zusammenkommen. Als Beispiel: Architektur entsteht meist ohne Feedback aus der Bauphysik. Diese reagiert auf die Vorgaben und verlangt die Einhaltung von gewissen Werten, bezogen auf dies oder jenes Bauteil. Jedes Bauteil hat aber einen spezifischen Ort und eine Ausrichtung und damit besteht z. B. ein Zusammenhang von Glasflächenanteil einer Fassade und einem, für dieses spezifische Gebäude an diesem spezifischen Ort, idealem U-, und G-Wert. Unter Berücksichtigung der Gebäudeform, des Standorts, der Ausrichtung und der globalen und lokalen Strahlungen, sowie der durchschnittlichen Jahrestemperatur an diesem Ort, kann dieser ideale U-Wert deutlich von jeder Norm abweichen. Dinge in den Zusammenhang setzen und Aufgrund von solch detaillierten Bewertungen gute Entscheidungen treffen, ist eines der wichtigsten Argumente für BIM. Data-Mining und die zentrale Sammlung bietet für alle Organisationen die Möglichkeit, zu lernen. Social Der gemeinsame Zugriff bedeutet, dass man über die Inhalte kommunizieren und diese bewerten kann. Zentral bearbeitete Dokumente – neudeutsch „shared“-, können von Teammitgliedern verändert oder kommentieren werden (Analogie zum Facebook Daumen hoch „i like it“). Oder besonders erfolgreiche Ergebnisse werden mit einem Rating versehen (z. B. Dieses Projekthandbuch hat ein AAA+ Rating). Wenn beim nächsten Projekt jemand eine ähnliche Aufgabe formuliert, kann auf bestehende, als gut befundene Unterlagen, automatisch hingewiesen werden (Personen, die dieses Dokument verwendet haben, haben auch Gefallen an diesem gefunden). Feedback, schnelle Rückmeldung, Bewertungen – all dies ist in vielen Bereichen gang und gäbe. Diese sozialen Systeme lassen sich nutzen, um die eigene Arbeit zur Diskussion zu stellen und ständig zu verbessern. Vielleicht muss man demnächst, als Qualifikation für eine Vergabe, mindestens 1 Mio. „Likes“ oder 10.000 „Follower“ haben.

Social bedeutet Kommunikation und andere an seiner Arbeit (bisher größtenteils an seinem Privatleben) teilhaben zu lassen. Diese Mechanismen müssen nicht für die Baubranche erfunden werden, sie sind schon da. All diese Themen werden von der Generation Y schon selbstverständlich und intuitiv benutzt. Auch eine gesellschaftliche Veränderung darf man nicht unterschätzen: 2012 waren 1.962.861 Personen (Quelle:www.destatis.de) im Baugewerbe beschäftigt, zu großen Teilen ist deren Arbeit handwerklich und manuell. Im Zuge von Vorfertigung und Rationalisierung wird diese Zahl erheblich reduziert werden. Im Gegenzug ist ein steigender Bedarf an Fachkräften erkennbar, die aus den gewonnen Daten Baubares erzeugen können. Wenn wir diese Ideen reflektiert, lässt sich eine Strategie ableiten, die sowohl für die Branche als auch für die eigene Institution gültig ist. Es gibt viele gute und wichtige Ansätze, um die Zukunft positiv zu gestalten: Ja wir müssen vermehrt in die Ausbildung investieren, Ja, wir müssen die künftigen Generationen mit einbinden und die Baubranche attraktiv für die Zukunft machen Vielleicht muss man demnächst, als Qualium gute Leute zu be- fikation für eine Vergabe, mindestens 1 Mio. kommen, Ja, wir müs- „Likes“ oder 10.000 „Follower“ haben. sen lebenslanges Lernen etablieren, Ja, wir brauchen Standards und Normen um die Methode zu etablieren und vielleicht brauchen wir sogar auch Signale aus der Politik. Alles richtig und wichtig, es hilft zwar, nützt aber nichts. Was an erster Stelle steht, ist ein kultureller Umbau, weg von der Abgrenzung, Übervorteilung und Fokussierung auf das eigene Fach, hin zu einer Planungs- und Baukultur der Integration und Kooperation und dem Willen für Win-Win. Und das fängt heute, hier, jetzt und bei jedem persönlich an. Interessant wie sich die Dinge verschieben, da haben wir lange auf funktionierende Schnittstellen und deutschsprachige Leitfäden gewartet, um festzustellen, dass der Anfang der Änderung letztendlich doch wieder bei uns selber liegt. Auch bei Drees & Sommer versuchen wir diese Verschiebung mitzugestalten. Es stimmt, es ist noch nicht alles fertig und wir sind noch lange nicht da, aber wir sind auf dem Weg. Wir sind auf dem Weg besser Informationen zur Verfügung zu stellen, als jemals zuvor, um Aufgrund dieser Informationen bessere Entscheidung zu treffen. Dies ist ein Weg, der es lohnt begangen zu werden und es ist ein Weg, auf dem jeder für sich neue Geschäftsmodelle entwickeln muss. Denn BiM ist letztendlich Geschäft, oder wenn man es mit dem Worten von Patrick McLeamy (FAIA, LEED® AP Chairman + Chief Executive Officer Executive Committee + HOK Board Member) sagen darf: MORE BANG FOR YOUR BUCK. Philipp Dohmen, Projektmanager bei Drees & Sommer, Vorstandsmitglied bei BuildungSMART Schweiz und Vizepräsident der Kommission für Informatik beim SIA

Bild 4. Der Blickwinkel von vielen an der Planung Beteiligten (Foto: © Daniel Hohlfeld – Fotolia.com)

Weitere Informationen: www.dreso.com

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No risk – no business Von BIM und den mit ihm verbundenen neuen Geschäftsmodellen „Der Fuchs biss die Zähne zusammen, rümpfte die Nase und meinte hochmütig: ‚Sie sind mir noch nicht reif genug, ich mag keine sauren Trauben.‘ Und mit erhobenem Haupt stolzierte er in den Wald zurück.“ BIM verspricht mehr Effizienz, mehr Transparenz, bessere Kommunikation zwischen Beteiligten, besseres prozessorientiertes Arbeiten, erhöhte Sicherheit hinsichtlich Zeit und Kosten, exaktere Prognosen derselben etc. … Wie kann es angesichts all dieser verheißungsvollen Aussichten sein, so lautet eine nahliegende Frage, dass in einem Land, das zweifelsfrei prozessorientiert, qualitätsbewusst und technologieaffin ist, das Vorreiter in kontinuierlichen Verbesserungsprozessen und industriellen Lösungen ist und das in der ganzen Welt durchaus auch als Vorbild solcher Konzepte dasteht, so eine neue Arbeitsweise nicht schon vor Jahren Fuß gefasst hat und heute einfach zum Alltag gehört? Die Antwort, so man sie mathematisch formuliert, erlaubt nur zwei Möglichkeiten: 1: BIM hält all die versprochenen Vorteile nicht ein. 2: Die versprochenen Vorteile sind keine solchen für die Betroffenen der Wertkette.

Gehen wir schließlich die Antwort nicht nur mathematisch, sondern auch psychologisch an, dann gibt es eine dritte Antwort: 3: Ein Großteil der Menschen fühlt sich bei Veränderungen verunsichert und blockt diese solange ab, bis der Schmerzpegel der Konsequenzen einer Nichtveränderung höher ist, als der des Anpassens …

–i– Zur ersten Möglichkeit: BIM kann nicht, was es verspricht. Das würde zunächst bedeuten, dass die Werkzeuge, die seit Jahren auf dem Markt existieren, in korrekter Weise angewendet, in korrekten Prozessen eingesetzt, und von erfahrenen Mitarbeitern bedient, nicht im Stande sind, mehrwertschaffende Datenmodelle zu liefern. Datenmodelle, die an verschiedenen Punkten der Wertschöpfungskette den verschiedenen Teilnehmern verschiedene neue Möglichkeiten bieten. Daten in Modellen, die (so korrekt) in Information verwandelt werden können und diese wiederum in Intelligenz. Auf der anderen Seite würde das fraglos auch heißen, dass alle Länder/Unternehmen, die seit Jahren schon BIMaffin sind, und in denen man sich weigert auf die 2D Methode zurückzugreifen, uns etwas vorgaukeln.

Bild 1. Prüfen und Vergleichen des Raumprogrammes von Krankenhaus Entwürfen in einem Wettbewerb

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– ii –

kenhauses durch das virtuelle Abspielen der Zirkulation von Patienten und Ärzten in den Modellen eines WettbeZur zweiten Möglichkeit: Was ist eigentlich ein Vorteil? werbes, sich für den optimalen Entwurf entscheiden? Wir Laut dem guten alten Duden „etwas (Umstand, Lage, sollten nicht vergessen, dass Gebäude Maschinen sind, Eigenschaft o. Ä.), was sich für jemanden gegenüber ande- und das zukünftige Betreiben und die Wertschöpfung ren günstig auswirkt, ihm Nutzen, GEWINN bringt“. stark durch das Optimieren der Raumverteilung beeinD. h., BIM müsste eigentlich den einzelnen Teilnehmern flusst werden kann. Reden wir z. B. mit dem Betreiber eider Wertschöpfungskette im Sinne Ihrer individuellen In- nes Krankenhauses, sehen wir, dass die Wirtschaftlichkeit teressen einen Gewinn bringen. Bauherren, Banken, Ver- dieser Objekte von einer derartigen Optimierung abhänsicherungen, Betreibern, Real Estate Consultants, Project- gen kann, sie für ihn demzufolge Platz 1 auf der PrioritäManagement-Unternehmen, Architekturbüros, Tragwerks- tenliste innehat. planern, Gebäudetechnikern, Behörden, Bauunternehmen, Solange wir uns mit den wahren Kunden und InitiatoSubunternehmern, Bauteil- und Baustoffindustrie, Facility ren eines Projektes beschäftigen, erscheint es nicht diskuManagement-Unternehmen ... sie alle tabel, dass ein enormer realer Mehrmüssten irgendeine Art von Gewinn für wert für sie alle besteht. Dennoch hänKann ein Virtuelles Gebäude mit der Mögsich in BIM sehen. Jeder einzelne dieser gen sie alle davon ab, dass die lichkeit, verschiedene InformationsdimenBeteiligten hat ein ganz konkretes Busi- sionen in sich aufzunehmen, ein Vorteil Teilnehmer in der Mitte der Kette ihness-Model (BM), seine höchst eigene sein gegenüber ausgedruckten 2D-Plänen nen diese Modelle liefern, und zwar Art und Weise, auf die er seit Jahren ei- und alphanumerischen Tafeln? fehlerfrei und mit genau den Daten nen Mehrwert schafft, um ihn sodann und in der Qualität, die sie benötigen, monetär umzusetzen. Wenn wir reines um damit ihre Simulationen zu erstelBusiness school-Knowhow und dessen Terminologie an- len und damit Intelligenz zu schaffen. Und da nun wird es wenden, dann ergäbe sich Folgendes: Jedes Unternehmen richtig spannend, wenn wir wieder auf das reale BM nimmt ein Plus-Minus-Risiko auf sich und arbeitet dann schauen. daran, es in Plus-Risiko zu verwandeln ... also in Gewinn. Jeder einzelne der Beteiligten tut dies mittels seiner Risiko– iii – berechnungen, seines Knowhows und mittels bestimmter Werkzeuge, in die er bestimmte Daten einfüttert. Und das Planungsbüros (Architekten, Gebäudetechniker und Statimacht jedes Unternehmen schon seit Jahren und es funk- ker) haben (bewusst oder unbewusst) folgendes Wertschöpfungssystem: Es werden bestimmte Dienstleistungen tioniert gemeinhin, sonst wäre es als Unternehmen ja nicht angeboten, die immer wieder darauf beruhen, dass nicht mehr existent. Beim Entstehen eines Immobilienprojektes plant der mehr Ressourcen (Zeit, Menschen) eingesetzt werden, als Bauherr sein Risiko gut durch. Die Banken machen genau jene, die man vom Kunden bezahlt bekommt. Das ist die das gleiche und die Versicherungen auch. Danach startet Basis jeder Dienstleistung (ließe sich – nota bene – von der Verantwortung absehen …). Hier zeigt sich sofort, dass das Projekt und alle drei Stakeholder monitorisieren die zwei Dimensionen eine Rolle spielen: Die Mensch/StunEntwicklung des Risikos so gut ihnen das mit heutigen Mitteln möglich ist – wissend, dass jede Information, die den und der Preis/Mensch. Wir sagen also dem Planer, sie nicht erhalten, das Minus-Risiko für Sie steigern kann. dass er viel effizienter sein könne, wenn er mit der BIMBIM müsste also in der Lage sein, diesen drei Rollen ein Methode arbeitet. BIM-Methode heißt für ihn nun aber besseres Risikomanagement zu verschaffen. Da das BM Folgendes: aller drei das Produzieren und Finanzieren von Quadratmetern (über eine konkrete Zeitspanne), und das Risiko Phase 1: Kosten in Form von Hardware, Software und immer mit der endgültigen Menge an produzierten Quad- Schulungen … plus eine Lernkurve, in welcher man die ersratmetern , deren Preis und der Zeitspanne zu tun hat, ist ten Projekte ganz intensiv – eventuell sogar gleichzeitig konfolgendes klar: BIM muss ihnen ermöglichen, diese drei ventionell und mit BIM – betreuen muss, bis man sich mit Parameter vom ersten Tag an und dann durgehend durch den Datenmodellen, deren Qualitätsprüfungen und deren das ganze Projekt besser zu kontrollieren. Kann BIM das? Nahtstellen* zu den restlichen Teilnehmern eingeübt hat. Kann ein Virtuelles Gebäude mit der Möglichkeit, verschiedene Informationsdimensionen in sich aufzunehmen, Phase 2: Datenmodelle und Datenmanagement sind hochhier ein Vorteil sein gegenüber ausgedruckten 2D-Plänen wertige Funktionen mit neuen Verantwortungen. Die Verantwortlichen sind neue wichtige Personen im Unternehund alphanumerischen Tafeln? Nun kann es etwa sein, dass der Bauherr auch Betrei- men, denn von ihnen hängt die Qualität und Brauchbarkeit des Produktes ab. Das bedeutet dann für das BM eines ber ist, oder dass dieser schon am Anfang des Projektes mit beteiligt ist. Wie dem auch sei, das BM des Betreibers Büros plötzlich die Nichtaustauschbarkeit dieser Persoist die Rentabilisierung von Quadratmetern. Sein Risiko nen, was sich wiederum direkt auf die von ihnen verurist also das korrekte einschätzen der monatlichen oder sachten Kosten Mensch/Stunde auswirkt. Die in unserer jährlichen, ggf. zehnjährigen Kosten des Objektes und es Branche übliche hohe Rotation des Personals in den Planungsunternehmen und das übliche, projektbezogene Einist das, daraufhin den Preis festzusetzen. Kann für den Betreiber das virtuelle Simulieren dieser Kosten dank ei- stellen von Arbeitskräften wäre somit hinterfragt. nes BIM Modelles über Jahrzehnte hinaus eine Hilfe sein, um sein Risiko viel besser zu bearbeiten (also in Plus-Ri- * Nahtstelle = Schnittstelle ohne Pessimismus, Jean Luc Perrin 2013 gegenüber dem Autor siko zu verwandeln)? Kann z. B. der Bauherr eines Kran-

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Bild 2. Mit BCF Dateien (Bim Collaboration Format) Angelegenheit basiert kommunizieren

Wenn wir also den potentiellen BIM-Modell-Lieferanten zurufen: „BIM macht euch effizienter“, kommt im Unterbewusstsein natürlich die Antwort: „Das sehe ich aber anders“. Und die Antworten kann man dann in folgende fünf Familien einordnen: 1. „… brauch ich nicht, ich bin gut genug.“ 2. „… zahlt doch keiner für.“ 3. „… ist noch zu früh / ist noch nicht reif genug.“ 4. „… schränkt die Kreativität ein.“ 5. „… ist für unsere kleine Dimension nicht bezahlbar:“ Die BIM Methode muss das BM der Planer unterstützen können. Das hat nun zwar mit Business-Optimierung

durchaus zu tun (also mit Effizienz), aber viel mehr mit Business-Kreation (also neuem Business). Folgende Erkenntnisse sehe ich immer wieder bei den Büros, die auf BIM umgestiegen sind oder es gerade tun: – BIM hilft mir, an mehr / an bessere / an größere / an internationale Projekte zu kommen (Mehr Volumen und Qualität der Aufträge). – BIM hilft mir, meinen Entwurf besser durchzusetzen (und nicht immer in späteren Phasen stark vergewaltigt zu werden, so dass nicht viel von der originären Architektur übrigbleibt). – BIM hilft mir, die Qualität meiner Arbeit von Projekt zu Projekt zu steigern und Kontinuierlich zu verbessern, dank BIM-Qualitätswerkzeugen wie Solibri. – BIM hilft mir, übliche, unendlich mühselige Überprüfungen meiner Entwürfe automatisiert in Sekundenschnelle zu checken (Normen, Fluchtwege, Feuerzonen, Rutine Checks der Struktur oder Gebäudetechnik, Kollisionen, Raumprogramm, Quadratmeter-Hypothesen etc.). – BIM öffnet neue Vermarktungsmöglichkeiten meiner Arbeit (Wenn ein Datenmodell für bestimmte Stakeholder der Wertschöpfungskette so unheimlich interessant ist, dann gibt es Möglichkeiten, sich auf dieses Erstellen von qualitativ hochwertigen Datenmodellen zu spezialisieren oder sogar nur auf das Qualitätsmanagement derselben. Dass öffnet neue Welten …). – BIM ermöglicht es mir zum ersten Mal, mit Werkzeugen wie Solibri Model Checker komplexe Fragestellungen an das Modell zu stellen, in denen ich Architektur, Gebäudetechnik und Tragwerk in Beziehung bringe (Sind in allen X Räumen der Architektur, die ein X Element der Struktur beinhalten, auch immer X oder mehr Komponenten der Gebäudetechnik vorhanden?)

Bild 3. Regelbasierte Qualitätskontrolle von BIM Modellen macht den BIM Prozess erst möglich

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– BIM hilft mir, meine Kunden stärker an mich zu binden. Diese neue Art, mit ihnen zu kommunizieren, ist für sie unglaublich hochwertig und wird noch nicht von vielen Büros angeboten.

das sich auf Quadratmetern basierend, einen Gewinn X verspricht. Dieser Gewinn tritt erst ein, wenn die Quadratmeter betreibbar sind, was im Regelfall erst nach bestimmten Zeitspannen der Fall ist, die teilweise mit dem Warten auf Genehmigungen von Behörden zusammenhängen. – Simple Rechnung: Multipliziert man z. B. die – iv – Monate, die bei einem Hotel-Projekt durch GenehmigunWenn wir nun in der Wertkette einen Schritt weiter gehen, gen verloren gehen X 100 Hotel-Zimmer X Preis pro Zimkommen wir zu den Behörden, die als BM sehr komplex mer X 60 % Durchschnittsbelegung, kommt man schnell nur zu analysieren sind, da öffentlich. Dennoch ist es ein- auf den realen Impact der Wartezeiten. Man nehme jetzt leuchtend, dass … die totalen Quadratmeter die im Jahr in der DACH-Rea) … es sich hier um Wertschöpfung handeln muss, gion gebaut werden, multipliziere diese mit einem Durchb) … man grundsätzlich effizient sein sollte, schnittsmehrwert oder Gewinn pro Quadratmeter und c) … man auch hierzulande, wenn wir den Trend anderer dann mit einem Durchschnittswert der Wartezeiten, so Länder der Welt beobachten, früher oder später kein kommt man auf Geldmengen, die nicht real zu sein scheiGeld verlieren, sondern Geld wird generieren müssen. nen. Wenn wir dann noch den letzten Schritt wagen, nämlich diese Geldmenge in Steuern zu verwandeln, die Die Wertschöpfung stellt sich in diesem Falle als äußerst zurück in die Wirtschaft und das Land fließen, dann fragt interessant dar: Man nimmt Entwürfe entgegen und fällt man sich sofort, auf was wir da noch warten. Das Autocodie Entscheidung (oder eben nicht), des-Project, in dem Solibri Model einen von ihnen ins Stadtbild einzubet- Kann für den Betreiber das virtuelle SimuChecker kooperiert, macht genau ten. Man überprüft also die Einhaltung lieren dieser Kosten dank eines BIM Model- das. Es automatisiert die Arbeit der les über Jahrzehnte hinaus eine Hilfe sein, ganz bestimmter Regeln. Überprüfungsbeamten (Code CheHier gibt es ein sehr interessantes um sein Risiko viel besser zu bearbeiten? ckers) so, dass diese auf Knopfdruck Projekt in USA namens Autocodes (In sehen können, ob die Norm eingehalyoutube zu finden (http://www.fiatech.org/index.php/ ten wurde oder nicht und wo die Fehler sind. So werden projects/active-projects/162-active-projects/projects- Monate in Sekunden verwandelt ... mit einem Nebenefmanagement/593-automated-code-plan-checking-toolfekt – die Genauigkeit, da die Fehler automatisiert gefunproof-of-concept)), das folgende Rechnung durchgeht: den werden! Das aber geht nur, wenn man ein BIM-MoJede Genehmigungsnachfrage entspricht einem Business, dell abliefert und dieses von der Qualität her korrekt ist.

Bild 4. Intelligente Mängelerkennung in einem Architektur BIM Model (Abb. 1: cad-pool, Abb. 2: Porr Design & Engineering GmbH, Abb. 3: Solibri Inc., Abb. 4: Solibri Inc.)

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–v– Schließlich sollten wir uns nochmals den ausführenden Unternehmen widmen, deren BM darin besteht … a. … eine Vielzahl von Plänen zu interpretieren, und daraus ihr Plus-Minus-Risiko abzuschätzen, indem sie einen Marktpreis angeben (Akquise in immer kürzeren Zeiten und zu immer niedrigeren Preisen) b. … bei der Ausführung der Versicherungs-Risikoträger zu sein (z. B. bei Unfällen). Könnte es sein, dass die Existenz von BIM-Modellen dieses Risiko auf ein Minimum schrumpfen lassen kann, solange die Qualität der Daten korrekt ist? Das ist unterdessen so sonnenklar, dass sogar Vorstände bestimmter Bauunternehmen in der Projekt-fokussiertes Denken birgt jedoch inDACH-Region sich versofern eine gefährliche Falle in sich, als bei stärkt Gedanken darüder gesamten BIM-Diskussion sehr leicht der ber machen, was in der Fehler begangen wird, die Vor- und Nachteile Zukunft aus Ihrem BM der BIM-Methode mental an einem ersten werden soll. Denn und einzigen Projekt durchzuspielen. wenn in der Planungsfase geBIMt wird, heißt dies, dass das Risiko vom Bau in Richtung Planung schwindet. Jeder Geschäftsmann weiß sofort, was das dann für Ihn heißt: no risk = no business. Man plant also, um dem Risiko zu folgen! Sowohl upstream als auch downstream. Also das Risiko der korrekten Planung auf sich zu nehmen, oder das Risiko der intelligent geplanten und simulierten Bewirtschaftung über den Lebenszyklus. Bei Punkt b. haben Bauunternehmen bereits erkannt, dass die Sicherheit auf dem Bau mit BIM ungeheuer effizienzsteigernd ist, und hier ist das plus-minus-Risiko der Kosten eines Menschenlebens unschätzbar, wie etwa Turner Construction Company (Tochtergesellschaft von Hochtief in den USA) zeigt, wo man Werkzeuge wie Solibri Model Checker einsetzt, um die Sicherheitsmaßnahmen zu prüfen. Als letztes Glied der Wertschöpfungskette bewegt die FM-Branche bekanntlich weit mehr Ressourcen und Geld als die Baubranche; es verbirgt sich dahinter also auch eine größere Industrie. Industrien lieben es jedoch nun mal, mit Prozessen, mit Prognosen und mit Sicherheit zu arbeiten (zwecks Risikoentschärfung). Ich habe noch keinen Unternehmer kennen gelernt, der mir nicht gestanden hätte, dass er für sein Leben gerne seinen FM-Dienstleister besser überwachen würde – die Möglichkeiten der Optimierung in dieser Branche sind also wahrscheinlich enorm. Würde

ein BIM basiertes Controlling der FM-Operationen für bessere Kommunikation und Transparenz sorgen? Die Antwort überlasse ich gern dem Leser. Zuletzt liegt es nahe, hier noch einen kleinen Denkfehler zu beleuchten, der sich immer wieder findet: Unsere Branche ist Projektbasiert. Projekt-fokussiertes Denken birgt jedoch insofern eine gefährliche Falle in sich, als bei der gesamten BIM-Diskussion sehr leicht der Fehler begangen wird, die Vor- und Nachteile der BIM-Methode mental an einem ersten und einzigen Pro- Würde ein BIM basiertes Controlling der jekt durchzuspielen. FM-Operationen für bessere KommunikaDas passiert sowohl tion und Transparenz sorgen? Die Antwort bei winzig kleinen überlasse ich gern dem Leser. Architekturbüros als auch bei ausgesprochen großen Bauunternehmen. Solange wir aber nun nicht verstehen, dass das systematische Arbeiten, Auswerten und Analysieren der Daten in BIM-Modellen zum Nebeneffekt hat, dass wir zum ersten Mal einen wirklichen, durgehenden und kontinuierlichen Verbesserungsprozess einführen, und dass wir mit Daten von Projekt zu Projekt intelligenter werden können (wie jede andere Industrie auch), dann verfehlen wir den wahrscheinlich wichtigsten Punkt. Es geht nicht darum, ein BIM-Projekt zu machen ... es geht darum, in den nächsten Jahrzehnten dank BIM wettbewerbsfähig zu bleiben. Die BIM-Methode kommt auch zu uns, langsamer oder schneller, und nichts kann sie aufhalten. Entweder wir liefern, was dem Markt einen Mehrwert bringt, oder Unternehmen von außerhalb der DACH-Zone werden es tun. Mein Vorschlag ist, die fünf Standard-Antworten auf BIM in Ehrlichkeit und Bescheidenheit zu einer einzigen zu verwandeln: „BIM ist eine Arbeitsweise, bei der für mein Business Model neue Risiken (Plus/Minus) entstehen, von denen ich heute noch nicht genau weiß, wie ich sie auf meine Seite spielen werde“.

„Und genau in dem Moment, in dem die Raupe dachte, die Welt geht unter … wurde sie ein Schmetterling“. Andres Garcia Damjanov, Solibri Inc. D-A-CH Region

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BIM-Implementierung im Unternehmen Wie die Umstellung auf BIM das Bauen hochwertiger, effizienter und besser kalkulierbar macht Mit der Umstellung auf Building Information Modeling (BIM) findet zurzeit ein grundlegender Wandel in der Bauindustrie statt. Mit BIM können Bauwerke schneller, effizienter und ressourcenschonender auch in großen Teams geplant und realisiert werden. Doch was bedeutet das für Unternehmen, die noch nicht nach der neuen Methode arbeiten? Wie kann die Umstellung angegangen werden und wie werden kostspielige Fehler vermieden? Das US-amerikanische Betonbauunternehmen Wayne Brothers ist diesen Schritt bereits gegangen. Die rund 400 Mitarbeiter arbeiten seit 2012 mit Building Information Modeling. Ausgangspunkt für die Umstellung waren die wachsenden Anforderungen und komplexer werdenden Produktionsabläufe im Baugewerbe. Oft beginnt der Bau bereits vor der Fertigstellung der Detailplanung, so dass hier Flexibilität gefragt ist. Einzelne Konstruktionspläne müssen nach und nach integriert werden, ohne dass Details dabei verloren gehen. Diese Integration von Konstruktionsdaten lässt sich mit BIM wesentlich einfacher verwalten. Darüber hinaus nutzt Wayne Brothers das Modell zur Abstimmung mit Mitarbeitern, Lieferanten und Subunternehmern. Auch die Kommunikation mit Auftraggebern und Eigentümern wird durch das intuitiv verständliche 3D-Modell erleichtert.

Umsetzung bei Wayne Brothers Die Umstellung auf BIM war also ein logischer Schritt – doch wie setzt man sie konkret um? „Wir entschieden uns für eine graduelle Implementierung von BIM und führten

Bild 1. Das BIM-Modell erleichtert die Kommunikation mit Mitarbeitern, Lieferanten und Auftraggebern

die neue Arbeitsweise Schritt für Schritt in verschiedene Elemente des Arbeitsprozesses ein“, erläutert Ryan Barker, BIM-Manager bei Wayne Brothers*. „Wenn sich ein Vorgehen bewährte, nutzten wir es als Grundlage für weitere Schritte. Wenn eine Idee nicht funktio„Wir verwendeten BIM zunächst im operanierte, betrachteten wir tiven Geschäft, weil wir wussten, dass es das Problem noch eindort den meisten Nutzen bringt“ mal aus einem anderen Blickwinkel.“ Dabei wurde BIM zunächst in den ausführenden Abteilungen eingesetzt, dann nach und nach für Planungs- und Ausschreibungsaktivitäten und zuletzt in der Geschäftsfeldentwicklung. „Wir verwendeten BIM zunächst im operativen Geschäft, weil wir wussten, dass es dort den meisten Nutzen

Bild 2. Eines der ersten BIM-Projekte von Wayne Brothers: Das Baseballstadion BBT Ballpark in Charlotte, North Carolina, als Modell …

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Bild 3. … sowie nach der Fertigstellung

bringt“, sagt Daniel Wayne, Project Manager und Director of Technology bei Wayne Brothers. „Danach begannen wir damit, Projekte zu modellieren um neue Aufträge zu gewinnen. Dies ist besonders sinnvoll bei komplexen Industrieanlagen mit einem engen Zeitplan.“ Der erste Einsatz von BIM fand direkt auf der Baustelle bei einem bereits geplanten Projekt statt. Die Bauteile wurden basierend auf den Informationen der Konstruktionszeichnungen und der Vertragsunterlagen modelliert und alle Informationen in einem Modell gebündelt. Aus diesem detaillierten Modell gewannen die Ingenieure auch Konstruktionsdaten für die Schalungs- und Bewehrungsherstellung. Zudem wurden beispielsweise Hebepunkte für den Kran und Messpunkte für den Einsatz einer Totalstation definiert. So diente das BIM-Modell als zentrale Informationsquelle für den gesamten Bauablauf. „Das vollständige Modell mit den Hervorhebungen von Überschneidungen macht es sehr viel einfacher, Probleme mit den Kunden, Subunternehmern oder den Arbeitern auf der Baustelle zu besprechen“, erläutert Ryan Barker. Um letztere stärker in den Prozess einzubinden, legte Wayne Brothers von vornherein Wert darauf, das BIMModell auch auf der Baustelle zu nutzen. Sobald das Konstruktionsteam den Betonbau modelliert hat und auch Details wie Betonierfugen, Isolierungen, Ankerbolzen und Bewehrungsstäbe integriert sind, können die Arbeiter vor Ort mit einem BIM-Viewer auf das Modell zugreifen. „Die Verwendung des Modells auf der Baustelle bringt viele Vorteile“, betont Ryan Barker. „Das Modell wird verwendet, um die Betonierung zu planen, den Baufortschritt

Bild 4. Das BIM-Modell enthält alle Informationen zum Gebäude und wird auch auf der Baustelle verwendet

zu verfolgen, Abläufe zu koordinieren und Maßnahmen zur Betriebssicherheit zu planen. Jeder Nutzer des BIMViewers kann Anmerkungen hinzufügen und allen Kollegen zur Verfügung stellen.“ Nachdem die Software erfolgreich in der Bauausführung genutzt wurde, weitete Wayne Brothers sie auf die Ausschreibungsphase aus. Das macht sich im Änderungen, beispielsweise vom Kunden, weiteren Projektverwerden innerhalb weniger Stunden allen lauf bezahlt: Wie die Beteiligten bekannt. meisten Bauunternehmer muss Wayne Brothers oft schnell handeln. Es ist für die Firma nicht ungewöhnlich, zwei bis drei Wochen nach Auftragserhalt bereits mit den Arbeiten auf der Baustelle zu beginnen. In diesem Zeitraum müssen noch Lieferanten für Bewehrungsstahl gefunden, die Planung mit den Ingenieuren abgestimmt und der Stahl bearbeitet und geliefert werden. Mit den klassischen 2D-Planungstools ist es fast unmöglich, dies in einem so kurzen Zeitraum durchzuführen und dabei präzise zu arbeiten. Nun erstellt Wayne Brothers das BIM-Modell mit allen Betonelementen bereits als Teil des Angebots an den Kunden. Erhält Wayne Brothers den Auftrag, so wird das Modell mit den Lieferanten geteilt, die dann weitere Details zum Bewehrungsstahl hinzufügen. Änderungen, beispielsweise vom Kunden, werden innerhalb weniger Stunden allen Beteiligten bekannt. „Mit BIM haben wir die Zeit für diesen Prozess halbiert“, erklärt Daniel Wayne. „Das ermöglicht es uns, auch sehr enge Zeitpläne einzuhalten. Wir können schneller reagieren, präziser arbeiten und genießen einen großen Vorteil gegenüber der Konkurrenz.“ Das Unternehmen bezeichnet seine Vorgehensweise als „Wayne Brothers Information Modeling“, kurz WBIM. Die Methode ist fest in die Geschäftsprozesse eingebettet. Dadurch ist Wayne Brothers in der Lage, den Kunden weitere Dienstleistungen anzubieten. Beispielsweise können bereits in der Baueingabe und Planung mögliche Probleme identifiziert werden. Das vermeidet Verzögerungen und Kostenüberschreitungen und minimiert den Ausschuss. Statt nur auf Konflikte im Betonbau und beim Bewehrungsstahl zu achten, prüft Wayne Brothers das Modell des gesamten Projekts. Modelle aus anderen Bereichen werden importiert, so dass zu Baubeginn die Konstrukteure

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und die einzelnen Gewerke das Modell mehrmals überprüft und Konflikte identifiziert haben.

Umstellung von Software und Arbeitsabläufen Wie bei Wayne Brothers findet jedes Unternehmen seinen eigenen, auf die Organisation zugeschnittenen Weg, BIM zu implementieren. Wesentlich ist dabei: Um die Methode optimal nutzen zu können, muss das Konzept in den kompletten Prozess der Gebäudeplanung und Produktion eingebettet werden. Für das Modell selbst steht eine Vielfalt an Software für unterschiedlichste Bedürfnisse zur Auswahl. Bei Wayne Brothers entschied man sich für Tekla Structures, weil die Software dem Betonbauer eine große Auswahl an Möglichkeiten zur Konstruktion von verschiedenen Beton- und Armierungselementen bietet. Auch die Integration von vielen verschiedenen, von den Zulieferern zur Verfügung gestellten Dateiformaten sowie die direkte Interoperabilität mit Totalstationen und anderen Messgeräten sind möglich. Wer kurzoder langfristig plant, in der Cloud zu arbeiten, sollte auf eine schlanke Datenbankgröße Wert legen. Dann kann jeder Mitarbeiter stets auf das Modell zugreifen, sei es auf dem Computer im Baustellenwagen oder über mobile Endgeräte. Hierfür gibt es verschiedene kostenfreie BIM-Viewer mit variierendem Funktionsumfang, wie zum Beispiel Tekla BIMsight. Doch die Umstellung auf BIM beinhaltet nicht nur die Wahl einer neuen Software. Sie hat auch großen Einfluss auf die Arbeitsabläufe und Organisation im Unternehmen. Für

Wayne Brothers war die größte Umstellung die zunehmende Menge an Arbeit, die im Vorfeld eines Projektes erforderlich ist. In diesem Zeitraum werden bereits Probleme gelöst und der Arbeitsablauf virtuell getestet und optimiert, so dass sich diese Investition später bezahlt macht. Durch die graduelle Einführung konnte sichergestellt werden, dass jede Abteilung die nötige Aufmerksamkeit und Unterstützung bei der Umstellung erhielt und Probleme im Kleinen erkannt wurden, bevor sie sich auf das gesamte Unternehmen auswirken konnten. Die Implementierung in der Unternehmensorganisation erfolgte Schritt für Schritt. Dabei das Ziel nicht aus den Augen zu verlieren, ist laut Ryan Barker besonders wichtig: „Es ist entscheidend, dass man von Anfang an vollständig hinter der Sache steht. Wie jedes andere Projekt auch benötigt die BIM-Umstellung einen festen Verantwortlichen und die notwendigen Ressourcen, um die Änderung umzusetzen.“ Ebenso wichtig ist es, alle Mitarbeiter einzubeziehen und ihre Unterstützung zu sichern, um BIM im Unternehmen langfristig erfolgreich einsetzen zu können. Dabei können schon einfache Mittel helfen: „Wenn ein Mitarbeiter das BIM-Modell zum ersten Mal sieht, gibt es immer einen ‚Wow-Effekt‘“, erzählt Barker. „Die einfache, aber effektive Visualisierung im Modell begeistert sofort. Das hat uns sehr geholfen, Unterstützung für den doch manchmal aufwendigen Umstellungsprozess zu gewinnen. Die Implementierung von BIM war nicht so schwierig, wie man vielleicht denkt. Das wichtigste für den Erfolg war die Unterstützung aller Beteiligten, von der Unternehmensführung bis hin zu den Bauarbeitern“, resümiert er.

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Bild 5. Elemente wie Bewehrungsstahl werden anhand des Modells vorproduziert

Bild 6. Wayne Brothers nutzt BIM, um das gesamte Gebäudemodell auf Konflikte zu prüfen (im Bild: Beton- und Stahlbau beim BBT Ballpark) (Fotos/Abb.: Tekla/Wayne Brothers)

BIM als strategische Investition

direkt an den Kunden weitergegeben werden. Entscheidend für den Erfolg ist, dass BIM nicht einfach als neue Software betrachtet wird, sondern als neue Methode für den Bauprozess, die in die Arbeitsabläufe integriert werden muss. Die Umstellung auf BIM macht das Bauen hochwertiger, effizienter und besser kalkulierbar und sichert damit die Zukunftsfähigkeit des Unternehmens.

Die Umstellung auf BIM ist eine strategische Investition in die Zukunft des Unternehmens. Davon profitiert das Unternehmen ebenso wie seine Kunden. Vom ersten BIMProjekt an gab es bei Wayne Brothers weitreichende Verbesserungen im Konstruktions- und Bauprozess, von detaillierteren Besprechungen bis hin zu weniger Fehlern bei vorgefertigten Bauelementen. Gleiches gilt für den Ortbeton: Mit dem Gebäudemodell lässt sich die benötigte Menge an Beton exakt bestimmen und somit der Überschuss minimieren. Auch die Fertigung der Bewehrungsstahlelemente ist präziser. Diese Einsparungen können

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Mit Projektdienstleistung vom Wettbewerb abgrenzen Von den Chancen und Potenzialen der BIM-Methode für bauausführende Unternehmen

Die BIM-Methode verspricht schnelles, sicheres, besseres und auch nachhaltiges Bauen. Ein Blick auf den internationalen Markt zeigt, dass BIM effizienteres Bauen erlaubt und Bauunternehmen in der Methode enormes Potenzial sehen. Trotz der zum Teil bereits nachgewiesenen Vorteile spielt BIM allerdings auf dem deutschen Markt, insbesondere bei Bauunternehmen, noch eine geringe Rolle. Dennoch gibt es bereits sehr erfolgreiche BIM-Pioniere unter den bauausführenden Unternehmen. Sie zeigen auf, dass das Arbeiten mit der BIM-Methode vor allem Raum für das Wesentliche schafft: Projekte zur Zufriedenheit des Kunden umzusetzen und gleichzeitig einen betriebswirtschaftlichen Erfolg zu erzielen. Die BIM-Methode nutzt ein virtuelles Modell, das verknüpft ist mit tagesaktuellen Zahlen und Fakten. Damit wird die Planung des BauproEs gibt bereits sehr erfolgreiche BIM-Piojektes optimiert, Planiere unter den bauausführenden Unternungsänderungen könnehmen. Sie zeigen auf, dass das Arbeiten nen schneller beurteilt mit der BIM-Methode vor allem Raum für werden und der Pladas Wesentliche schafft: Projekte zur Zunungsfortschritt ist friedenheit des Kunden umzusetzen und transparent nachvollgleichzeitig einen betriebswirtschaftlichen ziehbar. Somit sind die Erfolg zu erzielen. Projektbeteiligten in der Lage, sicherer und zielgerichteter zu entscheiden, wodurch sich Chancen über den gesamten Projektprozess hinweg eröffnen.

Ausgewählte Chancen der BIM-Methode für Bauunternehmen – Optimierte Planung präzisiert die Kostenermittlung und erhöht die Kostensicherheit. – Die einheitliche Kommunikationsplattform reduziert Konflikte auf der Baustelle. – Bessere Planung und reduzierte Konflikte führen zu deutlich verbesserter Ausführung. – Erhöhte Transparenz, da projektrelevante Informationen jederzeit verfügbar sind. – Beschleunigte Problemanalyse schafft mehr Zeit für das Erarbeiten von Lösungen.

–i– Erfolgreicher Einsatz der BIM-Methode in Bauunternehmen Akquisition im GU-SF-Bau Das mittelständische Berliner Bauunternehmen Bleck & Söhne Hoch- und Tiefbau GmbH & Co. KG optimiert durch den Einsatz der BIM-Methode den Akquisitionsprozess. Das modellbasierte Aufmaß aller für die Gesamtleis-

Bild 1. Ein intelligentes Bauwerksmodell beinhaltet nicht nur die Geometriedaten sondern auch Mengen, Kosten und Termine

tung erforderlichen Teilleistungen führt zu Kosten- und Terminsicherheit im Angebot und bei der Ausführung der Baumaßnahme. Die sich dadurch ergebende Transparenz in Verbindung mit der Visualisierung des Gebäudemodells und der Bauabläufe dokumentiert die Kompe- Durch die konsequente Anwendung der tenz und Leistungsfä- BIM-Methode werden das Budget und die higkeit gegenüber dem Fertigstellungstermine eingehalten, was letztlich zu einem Mehrwert für den KunKunden. Durch die konse- den und einem Alleinstellungsmerkmal quente Anwendung der im Wettbewerb führt. BIM-Methode werden das Budget und die Fertigstellungstermine eingehalten, was letztlich zu einem Mehrwert für den Kunden und einem Alleinstellungsmerkmal im Wettbewerb führt. Kundenorientierte Planung im Massivhausbau Der Massivhausanbieter Viebrockhaus AG aus Harsefeld führte das BIM-Verfahren mit dem Ziel ein, das eigene Knowhow noch effizienter und kundenorientierter in die Projektdienstleistung einzubinden. Als Ergebnis erstellt Viebrockhaus 800 Einheiten pro Jahr, die effizient auf die Kundenwünsche ausgerichtet sind. Gebündelt wird das eigene Wissen durch den Aufbau einer unternehmensspezifischen alphanumerischen Datenbank, die Bauqualitäten und Kosten enthält. Verbunden ist

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diese mit IFC-3D-Modellen der eigenen Musterhäuser als geometrische Grundlagen der Musterhaus-Datenbankprofile. Aus dem Musterhaus-Datenbankprofil, angereichert mit den Kundenwünschen, entwickelt sich dann die kundenspezifische Projektdatenbank. Damit kann das Unternehmen die technischen und kaufmännischen Prozesse des spezifischen Kundenprojektes modellbasiert abbilden und steuern. Projektdurchführung im Rohrleitungsbau Die Brochier Rohrleitungsbau Nürnberg GmbH erstellt mittels Laserscanner für ihre Kunden 3D-Datenmodelle der bestehenden Infrastruktur. Die Modelle dienen als Planungsgrundlage für Abbruch, Umbau und Netzerweiterung sowie der Dokumentation der fertiggestellten Maßnahme. Das Unternehmen erreicht mit dem Laserscanner eine schnelle und vollständige Aufnahme aller sichtbaren und unerreichbaren Bauteile. Durch die Übergabe der gewonnenen Scandaten an eine CAD-Software entsteht eine millimetergenaue Darstellung der Bauteile, z. B. Schächte und Rohrleitungen, in einem 3D-Modell. Das Modell ist die Basis für eine exakte Bestandsaufnahme und eine fehlerfreie Neuplanung ohne Bauteilkollision. Als Ergebnis ergibt sich eine optimierte Arbeitsvorbereitung der Baustelle und eine deutliche Kosteneinsparung für die Baufirma und den Kunden. Als zusätzlicher Mehrwert einer derart durchgeführten Planung entsteht bei allen Projektbeteiligten Sicherheit über Art und Umfang der Leistung – ein großer Vorteil, da so beispielsweise auch die Abrechnung des Projektes beschleunigt werden kann.

– ii – Chancen der BIM-Methode nutzen

Bild 2. Mit Einsatz der Scannertechnologie werden Rohrleitungen inklusive Rohrdimensionen, Formstücke oder Reduzierungen sowie deren Umgebung millimetergenau dargestellt

Einsatz internetbasierender Kommunikationsplattformen, wie z. B. Projekträumen mit Share-Point-Technologie, wird sichergestellt, dass für jeden Projektbeteiligten die richtige Information zum richtigen Zeitpunkt verfügbar ist. Projekträume als zentrale Kommunikationsplattform mit einem definierten Rechtekonzept unterstützen den Informationsaustausch in allen Prozessstufen des Projektes. So können beispielsweise Änderungen und Fortschritte visuell und mit ihren Auswirkungen auf Kosten und Termine konkret aufgezeigt und kommuniziert werden.

Die BIM-Methode ist eher ein Leitfaden für eine erfolgreiche Projektdienstleistung als ein festgezurrtes Konzept. Im Planung als Wettbewerbsvorteil Zentrum der Methode stehen Information und Transpa- Die BIM-Methode stellt einen kompletten Paradigmenrenz, wodurch BIM in jeder Projektwechsel hin zu einer kooperativen und phase und jeder Vertrags- und Projektvernetzten Planung, Gestaltung und konstellation gewinnbringend einsetz- Durch den Einsatz internetbasierender Ausführung von Bauvorhaben dar. Dabar ist. Basis für den erfolgreichen Kommunikationsplattformen, wie z. B. Proher erfordert sie auch eine Anpassung jekträumen mit Share-Point-Technologie, Einsatz von BIM sind eine klare Unterdes gesamten Projektprozesses, was wird sichergestellt, dass für jeden Projektnehmensstrategie und ein adäquates gleichzeitig Chancen für Bauunternehbeteiligten die richtige Information zum Kommunikationskonzept. men bereithält. Im Rahmen der Plarichtigen Zeitpunkt verfügbar ist. nung besteht der Ansatz für BauunterBIM-Strategie entwickeln nehmen darin, sich frühzeitig in den Unternehmen, die bereits heute erfolgreich BIM praktizie- Planungsprozess einzubringen. Indem das eigene Knowren, zeichnen sich i. d. R. durch eine klare Vorstellung be- how bereits in dieser frühen Phase aufgezeigt und eingezüglich der Ziele aus, die mit der Methode erreicht wer- bunden wird, bietet sich die Chance, sich als aktiv agierenden sollen. Die klare Strategie beantwortet im Vorfeld die der Dienstleister Wettbewerbsvorteile zu verschaffen. Fragen: Was will ich mit BIM erreichen und wofür setze Dabei hängt die Leistungsfähigkeit der BIM-Methode ich die Methode ein? Es gilt, die BIM-Methode so für sich von der Qualität des genutzten Modells ab. Im Konsens zu nutzen, dass ein Mehrwert für die Kunden und das ei- mit Auftraggeber, Planern und Nachunternehmer ergibt gene Unternehmen entsteht. sich die Aufgabe, die notwendigen Planungsschritte und die dafür verantwortlichen Projektbeteiligten festzulegen. Kommunikation organisieren Zudem sind Prüfmechanismen notwendig, welche die Ein wesentlicher Erfolgsfaktor liegt in der strukturierten Qualität des Modells jederzeit sicherstellen. Auf diese Kommunikation unter den Projektbeteiligten. Durch den Weise wird im 3D-Modell eine Früherkennung von Feh-

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lern und eine sichere und effiziente Projektplanung und Projektverfolgung gewährleistet. Die volle Leistungsfähigkeit der BIM-Methode wird jedoch erst durch die Verknüpfung der optischen 3D-Informationen mit Zahlen und Fakten, dem „Content“, möglich.

Fazit: Erfolgsfaktoren gewinnbringend kombinieren

– iii – Eigenes Wissen – „Content“ – nutzen Vor dem Hintergrund enger Angebotsfristen und geringer Bearbeitungszeiten ist es unerlässlich, einzelne Planungsschritte und Planungsbestandteile mithilfe geeigneter ITWerkzeuge und des Aufbaus von Content zu standardisieren. Es geht dabei um die Definition standardisierter Leistungspakete bzw. Bauelemente, denen Attribute wie Kosten, Bauzeit und Qualität zugeordnet werden. Dieses Konzept des Content-Aufbaus ist im Prinzip auf jede Art von Leistung übertragbar, denn Projekte sind zwar in Gänze unterschiedlich, doch Einzelleistungen haben wiederkehrenden Charakter. So können z. B. Räume oder Bauabschnitte ein Leistungspaket darstellen. Mit Content ist ein Bauunternehmen in der Lage, das eigene Projekt-Know-how in einer Wissensdatenbank zu hinterlegen. Wird dieser unternehmensspezifische Content mit dem 3D-Modell verknüpft, entsteht ein „intelligentes Grafikmodell“, das neben den planeriMit Content ist ein Bauunternehmen in der schen Aspekten auch Lage, das eigene Projekt-Know-how in Zahlen und Fakten für einer Wissensdatenbank zu hinterlegen. die Ausführung beinWird dieser unternehmensspezifische Conhaltet. tent mit dem 3D-Modell verknüpft, entsteht Als Ergebnis erein „intelligentes Grafikmodell“, das neben hält das Bauunternehden planerischen Aspekten auch Zahlen men mit dem „intelliund Fakten für die Ausführung beinhaltet. genten Modell“ ein zentrales Werkzeug, durch das die Kommunikation mit und die Koordination von Projektbeteiligten erleichtert sowie das zielgerichtete Planen und Steuern des Projektes vereinfacht werden.

Bild 3. Die entscheidenden Erfolgsfaktoren, um intelligente Modelle zu erhalten (Abb.: 1 Bleck & Söhne Hoch- und Tiefbau; 2 Brochier Rohrleitungsbau Nürnberg GmbH; 3 BRZ)

Unbestritten ist: BIM ermöglicht Mehrwerte in Form von Transparenz und hoher Informationseffizienz. Damit wird die Projektdienstleistung effektiv unterstützt. Unbestritten ist auch, dass der Einsatz der BIM-Methode das Rollenprofil für viele Funktionsträger ändert und das Aufgabenbild im Projekt verschiebt. Um also die BIM-Methode erfolgreich einzusetzen, ist der schrittweise Aufbau von BIMKnow-how und -Erfahrung notwendig. Die angeführten Beispiele und Aufgaben verdeutlichen, dass der Erfolg der BIM-Methode von grundlegenden Anpassungen im Unternehmen abhängt. Im Kern geht es um die erfolgsorientierte Ausrichtung der drei Faktoren Mensch, Prozesse und Technologie. BIM in Deutschland ist hierbei noch in der Entstehungsphase. Aber gerade darin liegt die große Chance für bauausführende Unternehmen. Je früher sich Unternehmen positionieren und sich mit dem Thema BIM auseinandersetzen, desto größer sind die Möglichkeiten, sich langfristig Wettbewerbsvorteile zu sichern. Johannes Lunz, Stevica Milentijevic Weitere Informationen: www.brz.eu/de

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BIM – Die Digitalisierung der Großbauprojekte setzt sich durch Von aktuellen Problemfeldern der Bauplanung, der Digitalisierung als Lösungsansatz und über das Lernen von der Fertigungsindustrie Deutschland ist Exportweltmeister. Nach Berechnungen des IfoInstituts hat das Land im Jahr 2013 den weltweit höchsten Exportüberschuss erzielt und hatte mit umgerechnet rund 260 Mrd. $ ein deutlich höheres Plus in der Leistungsbilanz als die weltgrößte Handelsnation China mit rund 195 Mrd. $. Nicht so glänzend schneidet Deutschland allerdings in einem anderen Bereich ab, der nicht minder maßgebend für die Wirtschaftskraft eines Landes ist: in der Baubranche. Hier droht Deutschland besonders im internationalen Vergleich von seinen Konkurrenten abgehängt zu werden. Während bei uns Meldungen über Baukatastrophen besonders bei Großprojekten die Runde machen, werden im Ausland reihenweise solche Projekte kosten- und termingerecht fertiggestellt. Auch im Vergleich mit anderen Industriezweigen hinkt die Baubranche hinterher: Während weltweit die Produktivität der Produktionsindustrie in den letzten Jahren stetig gestiegen ist, gestaltet sie sich bei der Baubranche zwischen den Jahren 1998 und 2011 sogar rückläufig. Es stellt sich also die Frage, welchen Schritt Deutschland in der Entwicklung der Baubranche möglichweise zu tun verpasst hat und wie der aktuelle Rückstand wieder aufgeholt werden kann. Eine Schlüsselrolle kommt hier der Digitalisierung von Großbauprojekten zu und damit dem Einsatz moderner Planungstechnologien wie BIM.

–i– Aktuelle Problemfelder der deutschen Bauplanung Ob es sich um den Berliner Hauptstadtflughafen oder um die Elbphilharmonie handelt – bei solch eklatanten Schieflagen von Großbauvorhaben verlangt der Steuerzahler zu Recht nach einer Erklärung, wie es zu den kostspieligen und zeitintensiven Fehlplanungen überhaupt kommen konnte. Auch für den digitalen Ansatz hilft diese Fragestellung, Fehlerquellen zu identifizieren, um adäquate Lösungen anbieten zu können. Der Bund der Steuerzahler hat in seinem Schwarzbuch 2013 eine Antwort auf mögliche Fehlerquellen bei Großbauprojekten geDas A und O einer jeden Baumaßnahme ist geben und kommt uneine grundsolide Vorbereitung und Planung. ter anderem zu dem Die mangelhafte Vorbereitung eines GroßSchluss: „Das A und O bauvorhabens ist Grundstein für Probleme, einer jeden Baumaßdie sich anschließend durch das gesamte nahme ist eine grundProjekt ziehen und insbesondere zu Bauzeitsolide Vorbereitung und Baukostenüberschreitungen führen. und Planung. Die mangelhafte Vorbereitung eines Großbauvorhabens ist Grundstein für Probleme, die sich anschließend durch das gesamte Projekt ziehen und insbesondere zu Bauzeit- und Baukostenüberschreitungen führen. Daher ist es wichtig, speziell am Anfang mehr in

Bild 1. Digitaler Entwurf des Shanghai Towers

die Projektvorbereitung zu investieren – beispielsweise für exakte Bedarfsermittlungen und valide Prognosen, auch wenn das die Planungskosten erhöht.“ Weiter führt der Bund der Steuerzahler auf, dass der gesamte Lebenszyklus eines Gebäudes selten bei der Planung berücksichtigt wird. Auch hierfür findet er klare Worte: Der Lebenszyklus eines Gebäudes “… besteht nicht nur aus der Errichtung des Baus, sondern ebenso aus seinem langfristigen Betrieb. Um realistische Kostenprognosen zu erhalten, müssen belastbare Annahmen getroffen werden. Diesbezüglich muss das Augenmerk verstärkt auf die Betriebskosten gerichtet werden.“ Hinzu kommt die Intransparenz von Informationen zwischen den einzelnen Projektteilnehmern bzw. Gewerken, wie das Bundesministerium für Bildung und Forschung in seinem Abschlussbericht zur „Gewerkeübergreifenden Planung“ bereits vor Jahren feststellt: „Durch die Aufgabenteilung innerhalb der Planung entstehen Schnittstellen zwischen den einzelnen Fachplanern, dem Tragwerksplaner sowie dem Objektplaner. Die große Anzahl

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der am Projekt beteiligten Personen führt zu Koordinations- und Informationsschwierigkeiten, da in der Regel jede Firma und jedes Büro mit unterschiedlichen internen Strukturen belegt ist. Hinzu kommt, dass infolge der immensen Komplexität eines Bauprojektes eine Reihe von Problemen entstehen, die meist auf Kommunikationsschwierigkeiten der besagten Schnittstellen beruhen und oft zu Abstimmungsfehlern führen. Diese treten unter anderem dann ein, wenn beispielsweise Änderungen erforderlich werden, die sich im Rahmen der Verfeinerung der Planung ergeben. Erfahrungsgemäß führen diese Fehler schließlich zu terminlichen Problemen in der Planung und zu erhöhten Baukosten, da notwendige Entscheidungen zu spät getroffen werden können.“

lange danach, denn sie erlauben auch die Planung der langfristigen Wartung eines Gebäudes. BIM als ein konzeptioneller Ansatz zur Erstellung und Ausführung von Bauplänen, bezieht und verbindet zudem aktiv alle am Bau beteiligten Akteure. Wird eine Änderung im Projekt vorgenommen, wird diese Information für alle Gewerke sichtbar, so dass jeder auf dem neusten Stand ist und alle Zusammenhänge und Konsequenzen sofort erkennt. Das Umsetzen von Bauprojekten wird somit schneller, kalkulierbarer, wirtschaftlicher und nachhaltiger. Dank der Einbeziehung des gesamten Lebenszyklus werden die Betriebskosten in die Beschaffungskosten einbezogen. Auch weil BIM Transparenz und Berechenbarkeit hinsichtlich Ausgaben, Zeitplan und Baufortschritt schafft, hat sich der digitale Prozess im Ausland bewährt. In Großbritannien, den Niederlanden und Dänemark ist BIM so– ii – gar zu einer gesetzlichen Voraussetzung bei öffentlichen Die Digitalisierung von Bauvorhaben als Lösungsansatz Bauvorhaben geworden. Alleine in England konnten so in den vergangenen zwei Jahren 1,7 Mrd. £ Pfund (umgerechFür die Baubranche sind die genannten Fehlerquellen net etwa zwei Mrd. €) Steuergelder eingespart werden. keine unbekannten, sodass bereits in den 1960er Jahren Darüber hinaus wurden 66 % der Aufträge der britischen erste computergestützte Lösungen für Hauptbehörde für Bauvergaben fristgeArchitekten angefertigt wurden. Auto- Alleine in England konnten in den vergangerecht und innerhalb des Budgetrahdesk beispielsweise, weltweiter Anbieter nen zwei Jahren 1,7 Mrd. £ Pfund (umgerech- mens fertig gestellt. Dies ist eine Vervon 3D-Planungssoftware, entwickelt net etwa zwei Mrd. €) Steuergelder eingebesserung um 33 % gegenüber 2010, als seit über einem Jahrzehnt Programme, spart werden. Darüber hinaus wurden 66 % BIM noch nicht verpflichtend war. Nedie großen Teams von Planern das ge- der Aufträge der britischen Hauptbehörde für ben der Entlastung des Steuerzahlers meinsame Arbeiten an einer Informati- Bauvergaben fristgerecht und innerhalb des ist diese Arbeitsmethode und Planungsonsplattform ermöglichen und hat da- Budgetrahmens fertig gestellt. Dies ist eine software eine wichtige Antwort auf die mit das BIM-Verfahren deutlich geprägt. Verbesserung um 33 % gegenüber 2010, als europäischen umwelt- und energiepoliBIM beschreibt dabei eine opti- BIM noch nicht verpflichtend war. tischen Ziele. mierte Planungsmethode mit einem durchgängig digitalen Prozess von der – iii – Planung über den Entwurf bis zum Bau und Betrieb von Was die Baubranche von der Fertigungsindustrie lernen kann Bau- und Infrastrukturmaßnahmen. In einem digitalen 3DModell stehen alle Daten für den Lebenszyklus in Bezug zueinander. BIM-Dateien ermöglichen also eine digitale Nicht nur der Blick ins Ausland lässt deutlich werden, dass Darstellung der physischen und funktionalen Aspekte ei- in Deutschland hinsichtlich der Planung von Großbauvornes Bauvorhabens – lange vor dem ersten Spatenstich und haben vieles zu modernisieren ist. Auch der Blick in an-

Bild 2. Rendering Botswana Innovation Hub

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ren Überraschungen, beispielsweise aufgrund unvorhergesehener Verzögerungen und Planänderungen, wird somit die Grundlage entzogen.

– iv – Internationale BIM-Leuchtturmprojekte Autodesk hat über die letzten zehn Jahre bereits verschiedenste Großbauprojekte begleitet und hat zahlreiche Erfahrungen in der Einführung, Implementierung und Spezifikation von BIM-Prozessen gesammelt. Eines der international bekanntesten Leuchtturmprojekte in Sachen Planungseffizienz mit BIM stellt der 632 m hohe Shanghai-Tower dar, der nächstes Jahr seine Pforten öffnen und bereits heute als eines der nachhaltigsten Hochhäuser der Welt gepriesen wird. Aller Voraussicht nach wird das angesetzte Budget sogar unterschritten, vor allem aufgrund exakter Planungen: Von den bisher verbauten 70.000 t Stahl waren nur 2 t falsch vorgefertigt und unbrauchbar, knapp 1.000 mal weniger als ursprünglich veranschlagt. Die 20.000 m² umfassende Glasfassade des Wolkenkratzers ist Bild 3. Rendering Oasenkrankenhaus in Al Ain ebenfalls eine Erfolgsgeschichte. Obwohl diese gewunden (Abb.: 1 Gensler; 2 Botswana Innovation Hub – SHoP Architects; und folglich jedes der zigtausend verwendeten Glaspa3 OBERMEYER Planen + Beraten) neele einzigartig ist, musste bislang kein einziges reklamiert werden, sei es aufgrund falscher Maße oder weil es dem falschen Bauabschnitt zugeteilt wurde (Bild 1). dere Branchen führt zu einem ähnlichen Ergebnis. Wie Ein weiteres interessantes internationales Projekt, das bereits erwähnt, erlebt die Baubranche im Gegensatz zur mit Hilfe von Autodesk Software und BIM gebaut wurde, Fertigungsindustrie bezüglich ihrer Produktivität eine Sta- ist der Botswana Innovation Hub. Das 350.000 m² große gnation. Geschuldet wird dies unter anderem der mangeln- Büro- und Forschungshaus ist ein erstaunliches Beispiel den Prozessqualität, die vor allem hinsichtlich Termintreue wie Konstruktionskunst und digitale 3D-Planung perfekt und Kostensicherheit, stark hinter den anderen Branchen ineinander greifen können. Denn das anspruchsvolle Dezurückbleibt. Auch wenn bei einem Bauvorhaben, meist sign wie auch das intelligente Innenleben des Gebäudes eine Unikatproduktion vorliegt, liefert machten es zur absoluten Voraussetdie Produktionsbranche was die Steue- Insbesondere angesichts der immer länger zung, dass jeder am Bau Beteiligte das rung aller Produktionsschritte anbetrifft und komplexer werdenden Lieferketten Vorhaben exakt verstand und wusste, gute und nachahmungswürdige Kon- und Beschaffungswegen ist eine genaue welche Aufgaben und Verantwortungen zepte. Beispielsweise kommt es wie bei Strukturierung aller Bestellprozesse imer hatte (Bild 2). der Massenproduktion auch für ein mens wichtig. Derlei BeschaffungsorganiEin hervorragendes Beispiel für Großbauvorhaben darauf an, dass die sationen kann der Planer mit BIM in Detail ein deutsches Projekt liefert das im richtigen Baumaterialien rechtzeitig überblicken und für alle Projektteilnehmer Jahre 2017 nahe Abu Dhabi fertigzuund in den adäquaten Mengen auf der sichtbar aussteuern. stellende Oasenkrankenhaus „Al Ain Baustelle eintreffen. Insbesondere angeHospital“. Dafür übernimmt die deutsichts der immer länger und komplexer werdenden Liefer- sche Unternehmensgruppe Obermeyer die gesamte Bauketten und Beschaffungswegen ist eine genaue Strukturie- überwachung. Insgesamt arbeiten hier 50 Architekten und rung aller Bestellprozesse immens wichtig. Derlei etwa 100 Fachplaner an dem 650-Mio.-€-Projekt mit. Das Beschaffungsorganisationen kann der Planer mit BIM in Team ist auf diverse Standorte verteilt. So wurde der HochDetail überblicken und für alle Projektteilnehmer sichtbar bau in Wiesbaden geplant, die Untergeschosse in München aussteuern. Einen weiteren Vorteil aus der Fertigungsin- und das Tunnelsystem sowie die Versorgungsgebäude in dustrie, der entscheidend zur Kostensenkung beitragen Abu Dhabi. Für die Zusammenarbeit aller Projektbeteiligkann, ist die Erstellung sogenannter digitaler Prototypen. ten ist BIM von größter Bedeutung (Bild 3). Entsprechende Software-Lösungen helfen hier den Konzeptions- und Entwicklungsprozess mit Hilfe von Simula–v– tionen deutlich zu verkürzen. Im Ergebnis benötigen Hersteller eine geringere Anzahl an tatsächlich gebauten Pro- Aktuelle Entwicklungen in Deutschland totypen, um die Funktionsfähigkeit ihrer Produkte zu gewährleisten. Die Simulation des ganzen „Lebens“ eines Auch wenn für einige deutsche Großbauplaner wie die UnGebäudes von Bau bis Abriss im BIM, hat einen sehr ähn- ternehmensgruppe Obermeyer das Arbeiten mit BIM zur Selbstverständlichkeit geworden ist, so ist die Anwendung lichen Effekt für die Bauplanung. Denn hierbei können mögliche Sicherheitsrisiken und Probleme bereits vor dem hierzulande immer noch recht rar gesät. Aber vor allem ersten Spatenstich erkannt und so vermieden werden. Teu- der Blick auf die zahlreichen bereits gescheiterten Groß-

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projekte lässt die Stimmen nach der digitalen Gebäudeplanung in Deutschland immer lauter werden. 2013 erklärte Bundesminister Peter Ramsauer in der erstmalig einberufenen Reformkommission zum Bau von Großprojekten: „Aufgabe der Reformkommission ist es, volkswirtschaftlichen Schaden und Gefahren für die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Bauindustrie abzuwenden. Insbesondere für die öffentliche Hand als Bauherren kommt es auf einen effektiven Mitteleinsatz, also einen verantwortungsvollen Umgang mit Steuergeldern an.“ Konkreter wurde Verkehrsminister Alexander Dobrindt bei der letzten Reformkommission im Mai diesen Jahres: „Die Digitalisierung des Bauens bietet Chancen, große Bauprojekte im Zeit- und Kostenrahmen zu realisieren. Bessere Datengrundlagen für alle am Bauprojekt Beteiligten sorgen für Transparenz und Vernetzung. Dadurch können Zeitpläne, Kosten und Risiken früher und präziser ermittelt werden. Modernes Bauen heißt: erst virtuell und dann real bauen. Um die Digitalisierung des Bauens in Deutschland voranzubringen, werde ich Pilotprojekte ins Leben rufen.“ Auch der EU ist der Handlungsbedarf in Sachen Digitalisierung von Bauvorhaben für seine 28 Mitgliedsstaaten ein Anliegen. Im Januar diesen Jahres verabschiedete sie daher eine neue europäischen Vergaberichtlinie (2014/24/ EU), in der sie sich explizit für Methoden des BIM bei der Ausschreibung und Umsetzung öffentlicher Bauvorhaben ausspricht.

“UNSER ZIEL IST ES MIT IHNEN GEMEINSAM DIE BESTMÖGLICHEN VORAUSSETZUNGEN FÜR DIE WIRKLICH GROSSEN IDEEN ZU SCHAFFEN.”

Aus der politischen Debatte aber auch aufgrund der wachsenden Zahl von Befürwortern von digitalen Planungsmethoden in der Baubranche (u. a. führende Hochschulen und Verbände, wie buildingSmart, VDI, Encord etc.) zieht der Bundesverband Bausoftware e.V. weitere Schlüsse für die Entwicklung in Deutschland. Mitunter geht der Verband davon aus, dass in den nächsten zehn Jahren mehr als 50 Prozent des deutschen Bauvolumens mit BIM abgewickelt wird und dies einen wesentlichen Beitrag zu Einsparungen von Mehrkosten leisten wird. Für die deutsche Bauindustrie (Architekten, Ingenieurbüros für Tragwerksplanung und Haustechnik sowie die Bauunternehmen) bedeutet BIM außerdem eine deutliche Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit und damit bessere Chancen bei der Bewerbung um internationale Bauprojekte. Deutsche Bauherren wiederum werden zunehmend den Einsatz von BIM fordern, da sich hierdurch nicht nur Vorteile im Bereich der Qualitäts-, Termin- und Kostenaspekte in der Bauphase sondern vor allem auch Rentabilitätsaspekte in der Betreiberphase realisieren lassen. Auch in dieser Hinsicht führt für deutsche Bauherren kein Weg an BIM vorbei. Dipl. Ing. Uwe Wassermann, Director Building Business Development bei Autodesk

Weitere Informationen: www.autodesk.de/bimpilot

Tekla BIM Software Unsere Building Information Modeling (BIM) Software kann von Bauunternehmern und Bauingenieuren, Konstrukteuren und Fertigungsbetrieben im Stahlals auch Massivbau gemeinsam genutzt werden. Mit Tekla Structures erstellte Modelle enthalten exakte und zuverlässige Informationen, um Bauprojekte von der Planung bis zur Ausführung zeit- und kosteneffizient abzuwickeln.

a www.tekla.com

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BIM in der Praxis – dargestellt an ausgewählten Anwendungsfällen Von der BIM Methode verspricht sich die Bauindustrie eine Verbesserung der Transparenz, eine Erhöhung der Sicherheit und eine Steigerung der Effizienz bei der Planung und Ausführung von Bauprojekten. BIM kann für unterschiedliche Projekttypen und -größen und in unterschiedlichen Phasen eines Bauprojekts eingesetzt werden. Bezeichnend sind die Vielfalt der Anwendungsfälle und die unterschiedlichen Zielsetzungen, sowie unterschiedliche Ansätze mit denen BIM im Planungsbüro oder in einer Bauunternehmung zum Einsatz kommt. In dem Artikel werden exemplarisch verschiedene Anwendungsszenarien vorgestellt und mit Beispielen aus der Praxis verdeutlicht. Im Ausland, insbesondere in den USA und in Skandinavien, ist der Einsatz von BIM bei einem großen Teil der an der Planung und am Bau eines Bauwerks Beteiligten tägliche Praxis. Initiativen der öffentlichen Hand, wie man sie in England mit der BIM-Strategie der Regierung aber auch in Deutschland mit dem ‚Arbeitskreis BIM‘ der Kommission zur Reform von Großprojekten sehen kann, unterstreichen, dass dieses Thema an Bedeutung zunehmen wird und dass es ratsam ist, als Architekt, Planer oder ausführendes Bauunternehmen sich mit diesem Thema zu beschäftigen. Im „BIM-Leitfaden für Deutschland“ [1] heißt es: „Als die zentralen Vorteile der BIM-Methode werden die Qualität, Aktualität und Transparenz von Projektinformationen gesehen, die jederzeit auswertbar sind und zu einer höheren Sicherheit hinsichtlich Kosten, Termine und Nachhaltigkeit in der Projektabwicklung führen“ (Bild 1).

Modellorientiert – Zeichnungsorientiert Der grundsätzliche Unterschied der modellorientierten Arbeitsweise gegenüber der traditionellen, zeichnungsorientierten Arbeitsweise sind die verwendeten Datenmodelle. Die Datenmodelle bei der BIM Methode bilden Objekte mit ihren wesentlichen Eigenschaften ab und speichern nicht nur Linien und Text in einer Zeichnung, wie dies bei der zeichnungsorientierten Methode der Die Information, für die das ‚I‘ in BIM steht, Fall ist. Damit gehen ist also nicht nur die 3D-Geometrie sondern die Datenmodelle für vielmehr die in den Objekten enthalten die BIM-Methode über Eigenschaften. eine reine 3D-Darstellung eines Gebäudes hinaus. Die Information, für die das ‚I‘ in BIM steht, ist also nicht nur die 3D-Geometrie sondern vielmehr die in den Objekten enthalten Eigenschaften (Bild 2).

Bild 1. Ziele für den Einsatz von BIM

ches Format das Autorensystem am besten unterstützt oder welches Format am besten in den Workflow des Anwenders passt. Die Teilmodelle können als 3D-Modelle und als ergänzende 2D-Pläne, sowie als alphanumerische Daten vorliegen. Entscheidend sind die Verknüpfungen zwischen den Teilmodellen und die Sicht auf das Gesamtmodell. Wesentlich bei der BIM-Methode ist die Wiederverwendung von Information zwischen den einzelnen Teilprozessen und Aufgabengebieten. Die Modelle können z. B. für die Ermittlung der Mengen für die Kalkulation und für die Mengenermittlung für die Terminplanung verwendet werden. Dabei ist von großem Vorteil, dass für unterschiedliche Aufgaben unterschiedlichen Strukturen effizient aus dem Modell ermittelt werden können (Bild 3).

Anwendungsfälle Die Anwendungen von BIM bei der Durchführung eines Bauprojekts sind vielfältig. Neben den klassischen Anwendungsfällen, wie etwa Mengenermittlung, Clash Detection und Visualisierung, gibt es viele weitere. Dazu gehört z. B. das Erzeugen von Bauteillisten, die Verwendung des Modells als Informationssystem und andere Anwendungsmöglichkeiten mehr.

Bauwerksmodell Ein Bauwerksmodell besteht aus mehreren Teilmodellen, die miteinander in Beziehung gesetzt werden. Die Teilmodelle können aus unterschiedlichen Autorensystemen kommen und von unterschiedlichen Datenformaten sein. Welches Datenformat gewählt wird, hängt davon ab, wel-

Bild 2. Unterschiedliche Datenmodelle: Zeichnung – BIM

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dere Herausforderung, die nationalen Regeln für die Mengenberechnung und -abrechnung zu berücksichtigen.

– iv – Koordinierung von Gewerken / Clash-Detection Die Fachplanung eines Gebäudes findet heute parallel und verteilt statt. Bei der Koordinierung der einzelnen Fachgewerke ist darauf zu achten, dass die Bauteile sich nicht überschneiden. Dies kann automatisch vom Rechner überprüft werden. Des Weiteren kann die Kommunikation zwischen den Beteiligten wesentlich verbessert werden und dadurch wird die Abstimmung zwischen den Gewerken deutlich vereinfacht.

–v– 4D-Simulation

Bild 3. Teilmodelle und Gesamtmodell

Die ceapoint GmbH hat sich in den letzten Jahren in Kundenprojekten hauptsächlich mit den folgenden Anwendungsfällen beschäftigt und bildet diese auch in ihren Softwareprodukten entsprechend ab. Zusammengefasst sind das die folgenden sechs Anwendungsfälle:

–i– Visualisierung Da eine interaktive Visualisierung eines 3D-Modells einfacher und schneller als abstrakte 2D-Pläne verstanden wird, bietet sich ein Bauwerksmodell für die Unterstützung der Kommunikation zwischen den Beteiligten an. Das reicht von einfachen Modellen für die Unterstützung von Planungsbesprechungen bis hin zu fotorealistischen Darstellung des Gebäudes.

– ii – Informations-Management Die Informationen der einzelnen Teilmodelle werden im Gesamtmodell miteinander verknüpft. Dieses Gesamtmodell kann für die Suche und die Auswertung von Informationen genutzt werden. Die Herausforderung besteht hier in der Verarbeitung der unterschiedlichen Datenformate und -inhalte.

– iii – Modellbasierte Mengenermittlung Die Ermittlung von Mengengerüsten aus einem Gebäudemodell für die Kostenermittlung ist eine klassische Anwendung von BIM. Insbesondere in Deutschland besteht an dieser Anwendung großes Interesse und auch die beson-

Bei der 4D-Simulation geht es im Wesentlichen um die Verbindung des 3D-Modells mit einem Terminplan. Durch die Zuordnung von Objekten zu Aktivitäten kann der Bauablauf über die Zeit visualisiert werden und die Ressourcen über die Zeit ausgewertet werden.

– vi – BIM für FM Daten, die während der Planungs- und Ausführungsphase erstellt werden, sollten für das Betreiben eines Gebäudes zur Verfügung stehen. Zum einen für die unterschiedlichen Tätigkeiten des Facility-Managements und zum anderen als Planungsgrundlage für Umbaumaßnahmen. Daneben gibt es noch einen weiteren wichtigen Anwendungsfall, der als unterstützender Prozess für die oben genannten Anwendungen zu sehen ist. Hierbei geht es um die Aufbereitung bzw. Erweiterung von Modellen und das Prüfen von Modellen. Bei der Verwendung eiDie Herausforderung besteht darin, den nes Modells für einen unterschiedlichen Rollen eine Anwendung bestimmten Zweck mit einfach zu bedienender Oberfläche zur muss sichergestellt sein, Verfügung zu stellen, die der jeweiligen dass die Informationen Aufgabe entsprechend angepasst ist und im Modell vollständig ohne großen Schulungsaufwand bedient und korrekt sind. Be- werden kann. stimmte Eigenschaften der Objekte müssen vorhanden sein und die Eigenschaften müssen einen definierten Wertebereich haben. Die Geometrie der Bauteile muss korrekt sein, sodass Volumen und Flächen sowie Kontakte zwischen den Bauteilen berechnet werden können. Diese Voraussetzungen können automatisch geprüft und ggf. korrigiert werden. Deshalb ist es zweckmäßig, dem eigentlichen Anwendungsfall die Modellprüfung und -erweiterung voranzustellen.

Ausgewählte Anwendungen aus der Praxis Aus den Anwendungsfällen mit ihren unterschiedlichen Zielen, Phasen und Beteiligten ergibt sich, dass Personen

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mit unterschiedlichen Fähigkeiten und Aufgaben mit die- und Stücklisten, z. B. für die Produktion und die Bestelsen Modellen arbeiten sollen. Das reicht von Personen mit lung, abgeleitet. Auch die Fräs- und Schneidemaschinen umfangreicher CAD-Erfahrung, die schon geübt sind im werden über die Daten aus dem 3D-Modell programmiert. Umgang mit 3D-Modellen, bis hin zu Personen, die bisher Der Zugriff auf die 3D-Modelle war bislang den Konnoch nicht mit 3D-Modellen in Berührung gekommen strukteuren vorbehalten, die das jeweilige Gewerk bearbeisind. Die Herausforderung besteht darin, den unterschied- ten und das entsprechende CAD-System bedienen können. lichen Rollen eine Anwendung mit einfach zu bedienender Ein Modell aus der Konstruktion bildet auch nur einen Teil Oberfläche zur Verfügung zu stellen, die der jeweiligen des Bauwerks, d. h. ein bestimmtes Gewerk, isoliert von Aufgabe entsprechend angepasst ist und ohne großen den anderen Gewerken ab. Schulungsaufwand bedient werden kann. Dies erfordert In diesem Fall ist das Ziel bei der Verwendung von eine Konfigurierbarkeit und Flexibilität in der Oberfläche BIM als Informationssystem, die Zusammenführung der der eingesetzten Software. In der Software ‚ceapoint desite Teilmodelle und die Darstellung im Gesamtmodell sowie MD‘ wird das mit dem Modul ‚Formudie Möglichkeit, die Informationen möglare‘ erreicht. Das Modul ermöglicht Da es darum geht, diese Modelle möglichst lichst vielen Mitarbeitern zur Verfügung es mit Standardtechnologien wie vielen Mitarbeitern zur Verfügung zu stelzu stellen. Hierzu wird als Software deHTML und JavaScript auf einfache len, ist dabei zu berücksichtigen, dass site MD verwendet, die es erlaubt, unterWeise benutzerdefinierte Dialoge zu viele Mitarbeiter keine CAD-Anwender schiedliche Teilmodelle zu einem Geerstellen. Diese Dialoge haben durch sind und die Oberfläche entsprechend der samtmodell zu integrieren. Die Teilmoeine Schnittstelle Zugriff auf das Ge- Aufgabe angepasst ist. delle bestehen aus 3D-Modellen, aus samtmodell um Informationen zu den 2D-Plänen und aus alphanumerischen Objekten des Modells abzurufen sowie auf Aktionen re- Daten, die aus dem CAD-System für den Stahlbau exporagieren zu können, die der Benutzer im Modell durch- tiert werden und zusätzliche Objekteigenschaften enthalführt. ten. Im Folgenden zeigen wir an drei ausgewählten BeiIn desite MD wurde für den Abruf von Informationen spielen die Anwendung von 3D-Modellen für den Bereich ein Formular erstellt. Das Formular zeigt die wichtigen In‚BIM als Informationssystem‘ bzw. ‚Erstellung von Bauteil- formationen zu den Bauteilen und Bauteile können nach listen‘, die mit dieser Technologie umgesetzt worden sind. ihrer Positionsnummer gefiltert werden. In der Liste sind Die Beispiele zeigen Projekte aus der Praxis von innovati- als Information zu den Bauteilen auch die Hauptpositioven Unternehmen, die bereits BIM für unterschiedliche nen aufgenommen. Die Hauptposition ist als Verweis hinZwecke einsetzen. terlegt und kann wie auf einer Webseite angeklickt werden. Daraufhin werden die Bauteile der entsprechenden Hauptposition in der Liste und im Modell gezeigt. Anwendungsbeispiel 1: Der Inhalt des Dialogs richtet sich nach der etablierDas Modell als Informationssystem ten Arbeitsweise im Unternehmen und wurde individuell für den Anwendungszweck mit den Anwendern abgeDas erste Beispiel zeigt den Einsatz von 3D-Modellen als stimmt. Durch die zur Laufzeit anpassbaren Dialoge in der Informationssystem. In diesem Fall wird in der Konstruk- Software ‚ceapoint desite MD‘ wurde die Oberfläche auf tionsabteilung des Unternehmens Brüninghoff schon seit den Anwendungsfall zugeschnitten entworfen. längerer Zeit in 3D mit unterschiedlichen CAD-Systemen Das Beispiel zeigt, wie Informationen wiederverwengeplant. Die Wahl des eingesetzten CAD-System wurde det werden können. Der Aufwand ist hierfür relativ klein, nach Eignung des Programms für das zu bearbeitenden Ge- da in diesem Fall die 3D-Modelle bereits vorliegen und nur werk gewählt. Aus den 3D-Modellen werden Pläne erzeugt zusammen geführt werden müssen. Da es darum geht,

Bild 4. 3D-Modell als Informationssystem

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diese Modelle möglichst vielen Mitarbeitern zur Verfügung zu stellen, ist dabei zu berücksichtigen, dass viele Mitarbeiter keine CAD-Anwender sind und die Oberfläche entsprechend der Aufgabe angepasst ist (Bild 4).

Anwendungsbeispiel 2: Erstellen von Türlisten mit dem Modell In so gut wie jedem Hochbauprojekt werden Tür- und Fensterlisten erstellt. Diese Listen werden i. d. R. als Excel-Tabelle erstellt und gepflegt. Das hat zwar den Vorteil einfacher Handhabung, da die meisten Mitarbeiter gewohnt sind, mit Excel als Werkzeug zu arbeiten; es hat aber auch den Nachteil, dass die Übersicht verloren geht und dass leicht Widersprüche zwischen Liste und Plänen entstehen können, da der Abgleich mit der Planung händisch erfolgt. D. h., die Zuordnung der einzelnen Türen erfolgt durch den Bearbeiter, indem er den aktuellen Plan durchsieht und die Verbindung zu den Einträgen in der Excel-Tabelle schafft. In dem hier beschriebenen Bauprojekt der Fa. Wolff und Müller liegt ein 3D-Modell bereits vor, das mit Revit von einem externen Architekten erstellt wird. In diesem Modell sind auch die Türen als Objekte enthalten. Weiterhin wurde bereits eine Excel-Tabelle erstellt und dort ca. 60 Attribute für die Türen eingetragen. Diese Attribute ändern sich im Planungsprozess fortlaufend Aus dem 3D-Modell werden nur die Türund müssen entspreobjekte gezeigt und nur diese können bearchend aktualisiert werbeitet werden. Im Formular sind die Attribute enthalten, können dort angezeigt und den. Da das Modell geändert werden und es können Türen mit extern erstellt wird, bestimmten Eigenschaften gefiltert und gekommt ein direktes sucht werden. Einpflegen aller Attribute in das Modell nicht in Frage. Weiterhin sollen auch Mitarbeiter Informationen einpflegen und abrufen können, die nicht mit dem Programm Revit vertraut sind. Für diesen Zweck wurde ein Formular in desite MD entworfen, das die Eingabe und Pflege von Türattributen ermöglicht. Im Formular kann über ‚Ansichten‘ das aktuell zu bearbeitende Geschoss gewählt werden. Bei Wahl eines

Geschosses wird der Grundriss des Geschosses als 2D-Plan eingeblendet und automatisch gesperrt. Aus dem 3D-Modell werden nur die Türobjekte gezeigt und nur diese können bearbeitet werden. Im Formular sind die Attribute enthalten, können dort angezeigt und geändert werden und es können Türen mit bestimmten Eigenschaften gefiltert und gesucht werden. Die Informationen können als Liste in eine Excel-Tabelle geschrieben oder direkt als PDF gedruckt werden. Die bereits erstellten Daten können aus der bestehenden Excel-Tabelle importiert werden und die Informationen aus dieser Liste werden an die Tür-Objekte im Modell geschrieben. Da Informationen direkt am 3D-Objekt eingegeben werden können und ein 2D-Plan eingeblendet ist, bleibt die Übersicht erhalten und am Modell können Plausibilitätsprüfungen durchgeführt werden (Bild 5).

Anwendungsbeispiel 3: Statusmeldung und -auswertung am Modell Die Zielsetzung der Fa. Max Bögl bei der modellbasierten Statusmeldung ist die Visualisierung und Auswertung des Zustands der Planung und Ausführung am 3D-Modell. Der Bauteilstatus wird objektbezogen eingegeben. Welche Statusinformation und welche Intervalle in einer Statusmeldung dargestellt werden sollen, kann definiert werden. Typische Beispiele sind hierfür ‚Planfreigabe erfolgt‘, ‚Produziert‘ oder ‚Montiert‘. Ebenso wer- Der Status von Bauteilen kann im 3D-Modell den die Intervalle und farblich visualisiert werden. Mit einem Modie entsprechenden dul, das auf einer Seite im Intranet eingeFarben für die Auswer- bettet ist, kann auch im Intranet des Untertung festgelegt. Eine nehmens der Status eines Bauvorhabens inAuswertung von SOLL- teraktiv am 3D-Modell visualisiert werden. und IST-Daten bzw. der Abweichung zwischen SOLL und IST erfolgt im Modul und wird in der Einfärbung der Objekte bei der Auswertung berücksichtigt. Die Eingabe von Statusinformationen kann verteilt stattfinden und wird in einem zentralen Modell zusammengeführt und ausgewertet. Die Statusinformationen werden in der Projektdatenbank von desite MD gespei-

Bild 5. Eingabe und Pflege von Türlisten

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Bild 6. Statusmeldung am Modell (Abb.: Ceapoint))

chert. Auch bei der Aktualisierung des 3D-Modells bleiben somit die Informationen mit den entsprechenden Bauteilen verbunden. Die Modelle kommen aus der Planung und werden, je nach Projekt, extern oder intern erstellt. Der Status von Bauteilen kann im 3D-Modell farblich visualisiert werden. Mit einem Modul, das auf einer Seite im Intranet eingebettet ist, kann auch im Intranet des Unternehmens der Status eines Bauvorhabens interaktiv am 3D-Modell visualisiert werden (Bild 6).

flexibel genug ist, um mit relativ kleinem Aufwand die gewünschte Oberflächen im Programm umzusetzen. In der Software desite MD werden hierfür etablierte Standardtechnologien wie HTML und JavaScript verwendet. Die Beispiele zeigen, wie Teilmodelle zu einem Gesamtmodell integriert und wie die Informationen in den Teilmodellen miteinander verknüpft werden. Die Beispiele zeigen auch, wie individuell Anwendungsfälle sein können, und dass man auch für Teilprozesse die BIM-Methode verwenden kann.

Fazit:

Literatur

Die Verwendung der BIM-Methode hat deutliche Vorteile gegenüber der konventionellen Arbeitsweise mit 2D-Zeichnungen. Die Darstellung eines Gebäudes als interaktives 3D-Modell ist leichter verständlich als abstrakte 2D-Pläne mit Grundrissen und Schnitten. Durch die Abbildung des Bauwerks mit struktuUm die Verwendung von Bauwerksmodellen rierten und auswertbazu vereinfachen, ist es zweckmäßig, die ren Daten wird die SiOberflächen den Anwendungsfällen anzucherheit erhöht. Und passen. Notwendig ist es dabei, dass die zu guter Letzt sind viele eingesetzte Software flexibel genug ist, um Aufgaben mit einem mit relativ kleinem Aufwand die gewünschte Modell schneller zu erOberflächen im Programm umzusetzen. ledigen als auf konventionelle Weise, insbesondere bei Änderungen in der Planung, der Auswertung von Daten und der Untersuchung von Planungs- bzw. Ausführungsvarianten. Wie aus den oben gezeigten Beispielen ersichtlich wird, ist die Anwendung von BIM sehr vielfältig und betrifft unterschiedliche Teilprozesse und Aufgabenbereiche bei der Durchführung eines Bauprojekts. Um die Verwendung von Bauwerksmodellen zu vereinfachen, ist es zweckmäßig, die Oberflächen den Anwendungsfällen anzupassen. Notwendig ist es dabei, dass die eingesetzte Software

[1] BIM-Leitfaden für Deutschland, Endbericht des Forschungsprogramms ZukunftBAU, ein Forschungsprogramm des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) http://www.bbsr.bund.de/BBSR/DE/FP/ZB/Auftragsforschung/3Rahmenbedingungen/2013/BIMLeitfaden/ Endbericht.pdf?__blob=publicationFile&v=2 [2] K. Beucke, B. Bürklin, J. Hanff, D. Schaper: Applications of Virtual Design and Construction in the Building Industry; Structural Engineering International, Volume 15, Number 3, August 2005 IABSE [3] J. Tulke, J. Hanff: 4D Construction Sequence Planning – New Process and Data Model; Proceedings 24th W78 Conference Maribor 2007 [4] W. Ehlert, J. Hanff: Kalkulation von Fertigteilen als Einstieg in BIM; BWI – BetonWerk International – 2 | 2014

Dr. Jochen Hanff, Geschäftsführer ceapoint aec technologies GmbH

Die ceapoint aec technologies GmbH dankt den Bauunternehmen Brüninghoff, Max Bögl und Wolff und Müller für die Bereitstellung der gezeigten Praxisprojekte. Weitere Informationen: www.ceapoint.com

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BIM und Cloud – BIM in der Cloud Vom dezentralen Daten-Speichern, auf Rechnerfarmen ausgelagerten Daten und der patentierten Delta-Technologie BIM und Cloud – zwei Begriffe, die den gegenwärtigen Diskurs in der Bau- und Architekturbranche dominieren. Dabei existieren immer noch differierende Sichtweisen – sowohl was eine klare Definition von BIM und den Nutzen der neuen Planungsmethode betrifft als auch, was die Funktionalität und den Mehrwert der Cloud angeht. Dazu kommt bei vielen Planern eine gesunde Portion Skepsis gegenüber diesen neuen „Trends“. Bringen wir also ein wenig Licht ins Dunkle, was es mit BIM und Cloud bzw. schlussendlich mit BIM in der Cloud auf sich hat. BIM als Planungsmethode ist weltweit auf dem Vormarsch. Mit einem Modell zu planen, Modelle abzugleichen und daraus alle Ableitungen wie Pläne und Berech-

nungen zu erzeugen, erleichtert den Arbeitsalltag von Architekten und führt zu einer nachweisbaren Effizienzsteigerung bei allen Planungs- und Bauprozessen. So prägt BIM in vielen Ländern bereits heute den Planungsalltag. War man in Deutschland und Österreich über lange Zeit eher zögerlich bei der Umsetzung von BIM, gehen beide Länder nun auch den Weg der Digitalisierung des Planens und Bauens. Zwar existierte hier bereits eine sehr fortgeschrittene Planungskultur, doch kann sie mit BIM weiter verfeinert und optimiert werden. Wie aber sieht es mit dem Einsatz der Cloud aus, und wie kann sie dazu beitragen, Planungsprozesse besser und effizienter zu gestalten?

BIMCLOUD SERVERS

BIMCLOUD MANAGER In the Cloud On Premise

ACTIVE DIRECTORY

BIMX

ARCHICAD CLIENTS Ernst & Sohn Special 2014 · BIM – Building Information Modeling

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Zuerst die Grundlagen: Für was steht Cloud eigentlich? Die meisten Anwender verstehen unter „Cloud“ die Möglichkeit, ihre Daten dezentral zu speichern und von verschiedenen Standorten, unterschiedlichen Computern oder mobilen Geräten auf diese zugreifen zu können. Dabei stellen sich angesichts jüngster Nachrichten im Hinblick auf die Datensicherheit im Netz immer mehr sensibilisierte Anwender die Frage, wo ihre Daten tatsächlich liegen, und wer möglicherweise ohne ihr Wissen auf diese zugreifen kann. Cloud steht bei anderen Nutzern für die Möglichkeit, vorhandene Dienste, die sonst der Rechner im Büro erledigt, auf Rechnerfarmen auszulagern und so auf größere Ressourcen zugreifen zu können. Natürlich steht auch hier die Frage der DatenhoWenn ich meine Daten an einen Konzern (in heit im Raum. Wenn einem anderen Land) zur weiteren Bearbeiich meine Daten an eitung übersende, wie sieht es dann mit den nen Konzern (in einem Eigentumsverhältnissen aus? Sind diese anderen Land) zur weigeklärt? Auch nach deutschem Recht? teren Bearbeitung übersende, wie sieht es dann mit den Eigentumsverhältnissen aus? Sind diese geklärt? Auch nach deutschem Recht? Beide Anwendungen der Cloud sind bekannt: Datenspeicherung und Rechenleistung – ausgelagert auf andere Computer.

Aufgrund der patentierten Delta-Technologie, die nur die Änderungen des Mitarbeiters überträgt, reicht für das Zusammenspiel untereinander eine einfache Internetverbindung, sogar 3G ist ausreichend, da nur kleinste Datenmengen (ausschließlich die Änderungen) übertragen werden.

BIM in der Cloud

Der BIM Server ermöglichte also bereits die BIM basierte Zusammenarbeit im Internet. Er ist jedoch nicht skalierbar. Und genau hier kommt die Cloud ins Spiel. Benötigte man bei einem BIM-Server mehr Leistung oder mehr Speicherplatz, weil die Anzahl der Nutzer wuchs und/oder die Projekte zahlreicher oder größer wurden, konnte man bislang nur den Rechner des BIM-Servers aufrüsten oder einen zweiten installieren, der dann jedoch auch doppelten Verwaltungsaufwand erforderte. Indem GRAPHISOFT nun die Aufgaben eines BIM-Servers aufteilt und auf verschiedene Rechner überträgt, d. h. in die Cloud „verlagert“, wird diese Lösung komplett skalierbar und ermöglicht Teams jedweder Größe die zeitgleiche Arbeit an BIM-Modellen. Die neue BIMcloud von GRAPHISOFT besteht aus dem Datenspeicher, dem BIMcloud-Server, in dem die BIM-Modelle vorgehalten werden. Dazu kommt die Verwaltung mit dem BIMcloud-Manager, der Nutzer definiert, Zugriffe und Rechte regelt. Den BIMcloud-Manager benötigt man in einem Unternehmen natürlich nur einmal. MitBIM und Cloud tels kompletter LDAP-Integration und zentraler Nutzerverwaltung kann er in jedes Firmennetzwerk eingepflegt Soweit, so gut. Nun verbinden wir BIM mit Cloud – unter werden. Der Datenspeicher, also der Platz, auf dem die der Maßgabe, mithilfe der Cloud auch großen Teams die Modelle und alle Planungsdaten und Pläne liegen, wird im BIM-basierte Zusammenarbeit zu ermöglichen. Das Prin- Gegensatz dazu dezentral organisiert. Je nach Anfordezip von Cloud Computing – die dezentrale Organisation rung des Unternehmens verwaltet der BIMcloud-Manager – eröffnet in diesem Zusammenhang neue Perspektiven für beliebig viele BIMcloud-Server. Hier kommt nun also der skalierbare und in alle Richtungen flexible Lösungen. Cloud Gedanke zum Tragen. Indem die BIMcloud-Server Schauen wir uns die auf dem Markt verfügbaren unabhängig vom BIMcloud-Manager sind, können sich Teamwork-Lösungen an, stellen wir fest, dass die Schwie- diese Modellspeicher im Firmennetzwerk oder irgendwo rigkeiten und Engpässe meist im Datenauf der Welt befinden. verkehr entstehen. Funktioniert die Funktioniert die Übermittlung der ÄnderunBIMcloud wird im Gegensatz zur Übermittlung der Änderungen im Büro- gen im Büronetzwerk noch gut und flüssig, der Ein-Komponenten-Lösung BIMnetzwerk noch gut und flüssig, kommt kommt es bei Büros mit externen StandorServer skalierbar, indem die Datenspeies bei Büros mit externen Standorten ten bei der Nutzung normaler Internetvercher (BIMcloud-Server) dem Datenvobei der Nutzung normaler Internetver- bindungen zu Problemen. Große Datenpalumen angepasst und dezentral organibindungen zu Problemen. Große Da- kete, teilweise sogar komplette Modelle siert werden. tenpakete, teilweise sogar komplette müssen über Server abgeglichen werden. Dabei kann die cloud-basierte LöModelle müssen über Server abgeglisung sowohl horizontal wie vertikal chen werden. Bei Latenzen im Netzskaliert werden. – Vertikal durch beswerkverkehr sind fehlerhafte Dateien die Folge. Macht es sere Hardware und horizontal, indem mehr BIMcloudSinn, komplett auf VPN zu setzen? Auch das funktioniert Server-Instanzen angeschlossen werden. nicht problemlos und hebt die Schwierigkeiten des Datenverkehrs nicht auf. Ein großer Softwareanbieter empfiehlt Holger Kreienbrink, Produktmanager zur Aufbesserung des Traffics kostspielige Verstärker und der GRAPHISOFT Deutschland GmbH Komprimierer. Sinnvoller, praktikabler und kostengünstiger aber ist es, dieses Problem an der Wurzel zu packen und grundsätzlich zu lösen. Der patentierte BIM Server von GRAPHISOFT er- Weitere Informationen: möglicht es Teams schon seit seiner Markteinführung im www.graphisoft.de Jahr 2009, standortübergreifend zusammen zu arbeiten. www.graphisoft.at

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Die Nutzung von BIM im Planungsprozess – Chancen und Herausforderungen Vom konzeptionellen Ansatz für den Workflow und der Frage, wer das Modell liefert sowie vom Workflow mittels BIM Der Prozess der Planung und Errichtung von Gebäuden sowie deren Sanierung und Rückbau ist, wenn er letztendlich erfolgreich sein soll, an die Abstimmung und den zielgerichteten Austausch von einer Vielzahl an Informationen geknüpft. Und obwohl innerhalb der vergangenen 10 bis 15 Jahre viel im Zuge der Digitalisierung des Planungsprozesses geschehen ist, konnte das Grundproblem einer zentralen und transparenten Datenhaltung nicht umfassend im Sinne eines Gesamtprozesses gelöst werden. Parallel zum Prozess der Digitalisierung kam erschwerend hinzu, dass die Zeitgewinne durch CAE und CAD sowie elektronischen Datenaustausch nur zur Verkürzung der Leistungsphasen dienten bzw. führten und sich die Arbeitsweisen diesen neuen Möglichkeiten aber nie angepasst haben. Heute ist es im Planungsalltag noch ein häufig anzutreffender Fall, dass von den am Projekt beteiligten Planungspartnern für verschiedene Aufgaben und Arbeitsschritte auch jeweils verschiedene Modelle und Datenquellen und/oder Datenbanken ohne Schnittstellen zur normierten Datenübergabe genutzt werden. Dies mündet in entsprechendem Mehraufwand mit sowohl parallelen als auch seriellen Abhängigkeiten, die zu Verzögerungen und Datenverlusten führen. Gleichzeitig steigt jedoch auch die Komplexität am Bau durch einen höheren Technisierungsgrad und strengere energetische Anforderungen. BIM bietet mit dem objektorientierten Datenformat IFC einen guten Ausgangspunkt für eine einheitliche Datenbasis, die sowohl die CAD-technischen Belange als auch die Informationsverwaltung (z. B. in Form von Randbedingungen, Berechnungsergebnissen und Dokumenta-

tionen) und deren Visualisierung von der ersten Idee über den Planungs- und Bauprozess bis zum Gebäudebetrieb verbinden und absichern kann (s. Bild 1). Dabei gilt es jedoch zu beachten, dass BIM ein methodischer Ansatz ist, dessen Einführung, Umsetzung und Förderung zwar softwaretechnische Grundlagen benötigt, der aber nicht unwesentlich durch organisatorische Aufgaben und Anforderungen sowie die vertraglichen Regelungen (Eschenbruch et al., 2014) geprägt wird. Ausgehend davon sind neben den Projektbearbeitern auch ausdrücklich die verantwortlichen Leitungsebenen mit in den Prozess zu integrieren. Die Methodik kann umso effizienter im Lebenszyklus eines Gebäudes genutzt werden, je stärker gemeinschaftliches Handeln im Projekt verankert ist, und je tiefer und umfassender BIM in der Wertschöpfungskette genutzt wird (Liebich et al., 2011). Unter allgemeiner Anerkenntnis der zuvor geschilderten Problematiken und der gleichzeitigen Erkennung der Potentiale hat sich BIM zu einem populären Begriff entwickelt (z. B. analog seinerzeit „Integrale Planung“). Bei genauerer Untersuchung stellt man derzeit aber immer wieder fest, dass eine solide Anwendung bzw. Implementierung aus verschiedenen Gründen (Angefangen bei der Software selber bis zu den Arbeitsprozessen) scheitert, was dann auch immer wieder dazu führt, dass das „Konzept BIM“ generell in Frage gestellt wird. Dieser Artikel möchte auf verschiedene Punkte eingehen, die es für einen erfolgreichen Einsatz von BIM zu beachten bzw. zu klären gilt. Die dargestellte Herangehensweise wurde bis jetzt schon

Bild 1. Ziel – Gewerke und Phasen übergreifende Zusammenarbeit mit normierter Schnittstelle

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Bild 2. Arbeitsprozess auf Basis eines BIM-Servers

bei Bauvorhaben verschiedener Größenordnung eingesetzt und hat dabei ihre Potentiale deutlich aufzeigen können.

– ii – Wer liefert das 3D-Modell?

Ausgangspunkt für den nachfolgend beschriebenen Prozess ist ein 3D-Modell des Gebäudes im IFC-Format. Der–i– zeit ist es noch nicht die Regel, dass entsprechende MoDer konzeptionelle Ansatz für den Workflow delle von Seiten der Architektur vorliegen. Wenn dies im Projekt der Fall sein sollte, ist zu prüfen, wer das 3D-IFCBei der Planung von Bauprojekten muss davon ausgegan- Modell für den anstehenden Prozess liefern kann. gen werden, dass sich das Projektteam einschließlich der Ein möglicher Ansatz besteht dann darin, das Modell handelnden Personen nur zur Umsetzung des jeweiligen zu verwenden, welches in diesem Fall vom TGA-Planer Bauvorhabens zusammenschließt. Es kann demzufolge ohnehin für die Lastberechnung erstellt werden muss. Dienicht unterstellt werden, dass durch regelmäßige Zusam- ses Modell ist dann sicherlich ausgehend von dem primämenarbeit ein An- bzw. Abgleichen der Arbeitsweisen er- ren Ziel der Lastermittlung an den avisierten Prozess anfolgt. Zudem ist in Folge der Vielzahl an Softwareproduk- zupassen und nicht so detailliert wie eines der Architektur. ten eine unterschiedliche softwaretechnische Ausstattung Aber es deckt im Allgemeinen alle Eigenschaften ab, die der einzelnen Projektpartner zu unterstellen. Last but not für einen nachfolgenden BIM-Prozess notwendig sind. least können und werden die projektspezifischen AnfordeLiefert die Architektur das 3D-Modell, dann sind zu rungen an das jeweilige Gewerk zum Teil deutlich in Kom- Projektbeginn unbedingt grundlegende CAD-technische plexität und Umfang differieren. Abstimmungen zu treffen, damit eine breite Nutzung der Aus den zuvor genannten Gründen Modelle gegeben ist und Mehraufund Randbedingungen ergeben sich unwand vermieden wird. Ein wesentliBei genauerer Untersuchung stellt man ter Umständen diametrale Anforderuncher Aspekte ist dabei die Verwendung derzeit aber immer wieder fest, dass eine gen, die durch einen auf das Projekt zu- solide Anwendung bzw. Implementierung von im BIM definierten und damit ingeschnittenen Arbeitsprozess unter Lei- aus verschiedenen Gründen (Angefangen telligenten Architekturbauteilen. Es tung des BIM-Koordinators abgefangen bei der Software selber bis zu den Arbeitsmuss unbedingt vermieden werden, und ausgeglichen werden müssen, damit prozessen) scheitert, was dann auch immer dass eigene 3D-Körper erstellt werden, das Projekt hinsichtlich BIM nicht nur wieder dazu führt, dass das „Konzept BIM“ die nicht „sauber“ im BIM definiert auf dem kleinsten gemeinsamen Nenner generell in Frage gestellt wird. und damit im Prozess nur als Proxyoperieren kann. Elemente verfügbar sind. Zudem ist Insofern kommt der Leistungsfähigdie Genauigkeit der Konstruktion als keit der zentral verwendeten (BIM-)Werkzeuge, dem Eingangsbedingung für nachfolgende Prozesse und BeKenntnisstand des BIM-Koordinators sowie der maßgebli- rechnungen unbedingt abzustimmen. Schlussendlich ist chen für BIM zuständigen Personen als auch der Abstim- das Modell aus Sicht des Prozesses so aufzubauen, dass mung und der Organisation zum Projektbeginn eine hohe Bauteile bzw. Element anhand ihrer Eigenschaften herausBedeutung für den Projekterfolg zu. Dabei spielen die gefiltert werden können und nicht anhand von Gruppen. Möglichkeiten der Datenein- und -ausgabe eine SchlüsselZur Absicherung der Projektziele sollte nach erfolgter rolle. Abstimmung ein Testmodell ausgetauscht werden, da die

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Arbeitsweise in der BIM-Welt partiell deutlich differiert zum „normalen“ CAD.

– iii – Der Workflow mittels BIM Basis für die Arbeit mit BIM gemäß Bild 2 ist ein IFC-Modell des jeweiligen Gebäudes, das den Anforderungen der Simulation genügt. Das Simulationsmodell ist aus zuvor genannten Gründen ggf. einfacher als die Planung der Architektur. Typischerweise werden für Berechnung und Datenhaltung nur die Raumbegrenzungen mit Fenstern und Türen dargestellt. Das in einem CAD-System erstellte IFCModell (1) wird im BIM-Server eingestellt und mit den erforderlichen Daten hinterlegt. Die Datenübergabe bzw. -eingabe (2) erfolgt über Excel-Tabellen, ASCII-Dateien o. ä. sowie über ein entsprechendes FM-Programm (3), welches an den BIM-Server angebunden ist. Das Einspielen der Daten bzw. deren Eingabe wird im Sinne der Nachvollziehbarkeit entsprechend im Server dokumentiert. Da im IFC noch nicht alle im Planungsprozess notwendigen Felder definiert sind, ist es in der Regel notwendig, die fehlenden Strukturen mit entsprechenden Werkzeugen anzulegen. Damit stehen dem Projektteam die Daten via IFC im jeweiligen CAD-Programm (1)(6), im SimpleBIM (7) und im CAFM Allfa (3) zur Verfügung und können dort geprüft und entsprechend visualisiert werden. Nach Kontrolle und Freigabe können die im Server liegenden Daten nun direkt in die Gebäudesimulation mit IDA ICE (4) eingespielt werden. Damit ist gesichert, dass die abgestimmten Randbedingungen auch Grundlage der Berechnung sind. Da der Datentransfer zwischen BIM-Server und Simulationsprogramm keine Einbahnstraße ist, werden die Ergebnisse der Berechnung (4) nunmehr für alle zugänglich auf dem Server abgelegt. Damit sind Eingangsdaten und Ergebnisse, ohne die Notwendigkeit selbst das jeweilige Berechnungsprogramm zu besitzen, für alle am Projekt Beteiligten nutzbar. Zudem können die Berechnungsergebnisse (Heizund Kühllast) so exportiert werden (5), dass sie unmittelbar zur Heizkörperauslegung und Rohrnetzberechnung verwendet werden können. Derzeit wird hier das Berechnungsprogramm MH unterstützt.

Da die Berechnungsgrundlagen in einer Datenbank gehalten und von dieser in das Berechnungsprogramm eingespeist werden, ist es auf Basis der bisherigen Lastberechnungen durch Austausch der Nutzungsprofile leicht möglich, den EnEV-Nachweis (5) mittels Simulation zu erbringen. Die gemäß Bild 2 beschriebene Arbeitsweise ermöglicht auf Basis des BIM-Servers die zentrale Datenerfassung und -verwaltung in einem Projekt und leistet zudem die Kopplung mit verschiedenen Berechnungsprogrammen. Damit werden die Grundlagen der Planung und die daraus resultierenden Ergebnisse und Anforderungen transparent, Fehlerquellen werden reduziert und durch die Verknüpfung mit den Planungswerkzeugen wird eine höhere Gesamtwirtschaftlichkeit des Planungs- Ein wichtiger Aspekt im gesamten Schaffensprozess ist die Visualisierung von Randbeprozesses erreicht. Die in Bild 2 mit dingungen, Sachverhalten und ZusammenStern gekennzeichne- hängen. Deshalb ist es besonders wichtig, ten Felder können über dass die auf dem BIM-Server liegenden Indas FM-Programm mit formationen möglichst umfassend und auf zusätzlichen Funktio- vielfältige Weise visualisiert werden können. nen bedient werden. Damit bieten sich im Gesamtprozess weitere Möglichkeiten und es wird dem persönlichen und objektbezogenen Arbeiten mehr individueller Freiraum gegeben.

– iv – Projektbeispiele Im Folgenden wird an einem Projektbeispiel gezeigt, dass der bisher beschriebene Ansatz BIM auch im Rahmen von Großprojekten zu einer gelebten Realität werden kann. Ein wichtiger Aspekt im gesamten Schaffensprozess ist die Visualisierung von Randbedingungen, Sachverhalten und Zusammenhängen. Deshalb ist es besonders wichtig, dass die auf dem BIM-Server liegenden Informationen möglichst umfassend und auf vielfältige Weise visualisiert werden können. Ausgehend davon ist es generell, aber gerade bei großen und komplexen Bauvorhaben ein besonderes Anliegen, derlei Möglichkeiten zu schaffen, ohne dass dazu mehr als die ohnehin notwendigen Programme verwendet werden müssen.

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möglich, die instationären Berechnungsergebnisse der thermischen Untersuchungen als Diagramme oder Animationen im Gebäudemodell darzustellen.

–v– Fazit Die thermischen Berechnungen sind nur ein Teil der im Planungsprozess notwendigen Berechnungen. Betrachtet man den Gesamtprozess der Planung, dann sind viele Randbedingungen zu berücksichtigen, damit ein schlüssiges Gesamtwerk entsteht. Eine transparente und allseits nutzbare Datenhaltung ist dabei für die technische Planung bei stetig steigender Komplexität notwendig. Bis dato existierten noch keine neutralen Ansätze, die Bild 3. 3D-Modell des Gebäudekomplexes im IDA (Übergabe als IFC-Datei) die Datenhaltung mit den unterschiedlichsten Berechnungen und Simulationen auf der einen Seite und dem Planungsprozess auf der anderen Seite verknüpfen. Ein BIM-Server kann Bei dem hier dargestellten Gebäudekomplex mit meh- hier ein Ansatz zur Lösung dieser Thematik sein. reren tausend Räumen (s. Bild 3) bestand die HerausfordeMit dem in Bild 3 dargestellten Arbeitsablauf ist es rung nicht nur darin, die allgemeinen Raumdaten zu ver- möglich, den BIM-Prozess CAD-technisch voll umfänglich walten, sondern alle Aspekte der jeweiligen Raumnutzung zu unterstützen. Zudem sind planungsspezifische Aufgaangefangen bei geforderten Temperaturen und Beleuch- ben wie der sommerliche Wärmeschutz nach DIN 4108 tungsstärken bis hin zu Personenanzahl Teil 2 (Übertemperaturgradstunden) und Technik einschließlich deren Zeitoder die Kostenschätzung abgedeckt. plänen sowie vielen weiteren baulichen Es muss unbedingt vermieden werden, Ausgehend von der Möglichkeit die und technischen Angaben und Berech- dass eigene 3D-Körper erstellt werden, die Gesamtheit der planungsrelevanten Danicht „sauber“ im BIM definiert und damit nungsergebnissen zu erfassen, zu verten zu speichern und zu visualisieren, ist im Prozess nur als Proxy-Elemente verfügknüpfen und zu visualisieren. auch die Erstellung eines gewerkeüberbar sind. Durch die gute Zusammenarbeit greifenden Raumbuches gegeben. und Abstimmung zwischen Architektur, Es sollte auch nicht unerwähnt Haustechnik und Berechnung auf der einen Seite sowie IT bleiben, dass auf dem BIM-Server auch Dokumente (z. B. und CAD auf der anderen Seite konnten das 3D-Modell Brandschutzgutachten, technische Dokumentationen, etc.) und die bereits gesammelten Daten zügig in einem Gesamt- und Fotos (bspw. Fotodokumentation zur Mängelbegemodell zusammengeführt werden, dass dann im weiteren hung) integriert werden können. die Grundlage für die thermischen Berechnungen war. Der Vorteil der Datenbank: Alle Daten und DokuDer gemäß Bild 2 skizzierte Arbeitsablauf gestattet die mente zu einem Bauvorhaben liegen ähnlich den ohnehin Visualisierung von allen in der IFC-Struktur befindlichen erforderlichen Revisionsunterlagen übersichtlich vor. Daten im „Eingabeprogramm“ Allfa (3) (Bild 4), in den Plä- Durch die Integration eines FM-Programmes in diesen nen selbst (6) und mit dem Programm SimpleBIM (7) . Mit Prozess wird auch die Nutzung der Daten im Facility MaSimpleBIM ist es zudem über Programmerweiterungen nagement vollumfänglich unterstützt.

Bild 4. Visualisierung der Daten im Allfa

(Abb.: INNIUS)

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Trotz der umfassenden Funktionalität und der über entsprechende Schnittstellen abgesicherten Arbeitsweise kann gemäß Bild 2 noch nicht der gesamte Planungsprozess miteinander verzahnt werden. Einen regelrechten Schnitt gibt es dieser Tage noch bei der Gebäudeautomation, obwohl die notwendigen Informationen in der Anlagensimulation in der Programmiersprache Modelica, einer der Sprachen der Gebäudeautomation, vorliegen.

Literatur

D. Krahnert, J. Turoczi, P. Vogel und F. Wohlfarth, INNIUS GTD GmbH

Weitere Informationen: www.innius.de

Abb. vorläufig.

Liebich T., Schweer C.-S., Wernik S. 2011. Die Auswirkungen von Building Information Modeling (BIM) auf die Leistungsbilder und Vergütungsstruktur für Architekten und Ingenieure sowie auf die Vertragsgestaltung. Zukunft Bau, ein Forschungsprogramm des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) Egger M., Hausknecht K., Liebich T., Przybylo J. 2013. BIMLeitfaden für Deutschland. Zukunft Bau, ein Forschungsprogramm des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS)

Eschenbruch K., Malkwitz A., Grüner J., Poloczek A., Karl C.K. 2014. Maßnahmenkatalog zur Nutzung von BIM in der öffentlichen Bauver-waltung unter Berücksichtigung der rechtlichen und ordnungspolitischen Rahmenbedingungen. Zukunft Bau, ein Forschungsprogramm des Bundesministeriums für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS) DIN 4108-2:2013-02 Wärmeschutz und Energie-Einsparung in Gebäuden – Teil 2: Mindest-anforderungen an den Wärmeschutz SAE ARP 4754A:2010 Guidelines for Development of Civil Aircraft and Systems DIN EN 50126:2000 Railway applications – The specification and demonstration of reliability, availability, maintainability and safety (RAMS) ISO 26262:2011 Road vehicles – Functional safety

Brückenbau und Bauen im Bestand Hrsg.: K. Bergmeister, F. Fingerloos, J.-D. Wörner Beton-Kalender 2015 Schwerpunkte: Brücken, Bauen im Bestand 2014. ca. 1100 S. ca. € 174,– Fortsetzungspreis ca. € 154,– ISBN: 978-3-433-03073-8

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BIM-Objekte und was dahinter steckt Was aus einem CAD-File ein BIM-Objekt macht, welche zusätzlichen Informationen Bauprodukte wann bieten sollen und wie diese auch noch nachträglich eingepflegt werden können Vorab ein kurzer Blick zurück: Der BIM-Zug ist endlich auch in Deutschland angekommen. Die Politik hat den Ball aufgenommen und fängt an, das Thema voranzutreiben. Bitte jetzt keine Vergleiche zur Mautdiskussion, nur weil das in denselben Händen liegt. Auch findet BIM nicht nur bei uns, sondern auch bei unseren europäischen Nachbarn und der ganzen Welt eine wesentlich stärkere Unterstützung als die Maut ... Viele stehen dem Thema „BIM“ immer noch skeptisch gegenüber und sehen es wie der bayrische Humorist Karl Valentin „Hoffentlich wird es nicht so schlimm, wie es schon ist!“ Doch geht es voran und man kann das bei vielen momentan stattfindenden Seminaren und Kongressen beobachten. Firmen haben begonnen, den Wünschen der Architekten und Planer nachzukommen und stellen mehr und mehr Informationen zum Thema BIM zur Verfügung. Jede Woche erscheinen auf BIMobject.com neue Hersteller als Anbieter von digitalen Bauelementen für den BIM-Planungsprozess. Die Nachfrage Alle reden von BIM und BIM-Objekten, aber und auch die Akzepwas macht jetzt den Unterschied zwischen tanz bei den ArchitekCAD-Files und echten BIM-Objekten? ten und Planern steigt rasend schnell. Jede Woche registrieren sich auf BIMobject.com mehr als 2.000 neue Planer aus aller Welt, um ihre Ideen auf Basis der BIM-Idee mit realen digitalen Abbildern der Produkte verschiedener Hersteller aufzuwerten. Bis dahin schön und gut. Alle reden von BIM und BIM-Objekten, aber was macht jetzt den Unterschied zwischen CAD-Files und echten BIM-Objekten?

Bild 1. Ohne lange Einarbeitung BIM-Content für die Verwendung in Revit, ArchiCAD, Sketchup und IFC erzeugen

sen, Bodenbelägen, Küchengeräten etc. ohne CAD-/BIMSoftware-Vorkenntnisse und ohne lange Einarbeitung, BIM-Content für die Verwendung in Revit, ArchiCAD, Sketchup und IFC zu erzeugen, mit den richtigen BIMParametern zu versehen und auf BIMobject.com allen registrierten Planern weltweit zum Download anzubieten. Diese „simplifizierten“ Objekte können selbstverständlich auch mit Hilfe der BIMobject Open Property Cloud Lösung BOPC™ mit weiteren den jeweiligen Planungsanforderungen entsprechenden BIM-Properties versehen werden. Aber dazu später mehr.

– ii – –i–

Eigenintelligenz

Cloud-Lösung für einfache Objekte

Etwas komplizierter wird es, wenn das Objekt komplexer sein soll und auch über eine gewisse Eigenintelligenz verfügen soll. Hierbei kann man das Thema in folgende Bereiche aufteilen: – Die Geometrie des Objektes – Die Parametrisierbarkeit, oder die Berücksichtigung von Varianten eines Produktes. – Die Eigenintelligenz des Objektes innerhalb der jeweils genutzten BIM-Softwarelösung (also ArchiCAD, Revit, etc.) – Die BIM-Parameter oder Properties.

Erst einmal kann man hier die Objekte in zwei grundsätzlich verschiedene Kategorien aufteilen. Auf der einen Seite die komplexen intelligenten Bauteile, die nicht nur die Anforderung nach den BIM-spezifischen Eigenschaften und Informationen (Properties) erfüllen, sondern deutlich darüber hinausgehen. Und auf der anderen Seite einfache Objekte, die mehr als Platzhalter fungieren und mit den notwendigen BIM-Properties ergänzt werden können. Hierbei handelt es sich nicht um allgemeine Symbole, sondern um geometrisch einfache Bauteile „ohne Innenleben“ mit allen BIM-Informationen, die im BIM-Model eindeutig identifizierbar sind und die in vielen Fällen trotz einfacher Geometrie für den BIM-Prozess aber völlig ausreichend sind. Um diese Objekte einfach zu erstellen, hat BIMobject die Cloud Lösung „Mosquito™“ entwickelt und kürzlich vorgestellt. Diese SaaS-Lösung erlaubt es Herstellern von geometrisch einfachen Produkten wie Pflastersteinen, Flie-

Zur Geometrie: das ist der einfachste Teil – das Objekt soll innerhalb der BIMsoftware möglichst so aussehen und die Abmessungen haben wie in der Wirklichkeit. Das rauszufinden war jetzt nicht so schwer, aber wie immer liegt das Problem im Detail, und zwar im wahrsten Sinne des Wortes. Einfach die Konstruktionsdaten zu verwenden oder 3D-Modelle zu konvertieren führt in eine Sackgasse. Dabei

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entstehen in den meisten Fällen immense Datenmengen, BIM-Objekt über die angesprochene „Eigenintelligenz“ die dann das gesamte BIM-Model in die Knie zwingen. Ver- verfügen soll. „Was soll an einem Objekt intelligent sein?“ suche für ein Sportgerät in einem Fitnessstudio haben bei lautet hier eine Frage und es zeigt sich: eine ganze Menge. Verwendung im ArchiCAD folgendes Ergebnis gebracht: Nur ein paar einfache Beispiele: max. und min. Länge oder Als DWG-File 500kB, nach der Konvertierung für Archi- Breite eines Fassadenpanels, die lieferbar ist, in welcher CAD über das Format 3ds 10 MB. Das 10MB konvertierte Abmessung sind die Karusselltüren eines bestimmten HerObjekt erzeugte dann ein BIM-Model, das aufgrund seiner stellers in welcher Ausführung als Standard lieferbar und Datenmenge auch nicht mehr richtig handhabbar war. in welcher nur als Sonderanfertigung. Und das alles, ohne Wird das Sportgerät allerdings direkt als ArchiCAD dass der Planer erst lange in der Architektenmappe des GDL-Objekt mit einem Längenparameter, der drei ver- Herstellers suchen muss. Nach Murphys Gesetz ist die in schiedene Modelle abdeckt, erstellt, bedem Moment, wo man sie braucht sonötigt das BIMobject nur noch 45kB. wie so veraltet oder gerade nicht aufEinfach die Konstruktionsdaten zu verwenDas zeigt somit, in fast allen Fällen den, oder 3D-Modelle zu konvertieren führt findbar. müssen die Daten – für den BIM-Pro- in eine Sackgasse. Dabei entstehen in den Auch wenn eine Konsole eines zess optimiert – gezielt für die jeweils meisten Fällen immense Datenmengen, die Anbieters, auf der eine Kabeltrasse verwendete BIM-Application aufgebaut dann das gesamte BIM-Model in die Knie liegt, „weiß“, dass sie mit der Wand werden. verbunden ist, und somit, wenn die zwingen. Wenn dann noch Varianten ins Wand im Planungsprozess verschoben Spiel kommen, scheiden damit alle Dawird, mitgeht und nicht einzeln bei jeteiformate für die komplexe Anwendung aus, die keine der Änderung nachgezogen werden muss, erkennt man Parameter verwalten können, z. B. DXF, DWG und leider den Vorteil einer gut aufgebauten Revitfamilie gegenüber auch das IFC Format in seiner heutigen Definition. Jetzt einem quick and dirty konvertierten Bauteil. bitte nicht falsch verstehen, wir sprechen über digitale Bauteile am Anfang des Planungsprozesses, wo die Ob– iii – jekte alle für den Architekten relevanten Herstellerinformationen in allen Varianten enthalten sollen, um den Ar- BIM-Parameter und BIM-Properties chitekten in der Entwurfsphase alle Freiheiten für seine Kreativität zu geben. Um später anderen Planungsbeteilig- Doch nun zum spannendsten und auch wichtigsten Teil, wenn es um BIM geht, das „I“ in BIM, den BIM-Parameten einen Snapshot der aktuellen Planung als Grundlage für seine Arbeit zu übergeben, ist IFC immer noch der ein- tern und den BIM-Properties. Zahlreiche Initiativen weltweit sind darauf ausgelegt, zige und auch heute am besten funktionierende Weg. Und künftige Standards für Properties festzulegen. Bekannt sind dafür wurde es ja auch entwickelt. Endgültig muss man native, proprietäre Formate der COBie “Construction Operations Building Information Exjeweiligen BIM-Software-Lösungen verwenden, wenn das change” aus USA, in UK heißt es COBie UK 2012, dazu

Bild 2. Mit BPOCTM können Property-Sets auf einfachste Art und Weise hinzugefügt werden

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kommen Omniclass, Uniclass und noch einige andere mehr oder weniger lokale Standards. Wie sie ohne großen Aufwand in BIM-Objekte und BIM-Modelle integriert werden können, dazu schweigen sich die meisten aus. Wir sprechen hier teils über eine sehr beachtliche Anzahl von Properties, die in die BIM-Objekte eingepflegt werden müssen. Auch verändert sich die Anzahl und Art der Informationen im Laufe des Planungsablaufes nicht unerheblich. In der Planung werden andere Angaben und Produkt-Spezifikationen gebraucht als später z. B. beim Betrieb des Gebäudes. Und dann sind auch da noch die verschiedenen Länderorganisationen – nicht mal innerhalb der EU können wir uns auf einen Standard einigen. Dank der geplanten Task Force werden wir in Deutschland ja auch bald unsere eigenen „Value“-Listen bekommen. Wenn ein Bauprodukt in mehreren Ländern gleichartig angeboten wird, müssten ja für alle Länder die den lokalen Standards entsprechenden Properties Wenn ein Bauprodukt in mehreren Ländern in das Objekt eingegleichartig angeboten wird, müssten ja für pflegt werden und naalle Länder die den lokalen Standards enttürlich auch für alle sprechenden Properties in das Objekt einPhasen – das können gepflegt werden und natürlich auch für alle Tausende sein. Und gePhasen – das können Tausende sein. braucht werden dann nur ein paar. Es gibt auch Überlegungen, diese Informationen losgelöst von den Bauteilen in Listen oder anderen Datenbanken vorzuhalten und zu pflegen, aber wie die Objekte und Parameter dann im Bedarfsfalle verknüpft werden, steht sehr oft noch in den Sternen. BIMobject hat mit BIMobject Open Property Cloud (BOPC™) eine neue Cloud Lösung auf den Markt gebracht, die dieses Problem löst. Mit BPOCTM können Property-Sets von beispielsweise Normierungsorganisationen wie CIBSE, eine Organisation in UK, die sehr umfangreiche Vorlagen, genannt „Product Data Templates“ für

UK BIM Level 2 entwirft (http://www.cibse.org) auf einfachste Art und Weise hinzugefügt werden. Ein weiteres einzigartiges Feature von BOPC™ ist seine dynamische Property Set-Lösung, die mehrere Property-Sets innerhalb einer Cloud zulässt. Das bedeutet, dass ein Teil der Produktinformationen bereits zu Beginn der Planungsphase im Objekt hinterlegt werden und weitere Informationen zur Inbetriebnahme und Wartung – auch COBIE genannt – zu einem späteren Zeitpunkt über die BIMobject® Apps hinzugefügt werden können. BIMobject® wie auch seinen Kunden steht fortan ein flexibles Cloud-System zur Verfügung, das es erlaubt, BIM-Objekte während des Prozessablaufs mit zusätzlichen Informationen auszustatten, und das jeweils abgestimmt auf die lokalen bzw. für dieses BIM-Projekt geforderten Standards. Das System kann weltweit verwendet werden und ist für den Anwender schnell und einfach zu bedienen. Da die Property Clouds von den Herstellern selbst oder von NormierungsOrganisationen gepflegt werden können, ist auf diese Weise die Urheberschaft der Daten eindeutig gelöst und auch dokumentiert. Es geht voran mit BIM, jetzt endlich auch im deutschsprachigen Raum. Wir haben im letzten Jahr einige große Schritte beim Übergang zu den BIM-gestützten Planungsprozessen gemacht. Wir sind nur leider noch lange nicht am Ziel. Alle Beteiligten lernen täglich dazu. Aber es gibt mehr und mehr Player in diesem Spiel. Somit wird Karl Valentin mit seinem Satz „Des is wia bei jeda Wissenschaft, am Schluss stellt sich dann heraus, dass alles ganz anders war,“ am Ende leider doch nicht recht behalten … Dipl.-Ing. Johannes Reischböck, COO BIMobject AB

Weitere Informationen: www.bimobject.com

BIM-Strategie für Deutschland, ein Jahr später Vor einem Jahr habe ich an dieser Stelle Ausführungen über eine „BIM-Strategie für Deutschland“ gemacht. Für das neue Heft bietet sich eine Reminiszenz über den erzielten Fortschritt an. Mit dem Begriff Fortschritt stelle ich ganz bewusst meine positive Einschätzung der Situation voran. Ein Grund für meinen Optimismus sind wichtige politische Signale, hat sich doch, wie angekündigt, die Reformkommission Bau von Großprojekten im Mai dieses Jahres ausführlich mit der BIM-Strategie für Deutschland befasst. In der Diskussion bestand Einigkeit, dass das modellgestützte und vernetze Arbeiten einen wesentlichen Beitrag zur Erfüllung der Ziele der Reformkommission in Richtung Kosten-, Termin- und Qualitätssicherung leisten könne. Aber: BIM dürfe nicht als deutsche Lösung vorangetrieben werden, sondern müsse im internationalen Kontext fortentwickelt werden. Ziel sei ein „Open BIM“ für Hoch- und

Tiefbau, das dynamisch angepasst werde und Raum für alle bestehenden Softwarelösungen biete. Daneben sind Vertrags- und Abwicklungsformen zu vereinheitlichen sowie Haftungsfragen in Zusammenhang mit der Nutzung von BIM zu klären. Auch die Prozessabläufe müssten geregelt werden. Herr Minister Dobrindt schlug vor, dass auf der Grundlage der vorliegenden BIM-Strategie für Deutschland die Gründung der Plattform zu BIM jetzt zügig vorangetrieben werden solle. Das BMVI werde den Gründungsprozess mitgestalten. Es wird Pilotvorhaben im Infrastrukturbau anstoßen und wissenschaftlich begleiten lassen. Das Echo in den Medien und bei den Fachverbänden belegt: Dieses Signal ist verstanden worden. Weitere wichtige politische Signale folgten mit der Digitalen Agenda 2014–2017 und der Hightech-Strategie der Bundesregie-

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rung: Ausdrücklich wird die Digitalisierung des Bauens als Gegenstand des Regierungshandelns benannt. Der wohl wichtigste praktische Schritt zur Ermittlung des Unterstützungsbedarfes und der Bündelung der Kräfte ist die Bildung der durch Minister Dobrindt angesprochenen Plattform. KernAlle wichtigen Verbände aus dem Baubestück ist die Einrichreich haben eigene Gremien eingerichtet, tung einer professioum sich mit dem Thema auseinanderzusetnell agierenden und zen. Eines der zu hörenden Argumente war, nicht auf Gewinnerdass die Digitalisierung auch des Bauens zielung ausgerichteten unabweisbar kommen werde, und es also „Bauen Digital GmbH darum gehe, seine Verbandsmitglieder – Gesellschaft zur Didarauf einzustellen. gitalisierung des Planens, Bauens und Betreibens“, die von Verbänden und Einzelunternehmen aus der Bau- und Immobilienwirtschaft als Anteilseigner finanziert wird. Ich möchte mich der Einladung zur Mitwirkung gern anschließen. Auch die vom Bundesminister angekündigte Einrichtung von Pilotvorhaben im Infrastrukturbereich hat inzwischen konkrete Gestalt angenommen, aktuelle Informationen können der Website des BMVI entnommen werden.* Über weitere Fortschritte gilt es zu berichten: Durch das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung wurden im vergangenen Jahr zwei wichtige Grundlagenarbeiten veröffentlicht: der „BIM-Leitfaden für Deutschland“ und der „Maßnahmenkatalog zur Nutzung von BIM in der öffentlichen Bauverwaltung unter Berücksichtigung der rechtlichen und ordnungspolitischen Rahmenbedingungen“. Alle wichtigen Verbände aus dem Baubereich haben eigene Gremien eingerichtet, um sich mit dem Thema auseinanderzusetzen. Eines der zu hörenden Argumente war, dass die Digitalisierung auch des Bauens unabweisbar kommen werde, und es also darum gehe, seine Verbandsmitglieder darauf einzustellen. Auch der Markt reagiert. Die Baustoffindustrie, Systemhersteller und die Softwarehäuser haben sich zusammengefunden, um auf BIM qualifiziert zu reagieren; für die nächsten Monate sind interessante Entwicklungen angekündigt. Die Softwarebranche bietet zunehmend IFC-basierte Anwendungen an, so z. B. für die Bestandserfassung, für die Kostenermittlung, für die Bauablaufplanung, für die Gebäudesimulation, für die Einbindung baufachlichen

* Die Pilotprojekte im Einzelnen: – der 8,3 km lange Rastatter Tunnel, – die Eisenbahnüberführung Filstal, – die Erneuerung der Brücke über den Petersdorfer See im Verlaufe der B 14, * – der Neubau der Straßenbrücke über DB AG, Privatbahn und Auerbach im Verlaufe des Südverbundes Chemnitz.

Wissens, für die Nachhaltigkeitszertifizierung usw. Schulungsangebote werden durch Fachunternehmen konzipiert und angeboten. Viele Hochschulen berichten über die Einbindung von BIM in Lehre und Forschung. Und nicht zuletzt wächst die Anzahl der Unternehmen, die Unterstützung bei der Einführung von BIM oder bei der Erledigung von Projekten nach BIM auch für KMU anbieten. Veranstaltungen zum Thema BIM sind regelmäßig überbucht. So auch die am 11. September vom DIN organisierte Veranstaltung, auf der DIN, buildingSMART, GAEB und VDI den aktuellen Stand der Regelsetzung für BIM vorgestellt und die gemeinsam künftige Vorgehensweise erörtert haben. Die BIM-Strategie für Deutschland und die VDIAgenda vom September 2014 beschreiben die anstehenden Aufgaben sehr ausführlich. Einen Tag zuvor stellte ein Konsortium zweier Fraunhofer-Institute, AEC 3 Deutschland, das Institut für Mittelstandsforschung an der Universität Mannheim, die Jade Hochschule Oldenburg und buildingSMART e.V. einem interessierten Fachpublikum ein durch das BMWi im Rahmen seiner Mittelstandsförderung unterstützes BIM-Pilotvorhaben vor. Hochbaumaßnahmen zur Der öffentliche Hochbau hat sich nach anUnterbringung der VW fänglicher Euphorie wohl wieder von dem Financial Services in Gedanken verabschiedet, mit modernen Braunschweig sollen Methoden seine Arbeit effektiver zu gestalvon Anfang an mit ten. Die Ursache dafür wird von BetroffeBIM geplant, errichtet nen unter anderem in fehlenden Signalen und genutzt werden. aus dem Bauministerium gesehen. Man Allerdings, nicht darf gespannt sein, wie lange die Zurücküberall findet die Digi- haltung andauern wird. talisierung des Bauens Zustimmung. Für viele kleine und mittlere Unternehmen gehört der Umgang mit neuen Medien zum Standard. Bei der Nutzung des Potentials für die Optimierung der eigenen Geschäftsvorgänge oder gar zum Informationsaustausch mit dem Auftraggeber ist die Hemmschwelle jedoch noch sehr hoch. Der Zentralverband des Deutschen Baugewerbes und Ingenieurverbände beteiligen sich deshalb ganz bewusst an der Plattform, um die spezifischen Belange ihrer Mitglieder einbringen zu können. Der öffentliche Hochbau hat sich nach anfänglicher Euphorie wohl wieder von dem Gedanken verabschiedet, mit modernen Methoden seine Arbeit effektiver zu gestalten. Die Ursache dafür wird von Betroffenen unter anderem in fehlenden Signalen aus dem Bauministerium gesehen. Man darf gespannt sein, wie lange die Zurückhaltung andauern wird. Dr.-Ing. Jürgen Koggelmann Weitere Informationen: www.bmvi.de

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BIM in der Tragwerksplanung RSTAB bzw. RFEM ermöglichen mit einer Vielzahl an leistungsstarken Schnittstellen eine BIM-orientierte Planung Bei Bauvorhaben mit aufwendiger Geometrie ist eine Planung mit CAD- und Statik-Software ohne Datenübergabe im Prinzip kaum mehr möglich. Dies zeigen beispielsweise die Projekte Bahá’í Temple in Santiago de Chile und Überdachungen Messe Frankfurt. Bei beiden wurde die Modellierung in Rhinoceros durchgeführt. Anschließend erfolgte die Übergabe der Geometriedaten an die Statiksoftware RSTAB bzw. RFEM. Beide Statikprogramme verfügen über eine Vielzahl an leistungsstarken Schnittstellen, die eine BIM-orientierte Planung ermöglichen. Sie haben beispielsweise direkte Schnittstellen zu Tekla Structures, Revit Structure, Autodesk Structural Detailing und Bentley ISM.

Bahá’í Temple in Chile Der „Tempel des Lichts“ wird derzeit in Chile errichtet und soll Ende 2014 fertiggestellt sein. Er ist einer von acht Bahá’í-Tempeln weltweit. Die monotheistische Bahá’í-Religion hat weltweit ca. sieben Millionen Anhänger, vor allem im Iran, in Indien, Afrika sowie Nord- und Südamerika, aber auch in Europa. Stararchitek Siamak Hariri erhielt für den Entwurf den Progressive Architecture Award 2007. Prägend für die Freiformkonstruktion ist ein stählernes, räumliches Tragwerk, das hinter der äußeren transluzenten Stein- und Gussglasfassade fast unsichtbar bleibt. Das Bauwerk besteht aus neun von unten aufstrebenden Schwingen, die zum einen den Eindruck eines neunblättrigen Lotusblattes, zum anderen auch den von sich im Wind blähenden Segeln vermitteln. Tagsüber dringt das Tageslicht hindurch, bei Nacht schimmert der Tempel sanft durch seine innere

Bild 1. Modell des „Bahá’í Temple“

Bild 2. RFEM-Modell der Stahl- und Betonkonstruktion

Lichtinszenierung. In den wie Blätter geformten Schwingen dehnen sich die Haupt- und Nebenträger der Stahlkonstruktion wie die Adern eines Blattes aus. Die Josef Gartner GmbH erhielt den Auftrag für die Planung, Fertigung und Montage der kompletten Struktur ab Oberkante Betondecke. Das Gebäude hat einen Durchmesser von ca. 34 m und ist etwa 30 m hoch. Der Unterbau besteht aus einer zweistöckigen Betonkonstruktion und einer Flachgründung. Da der Bauort in einer Region mit hoher Erdbebengefährdung liegt, musste die Struktur schwingungsmäßig horizontal vom Untergrund entkoppelt werden. Dazu wurden zwischen den Betonstützen und der zweiten Zwischendecke insgesamt zehn Gleitpendellager angeordnet. Die Stahltragkonstruktion besteht aus einer Art Raumfachwerk mit einer Ober- und Untergurtlage bestehend aus Rechteckprofilen sowie Rundrohrdiagonalen als Verbindungselemente. Neun baugleiche Blätter schließen am Hochpunkt zusammen und bilden eine Lichtkuppel (Oculus). Das Gerippe der Struktur wird, wie bei echten pflanzlichen Blättern, durch ein inneres Gerüst aus stärkeren Rundrohren d = 323,9 mm gebildet. Modellierung in Rhinoceros Die Modellierung des Tempels erfolgte in Rhinoceros. Das 3D-Linienmodell wurde dann sowohl an RSTAB als auch an RFEM übergeben und in enger Zusammenarbeit mit dem Architekten optimiert.

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Das Statikmodell der Stahlkonstruktion berechnete Gartner in RSTAB und RFEM unter Berücksichtigung der Erdbebenbeanspruchung.

Überdachungen für die Eingangstore der Messe Frankfurt Die Messe Frankfurt GmbH lobte 2008 einen Architekturwettbewerb für den Entwurf der Neugestaltung der Eingangssituation zum Messegelände aus. Für die Tore Süd und Nord sollten u. a. Überdachungen mit hohem Wiedererkennungswert geschaffen werden. Das Rennen machte der Siegerentwurf des Architekten Ingo Schrader, Berlin, der in enger Zusammenarbeit mit den Tragwerksplanern Bollinger + Grohmann entstand. Im August 2013 wurde die Überdachung am Tor Nord fertiggestellt.

sind dabei scheinbar zufällig angeordnet. Jedoch ist deren Anordnung das Ergebnis eines computerbasierten Entwurfsprozesses, bei dem strukturelle, formelle und herstellungsbedingte Randbedingungen in Einklang gebracht wurden. Anschließend erfolgte die Optimierung der Lamellen in ihrer Höhe und Breite. Dazu wurde über ein individuell erstelltes VBA-Skript das Design-Programm Rhinoceros mit RSTAB verbunden. Ein spezieller Algorithmus reduzierte die Querschnittsdimension der Flachstahllamellen iterativ auf Grundlage der auftretenden Vergleichsspannungen.

Dachkonstruktion Tor Nord Die Dachform bildet ein Oval. Es misst 42 m × 18 m bei einer max. Lamellenhöhe von 60 cm. Das Dach kragt bis zu 10 m aus und ist am Rand nur 15 cm hoch. Es wird getragen von vier Stützen. Diese stehen in einem unregelmäßigen Raster und bilden durch ihre Pyramidenform den Kräfteverlauf ab. Durch ihre Dreiecksform wirken sie besonders schlank – das Dach scheint zu schweben.

Schnittstellen von RSTAB und RFEM Der Datenaustausch zwischen Rhinoceros und den Dlubal-Programmen funktioniert derzeit über das Austauschformat DXF. Es ist das gebräuchlichste Austauschformat im CAD-Bereich. Über die DXF-Schnittstelle können beispielsweise die Linien der einzelnen Layer als Stäbe in RSTAB/RFEM importiert werden. Weitere in RSTAB/RFEM zur Verfügung stehende Austauschformate sind neben vielen anderen IFC, STP (z. B. für Intergraph, Advance Steel, SEMA, Cadwork, HSB-Cad usw.) und DSTV (z. B. für Bocad und Frilo).

Verbindung von Rhinoceros mit RSTAB durch VBASkript Das Dachtragwerk wurde mit Hilfe eines Rechenmodells generiert und optimiert. Die Achsen der tragenden Lamellen

Direkte Schnittstellen in RSTAB und RFEM Wie eingangs erwähnt, besitzen die Dlubal-Programme direkte Schnittstellen zu Tekla Structures, Revit Structure, Autodesk Structural Detailing und Bentley ISM.

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Planungsleistungen BIM Integrierende Tragwerksplanung Beratende Ingenieure VBI Ingenieurgesellschaft mbH & Co KG Etzelstraße 11 Telefon: E-Mail: Internet:

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Bild 3. Stahlspannungsanalyse des Norddaches in RSTAB

Bild 5. ISM-Schnittstelle mit Modell in RFEM (oben), ISM Viewer (Mitte) und ProStructure (Unten) (Fotos/Screenshots: 1 Hariri Pontarini Architects; 2 Modell: Gartner, Screenshot: Dlubal; 3 Modell: Bollinger + Grohmann, Screenshot: Dlubal; 4 Messe Frankfurt/Bach; 5 Dlubal)

Bild 4. Tor Nord nach seiner Fertigstellung im August 2013

Zu Autodesk Structural Detailing lassen sich die Bemessungsergebnisse des RFEM-Zusatzmoduls RF-BETON Flächen mitsamt Geometrie übergeben. Es können beispielsweise die in RF-BETON Flächen berechneten Ergebniswerte für die erforderliche obere und untere Bewehrung übertragen werden. In Autodesk Structural Detailing werden dann die entsprechenden Bewehrungspläne erstellt.

Die Schnittstellen zu Tekla Structures, Revit Structure und Bentley ISM funktionieren bidirektional – es lassen sich also Daten in beide Richtungen übertragen. Das hat den Vorteil, dass Änderungen in dem einen Modell einfach per Knopfdruck im anderen Modell aktualisiert werden können. Die Intelligenz der Objekte geht bei der Datenübertragung nicht verloren, Stäbe bleiben Stäbe, Wände bleiben Wände usw. Ebenso werden unter anderem im Modell enthaltene Querschnitts-, Lager- und Gelenkinformationen übergeben. Um dem Anwender die Möglichkeit einer BIM-orientierte Planung zu geben, passt Dlubal seine Schnittstellen fortlaufend an die aktuellen Versionen der anderen Programme an. Zudem werden die Schnittstellen ständig weiterentwickelt. Weitere Informationen und Testversionen: www.dlubal.de

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Vom 3D-Modell zum 2D-Bewehrungsplan Wie mittels BIM-Technologie ein durchgängiger Workflow vom 3D-Modell über Statikberechnungen bis hin zum 2D-Bewehrungsplan realisierbar wird Auch wenn 3D-Planung im Bauwesen heutzutage schon fast Standard ist, sind 2D-Bewehrungspläne für die Baustelle immer noch notwendig. Dieser Beitrag zeigt auf, welche Werkzeuge und Arbeitsweisen in der Vergangenheit verwendet wurden, welche technischen Möglichkeiten und Workflows heute möglich und welche künftigen Entwicklungen denkbar sind. Die SOFiSTiK AG entwickelt seit über 25 Jahren u. a. CADbasierende Software für den konstruktiven Ingenieurbau mit Schwerpunkt Bewehrungsplanung. Motiviert durch moderne Technologien ergeben sich neue Möglichkeiten im Planungsprozess. Parallel zu diesen in der Praxis bewährten CAD-Applikationen entwickelt die SOFiSTiK daher Softwarelösungen, die einen zu 100 % durchgängigen BIM-Workflow in der Bauplanung unterstützen. Mit Hilfe von BIM ist es möglich, die Planungsqualität und -sicherheit gegenüber der bisherigen Arbeitsweise enorm zu steigern.

–i– Aktuelle Planungsmethoden ohne BIM Ansatz Vor der Computerära wurden Bauzeichenpläne von Hand erstellt. Dabei haben alle Planungsbeteiligten die für sie relevanten Informationen auf ihren Plänen dargestellt – und die Pläne dann untereinander ausgetauscht und abgeglichen. Die Pläne selbst zeigten 2-dimensionale Zeichnungen wie Grundrisse, Schnitte und Ansichten des Bauwerks (Bild 1).

Die Einführung von CAD-Systemen hat nichts an diesem Workflow geändert. Der Austausch von Informationen läuft jetzt lediglich nicht mehr über Papier, sondern digital. Zwar erleichtert das digitale Speichern von Daten das Ändern der Pläne. Die einzelnen Zeichnungen sind aber nach wie vor nicht miteinander verknüpft. Eine Änderung an einem Bauteil erfordert somit weiterhin die Nachbearbeitung mehrerer Zeichnungen. Ein und dasselbe Bauteil wird zudem nicht nur in den verschiedenen Ansichten (Grundrisse, Schnitte, Seitenansichten), sondern auch für unterschiedliche Disziplinen wie Architekturplanung, Schalplanung, Positionsplanung usw. in separaten Zeichnungen dargestellt. Jeder Planungsbeteiligte hat also seine eigenen Pläne, die bei einer Änderung wiederum in allen Ansichten manuell zu aktualisieren sind. Dies ist gerade bei häufig auftretenden Änderungen eine enorme Herausforderung, erfordert viel Disziplin und Präzision und führt trotz Gewissenhaftigkeit im Planungsalltag immer wieder zu Fehlern und Unstimmigkeiten in den Plandaten. Moderne CAD-Systeme bieten bereits heute wertvolle Hilfe in diesem Bereich, etwa durch die Möglichkeit, Abhängigkeiten zwischen Zeichnungen zu definieren oder indem sie Datenbankanbindungen unterstützen. Trotz aller Verbesserungen ist es jedoch auch derzeit kaum möglich, Gebäudedaten in CAD-Systemen ausreichend konsistent abzuspeichern, um o. g. Fehlerquellen komplett zu eliminieren. Abhilfe schaffen hier objektorientierte Datenbankmodelle. Diese ermöglichen das Abspeichern von Bauteilen mit allen baurelevanten Informationen im 3-dimensionalen Raum. Dabei geht es nicht nur um geometrische Informationen wie Wandaufbau, Stützenmaterial und Querschnitte oder Geschosshöhen. Auch sämtliche für die Mit objektorientierten Datenbankmodellen Herstellung des Bau- ist ein BIM-Workflow erstmals überhaupt werks notwendigen zu- realisierbar sätzlichen Informationen wie z. B. Gewerk, Kosteninformationen, Logistikdaten usw. lassen sich an Bauteile anhängen. Mit einer derartigen Technologie ist ein BIM-Workflow erstmals überhaupt realisierbar.

– ii – Großes vs. Kleines BIM

Bild 1. Dreitafelprojektion im 2D

Alle Planungsbeteiligten arbeiten idealerweise auf ein und demselben Datenbankmodell und pflegen ihre Änderungen direkt dort ein. Dies ist natürlich nur mit einer abgestimmten Arbeitsweise und der entsprechenden Software möglich, z. B. Autodesk Revit mit darauf basierenden Zusatzapplikationen. Mehr dazu in den nächsten Kapiteln. Mit Autodesk Revit lässt sich ein vollständig parametrisiertes und objektorientiertes 3D-Datenmodell erzeugen.

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Bild 2. Implementierungskonzept von BIM in UK [http://www.bim-me-up.com/learning-fromuk-national-bim-report-2013/]

Die aus diesem Modell abgeleiteten 2D-Pläne sind gefilterte Abbilder der Datenbank und somit immer aktuell, egal wie und wo das 3D-Modell abgeändert wurde. Es ist möglich, das Modell so aufzubauen, dass verschiedene Planungsbeteiligte Rechte erhalten und diese dann gleichzeitig am selben Datenbankmodell arbeiten können. Das Beherrschen der verwendeten Software von allen Planungspartnern ist genauso Voraussetzung für die Anwendung dieser Arbeitsweise wie die Akzeptanz und Unterstützung der Denkweisen aller Planungsbeteiligten untereinander. Eine derartige BIM-Arbeitsweise (Stufe 3: Big BIM oder Großes BIM, Bild 2) kann im Vergleich zur klassischen „Methode“ Änderungen in der Struktur der Planungsabteilungen erforderlich machen. Aufgabenbereiche von Konstrukteuren und Ingenieuren sind nicht mehr völlig klar abgrenzbar. Daher empfiehlt sich eine schrittweise Näherung an den Gesamtworkflow BIM. Im nächsten Kapitel geht es daher in der ersten Stufe um den BIM-Workflow für Tragwerksplaner. Die Integration anderer Planungsbeteiligten in den Gesamtworkflow für eine gewerkübergreifende Zusammenarbeit kann dann später erfolgen. Dies entspricht auch dem Implementierungskonzept in Großbritannien. Diese Stufe wird als „Little BIM = Kleines BIM“ [http://www.bim-me-up.com/learning-from-uk-national-bim-report-2013/] bezeichnet. Unternehmen, die mehrere Fachdisziplinen abdecken, haben hier einen klaren Vorteil und können die Stufe 3 „Big BIM“ früher erreichen, da der Akzeptanzprozess disziplinübergreifend i.d.R. bereits abgeschlossen ist.

finale Erstellung von Ausführungsplänen wie Bewehrungspläne (Stahlbetonbau) bzw. Werkstattpläne (Stahlbau). Diese Schritte kommen in diesem Kapitel anhand eines Stahlbeton-Skelettbaus im Detail zur Sprache: Im ersten Schritt geht es darum, das Das analytische Modell oder BerechnungsBauwerk zu modellie- modell lässt sich vom Anwender innerhalb ren. Autodesk Revit er- bestimmter Toleranzen frei anpassen – weist sich hier als sehr ohne Veränderungen am geometrischen mächtiges Werkzeug, Modell. das beim Erzeugen des geometrischen Modells automatisch auch ein analytisches Modell generiert (Bild 4). Dieses analytische Modell oder Berechnungsmodell lässt sich vom Anwender innerhalb bestimmter Toleranzen frei

– iii – BIM in der Tragwerksplanung (Kleines BIM) Die wesentlichen Aufgaben des Tragwerksplaners sind die Erzeugung von Schalplänen (Stahlbetonbau) bzw. Übersichtsplänen (Stahl- und Holzbau) sowie Positionsplänen, die Berechnung und Bemessung der Tragstruktur sowie die

Bild 3. Workflow im Ingenieurbau

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Bild 4. Geometrisches vs. Berechnungsmodell

anpassen – ohne Veränderungen am geometrischen Modell. Das Vorhandensein beider Modelle für das Bauprojekt in einer Datenbank ist Voraussetzung, um einerseits Planbzw. Massenableitungen aus dem geometriMit sogenannten Mappingtabellen ist es schen Modell treffen z. B. möglich einem Stahlbetonunterzug der und andererseits paralim geometrischen Modell als Rechtecklel dazu ein FE-Berechquerschnitt modelliert wurde im Tragwerksnungsmodell aus dem modell als Plattenbalken nachzuweisen. analytischen Modell ableiten zu können. Die SOFiSTiK BIMTOOLS unterstützen den Anwender bei der Ableitung und Ausarbeitung von Grundrissen, Schnitten, Ansichten sowie Bauteillisten für Schal- und Positionspläne aus dem geometrischen Modell. Sie sind derzeit kostenlos im Autodesk Exchange Apps verfügbar (https://apps.exchange.autodesk.com/RVT/de/Home/). Um ein FE-Berechnungsmodell exportieren zu können, werden nun vom Tragwerksplaner die ggf. fehlenden analytischen Objekte wie Lager, Lasten oder Kopplungen ergänzt. Die SOFiSTiK Schnittstelle für Autodesk Revit (kostenlos in der SOFiSTiK Statik Installation enthalten) bietet eine nahtlose Integration der FE-Berechnung mit allen Möglichkeiten der Software des Unternehmens. Die vollautomatische FE-Netzgenerierung mit einem der leistungsfähigsten 3D-Netzgeneratoren wird direkt in Autodesk Revit gestartet, um Systemänderungen schnell in statische Rechenmodelle umzusetzen. Ein weiterer wichtiger Punkt in diesem Zusammenhang ist die Zuordnung der Material-, Querschnitts- und Einwirkungsinformationen über sogenannte Mappingtabellen. Damit ist es z. B. möglich einem Stahlbetonunterzug der im geometrischen Modell als Rechteckquerschnitt modelliert wurde im Tragwerksmodell als Plattenbalken nachzuweisen. Für den Export des analytischen Modells in die SOFiSTiK Statikdatenbank bietet die Schnittstelle zwei Optionen:

Bild 5. Subsystem Geschoßdecke mit aufgeteilten Verkehrslasten

Bild 6. Erforderliche Bewehrung in cm2/m; obere Lage in Hauptrichtung

1. Export des Gesamtsystems mit allen zugehörigen Lasten und Einwirkungen für globale Nachweise wie Lastabtrag oder dynamische Analysen am Gesamtsystem. 2. Export eines bzw. mehrerer Subsysteme für Bauteilnachweise. Mit dieser Möglichkeit lassen sich Teilsysteme (z. B. Geschossdecken) freischneiden und separat nachweisen (Bild 5). Die wesentliche Herausforderung beim Export von Subsystemen: Diese freigeschnittenen Systeme sind nicht gelagert. Aus diesem Grund überprüft die Lösung von SOFiSTiK beim Exportieren alle Objekte im Gesamtsystem auf Anschlüsse an das Subsystem. An diesen Verschneidungspunkten (z. B. anschließende Stützen) oder Verschneidungslinien (z. B. anschließende Wände) werden automatisch starre oder optional elastische Lagerungsbedingungen erzeugt. Damit lässt sich ein Lagerungszustand der Teilsysteme wie im Gesamtmodell erzielen – und die Teilsysteme sind weiterhin separat berechenbar. Die Schnittstelle bietet zusätzlich weitere Hilfsbefehle wie z. B. die Möglichkeit eine Flächenlast auf eine Geschoßdecke „schachbrettartig“ aufzuteilen, um eine normgemäße Bauteilbemessung vornehmen zu können. Nach der erfolgten Berechnung und Bemessung am Gesamt- oder Subsystem lassen sich auf Basis dieser Ergebnisse (Bild 6) Bewehrungspläne erzeugen. Darum geht es ausführlich im folgenden Kapitel.

– iv – Erzeugen der 3D-Bewehrung für die 2D-Planableitung inkl. Stahl- und Biegeliste Das Erzeugen von Bewehrungsplänen hat im Zuge der oben beschriebenen Neuentwicklungen die größten Herausforderungen an Softwarehersteller mit sich gebracht. Bewehrungspläne sind – anders als z. B. Schalpläne – keine echten Abbildungen/Ableitungen des 3D-Modells, sondern vielmehr symbolische Darstellungen Bewehrungspläne sind – anders als z. B. desselben. Schalpläne – keine echten Abbildungen/ Als Beispiel sei hier Ableitungen des 3D-Modells, sondern vieleine lineare Verlegung mehr symbolische Darstellungen desselben. von Bewehrungsstäben aufgezeigt, welche in einem 2D-Bewehrungsplan in der Regel mit Hilfe einer Verlegelinie und nur einem zugehörigem Stab inkl. zusätz-

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Bild 7. Symbolische Darstellung von Bewehrungen im 2D-Plan

licher Angaben wie Anzahl, Durchmesser, Abstand, usw. dargestellt wird (Bild 7). Erschwerend kommt noch hinzu, dass regional unterschiedliche Symbole für die Darstellung der gleichen realen Bewehrung zum Einsatz kommen (z. B. zusätzliche Symbole für die Darstellung der Bewehrungslage). Zu Beginn der Bewehrungsplanung wird das 3D-Bewehrungmodell erzeugt. Hierbei muss sich der Anwender zunächst einmal keine Gedanken über Positionsnummern machen. Und auch die Entscheidung, welche Bewehrung später auf welchem Plan erscheint, kann später erfolgen. Es gibt mehrere Möglichkeiten dieses 3D-Bewehrungsmodell in Autodesk Revit zu erzeugen. 1. Komplett manuelles Erzeugen mit Hilfe der vorhandenen Bewehrungsfunktionen 2. Verwenden von Erweiterungen wie den Autodesk Revit Extensions. Damit lassen sich Bewehrungselemente für

Standardbauteile per Dialogbox anhand von Eingabeparametern wie Anzahl, Durchmesser, Abstände, usw. einfach und effizient erzeugen. 3. Automatisiertes Erzeugen eines 3D-Bewehrungsvorschlages mit Hilfe von SOFiSTiK Reinforcement Generation (vorerst kostenfrei über Autodesk Exchange Apps – https://apps.exchange.autodesk.com/RVT/de/Home/ – verfügbar). Dieses vor kurzem als sogenannte Labs Version erschienene Werkzeug liest Bemessungsergebnisse aus der SOFiSTiK-Datenbank und erzeugt daraus, anhand bestimmter vom Anwender beeinflussbaren Regeln, einen Bewehrungsvorschlag. Mit diesem Vorschlag lässt sich die statisch erforderliche Bewehrung bestmöglich abdecken. Das Modul bietet weiterhin Hilfsmittel zur Prüfung einer manuell eingelegten oder ggf. modifizierten automatisch erzeugten Bewehrung. Der Tragwerksplaner hat dadurch in jeder Projektphase die Möglichkeit, die im virtuellen Gebäudemodell eingelegte Bewehrung mit den statischen Erfordernissen zu vergleichen. Konstruktive Bewehrungen wie z. B. Deckeneinfassungen o. ä. erzeugt dieses Modul nicht, sie lassen sich aber vom Benutzer manuell ergänzen. Anschließend geht es noch darum, aus dem 3D-Bewehrungsmodell die entsprechenden 2D-Bewehrungspläne abzuleiten. Unterstützung für diesen Arbeitsschritt bietet SOFiSTiK Reinforcement Detailing (Bild 8). Das Modul ist über die SOFiSTiK zu beziehen und als 30 Tage Trial Version im Autodesk Exchange Apps (https://apps.exchange. autodesk.com/RVT/de/Home/) verfügbar.

Bild 8. SOFiSTiK Reinforcement Detailing als App für Autodesk® Revit®

Bild 9. Bewehrungsplan einer Geschoßdecke, obere und untere Lage

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Zu Beginn des Workflows findet eine Zuordnung der Bauteile und damit der zugehörigen Bewehrung auf die verschiedenen Pläne statt. Dadurch kann die Software die Positionsnummernzuweisung planbezogen unter Berücksichtigung eines Geometrie- und Materialvergleichs durchführen. Anschließend werden die entsprechenden Beschriftungselemente abgesetzt, die symbolischen Darstellungen für Verlegungen erzeugt, sowie bei Bedarf Biegeformauszüge bei den Bauteilen abgesetzt. Jetzt fehlen lediglich noch die Stahl- bzw. Biegelisten, die das Programm vollautomatisch erzeugt und die sich bei Bedarf auch auf dem Plan platzieren lassen (Bild 9).

–v– Blick in die Zukunft Der Einsatz neuer Werkzeuge und/oder Technologien ist immer auch Gelegenheit, etablierte Workflows zu hinterfragen bzw. zu optimieren. Dabei kann es sogar sinnvoll sein, Umstrukturierungen im Unternehmen vorzunehmen, um neue Prozesse optimal zu unterstützen. Die BIM-Methodik bspw. führt dazu, dass die Arbeitsaufgaben des Konstrukteurs und des Bauingenieurs stärker ineinandergreifen. Nicht zuletzt deshalb ist kein abrupter Umstieg auf eine BIM-basierende Arbeitsweise zu empfehlen. Vielmehr sollte dieser Umstieg gut geplant und Schritt für Schritt erfolgen. Mit der heute zur Verfügung stehenden Software ist es möglich, virtuelle 3D-Bewehrungsmodelle abzubilden, wobei der Modellierungsaufwand keinesfalls zu unterschätzen ist. Die Frage ist, ob zukünftig überhaupt noch 2DBewehrungspläne erzeugt werden müssen oder ob nicht Bewehrungsinformationen konsequent digital Der Einsatz neuer Werkzeuge und/oder Technologien ist immer auch Gelegenheit, und in 3D sinnvoller etablierte Workflows zu hinterfragen bzw. wären. Denkbar ist zu optimieren. Dabei kann es sogar sinnvoll z. B. die Bereitstellung sein, Umstrukturierungen im Unternehmen von digitalen 3D-PDF vorzunehmen, um neue Prozesse optimal zu Explosionszeichnungen unterstützen. statt 2D-Bewehrungsplänen. Auch Algorithmen, die eine Einbaubarkeitsprüfung durchführen und automatisiert vorgeben, in welcher Reihenfolge die einzelnen Bewehrungen in die Schalung eingelegt werden müssen, sind denkbar. Zudem ließe sich mit Hilfe von Augmented Reality (computergestützte Erweiterung der Realitätswahrnehmung) in einer möglichen späteren Umbaumaßnahme des Bauwerks jederzeit eine zerstörungsfreie Lokalisierung der eingelegten Bewehrung durchführen oder damit die auf der Baustelle eingelegte Bewehrung mit dem Plansoll abgleichen. All diese Visionen, innovativen Ideen bzw. Technologien haben eins gemeinsam: das Potenzial für eine sprunghafte Effizienzsteigerung.

Bild 10. 3D-PDF, Explosionszeichnung

(Abb.: BiMOTiON / SOFiSTiK)

– vi – Schlussbemerkung Die in diesem Artikel beschriebene BIM-Arbeitsweise für die Bewehrungsplanung ist aktuell für viele Hochbauprojekte bestens geeignet. Auch im Tiefbau ist ein Einsatz gut möglich, sofern das Projekt mit Wänden, Decken, Stützen und Balken eine „hochbauähnliche“ Geometrie besitzt. Autodesk und die SOFiSTiK AG arbeiten weiterhin gemeinsam daran, die noch vorhandenen Lücken künftig zu schließen. Dann wird die beschriebene Arbeitsweise auch bei geometrisch komplexen Stabbrücken anwendbar sein. Frank Deinzer, SOFiSTiK AG Armin Dariz, BiMOTiON GmbH

Weitere Informationen: www.sofistik.de www.bimotion.de www.youtube.com/user/SOFiSTiKAG

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Welche Faktoren bestimmen die Softwarewahl? BIM zwischen Wirtschaftlichkeit, Format und Kundenwunsch BIM steht kurz vor der Einführung in Deutschland. Viele Unternehmen greifen die Auseinandersetzung mit der modellbasierten Arbeitsweise durch die Frage nach einer geeigneten Software auf. Sie soll möglichst viele Funktionen besitzen und die Arbeit des Modellierers sichtbar beschleunigen. Zudem soll sie möglichst kompatibel mit anderen Programmen sein. Und nicht zuletzt ist es der Auftraggeber, der Vorgaben macht, die unter Umständen nur durch den Einsatz einer ganz bestimmten Applikation zu erfüllen sind. Somit rückt BIM ins Spannungsfeld zwischen Planungseffizienz, heterogener Softwarelandschaft und wechselnden Kundenbedürfnissen. Als Gesamtplaner hat OBERMEYER Planen + Beraten hier eigene Ansätze entwickelt, deren Ausgangspunkt in der Strategie des Unternehmens liegt. Aus der Sicht eines Gesamtplaners wie OBERMEYER ist die Einführung von Arbeitswerkzeugen in erster Linie nicht so sehr eine Frage der Funktionen, sondern vielmehr eine Frage des Geschäftsmodells und der strategischen Ausrichtung. Das GeschäftsmoAus der Sicht eines Gesamtplaners ist die dell beschreibt die logiEinführung von Arbeitswerkzeugen in erssche Funktionsweise eines ter Linie nicht so sehr eine Frage der FunkUnternehmens und vor tionen, sondern vielmehr eine Frage des allem die individuelle Art Geschäftsmodells und der strategischen und Weise, wie Gewinne Ausrichtung. erwirtschaftet werden. Geschäftsmodelle befassen sich mit diversen Faktoren, die für den Unternehmenserfolg wichtig sind. Das Nutzenversprechen für Auftraggeber und Partner zählt dabei zu den Schlüsselfaktoren. Relevant dabei sind die Fragen: – Wer sind meine Kunden und Partner? – Wie lauten ihre Anforderungen und … – … wie kann ich ihnen gerecht werden? Bei bestimmten Unternehmen hat dieser Aspekt einen maßgeblichen Einfluss auf die gesamte digitale Ausrichtung, was im Folgenden beispielhaft vertieft werden soll.

Heterogenität der Anforderungen OBERMEYER ist ein Gesamtplaner mit über 1.000 Mitarbeitern und einer hohen Projektvielfalt. Strategisch ist die Geschäftstätigkeit auf keine bestimmten Bauherren oder Industriezweige begrenzt. Zu den Projekten zählen beispielsweise Flughäfen, Industriehallen, Brücken, Schienenverkehrsprojekte oder auch die Planung ganzer Städte. Es handelt sich vornehmlich um Großprojekte. Die folgenden drei Projekte demonstrieren diese Kompetenzbreite beispielhaft: 1) Die Planung des Verwaltungsgebäudes der Hamburger Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt mit Büros für ca. 1.500 Mitarbeiter und einer Bausumme von ca. 80 Mio. € erfolgte in den Jahren 2010–2013.

Grundlage der BIM-basierten Objektplanung war der Entwurf des Architekturbüros Sauerbruch Hutton. OBERMEYER erbrachte die Ausführungsplanung für dieses mit DGNB-Gold zertifizierte Objekt. Das Modell mit einer Gesamtgröße von ca. 15 GB konnte neben den traditionellen Vorteilen einer objektorientierten Planung auch für die Bereitstellung von FM-Informationen genutzt werden. Während der Realisierungsphase unterstützten mobile Geräte sowie eine entsprechende App die digitale Mängelaufnahme und halfen die Fehleranzahl dabei zu reduzieren.

Bild 1. Neubau der Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt, HamburgWilhelmsburg

2) Bei dem Projekt Eisenbahnüberführung Innere Kanalstraße in Köln war die Sanierung einer ungefähr 200 m langen Gewölbebrücke mit zwölf Bögen aus dem Jahr 1912 bei laufendem Betrieb zu planen. Hierfür waren zehn flach gegründete Stahlbeton-Bogenschalen herzustellen, die über Raumfugen voneinander getrennt werden sollten. Das Bestandsbauwerk diente als Schalkante für das neue zu planende Bauwerk. Die Bestandsgeometrie wurde mittels eines 3D-Scans erfasst. Auf dieser Basis entstand das neue 3D-Modell, um die gesamte 2D-Schalplanung ableiten zu können und möglichst ein und dieselbe Geometrie in allen zehn Bögen zu realisieren. Wie dieses Beispiel zeigt, ist BIM für Linienbauwerke aufgrund ihrer niedrigen Anzahl an Bauelementen und klaren geometrischen Abhängigkeiten von Vorteil.

Bild 2. Eisenbahnüberführung Innere Kanalstraße, Köln

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BIM im Ingenieurbau

Der Wunsch des Bauherrn zählt Großprojekte sind häufig mit klaren Vorstellungen der Auftraggeber über die Art der Projektabwicklung und damit auch konkreten CAD- beziehungsweise BIM-Anforderungen verknüpft. Dazu gehören spezielle Modellierungs- beziehungsweise CAD-Anwendungen, Kalkulationswerkzeuge, Datenräume, Darstellungsstile, Datenqualitätsprüfungen, standardisierte Objekte und vieles mehr. Welche BIM-Anwendung ist im Fall eines Gesamtplaners wie OBERMEYER mit diversen Auftraggebern und vielfältigen Anforderungen zu empfehlen? Um dem Auftraggeber die ideale Datenqualität und den gewohnten Komfort in der Datennutzung zu gewährleisten, ist OBERMEYER in

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Modellieren Extensions für Autodesk® Revit® SOFiPLUS für AutoCAD® SOFiPLUS-X Rhinoceros® Interface Parametrische Texteingabe Positionsplanung BiMTOOLS für Revit® SOFiCAD für AutoCAD®

Ein sachgerechter und zielgerichteter strategischer Umgang mit den genannten Anforderungen (Bild 4) kann sich in Fall von OBERMEYER nicht allein auf die Anforderungen beim Softwarekauf beschränken. Eine sinnvolle Strategie besteht hier aus Aktivitäten auf unterschiedlichen Ebenen. Die Maßnahmen sind kurz- und langfristiger Natur:

Bild 3. Drei Ebenen helfen die Maßnahmen zu gliedern. Langfristige strategische Vorgaben des Unternehmens, ein taktischer Umgang mit den Vorgaben und eine konsequente, zielorientierte Umsetzung im Projekt sind notwendig.

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Umsetzung der Strategie

– Auf strategischer Ebene beschloss das Management die Einrichtung eines professionellen BIM-Teams, das sich der genannten Herausforderungen konsequent annimmt. Zudem existiert der langfristige Wunsch nach neutralen BIM-Standards und -Formaten im nationalen sowie internationalen Kontext. So ist OBERMEYER Gründungsmitglied des 1995 entstandenen Vereins buildingSMART e.V. und unterstützt diesen seither in leitender Funktion. Diese internationale Organisation fördert die Zusammenarbeit auf Basis offener Formate wie z. B. IFC (Industry Foundation Classes) oder BCF (Building Collaboration Format).

DURCHGÄNGIGER BIM-WORKFLOW IN DER BAUPLANUNG

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ziehen, der in den letzten zehn Jahren für verschiedene Nutzungen nach und nach saniert und umgebaut wurde. In der Planungsphase modellierten die Architekten von OBERMEYER das Bestandsgebäude entsprechend den geplanten Sanierungsphasen, um die spätere Projektabwicklung transparent zu machen. Auch Raumbuchinformationen konnten aus dem Modell extrahiert werden. Generell werden Bestandsgebäude aufgrund ihrer unorthodoxen Geometrie für eine Modellierung als schwierig eingestuft. Dieses Projekt zeigt ein erfolgreiches Beispiel.

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Nicht alle Mitarbeiter können damit rechnen, dass ihre Projekte langfristig unter Verwendung gleicher Systeme abgewickelt werden. Ein hohes Maß an technischer Kompetenz und ein flexibler Umgang mit neuen, innovativen Lösungen sind gefordert.

der Lage, jedes vom Bauherrn gewünschte System einzusetzen. Die Software-Landschaft ist dadurch heterogen: Etwa 500 bis 600 Anwendungen unterschiedlichster Art sind im Einsatz. Sie müssen erworben, installiert, gepflegt und betreut werden. Der Umgang mit Medienbrüchen zwischen diversen Applikationen bei jedem neuen Projekt ist eine alltägliche Herausforderung. Nicht alle Mitarbeiter können damit rechnen, dass ihre Projekte langfristig unter Verwendung gleicher Systeme abgewickelt werden. Ein hohes Maß an technischer Kompetenz und ein flexibler Umgang mit neuen, innovativen Lösungen sind gefordert. Um diesen Herausforderungen zu begegnen sind weitere, gezielte Strategien notwendig.

3) Das Rathaus Flöha sowie eine Kindertagesstätte sollen in einen ehemaligen Spinnereikomplex um-

Schalplanung SOFiCAD (2D) SOFiCAD-OEM (2D) BiMTOOLS (3D) Vorbemessung Finite Elemente (2D) COLUMN FOOTiNG Prüffähige Statik Finite Elemente (2D/3D) COLUMN FOOTiNG Bewehrungsplanung SOFiCAD (2D) SOFiCAD-OEM (2D) Reinforcement Detailing (3D)

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Da die öffentliche Hand in Deutschland nun ebenfalls im Begriff ist, BIM zu fordern, werden offene Formate immer gefragter. Auf diese Weise erhält die Vision von einem vereinfachten Datenaustausch zwischen diversen Softwaresystemen einen zusätzlichen Schub.

Fazit

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OBERMEYER ist über viele Jahre an diesen sowie weiteren Herausforderungen und komplexen BIM-Aufgaben gewachsen. Das Unternehmen hat sich eine hohe Kompetenz und viel Erfahrung im Umgang mit einer heterogenen Softwarelandschaft angeeignet, agiert lösungsneutral und – Der taktische Umgang mit dieser Situation impliziert flexibel. Das unternehmenseigene zudem bestimmte SoftwareanfordeBIM-Beratungsteam ist in der Lage, rungen. Überwiegend sind flexible Löden Spagat zwischen Bauherrenanforsungen, für die breite VerwendungsDa die öffentliche Hand in Deutschland derungen und internen Zwängen zu möglichkeiten bestehen, gefragt. Es nun ebenfalls im Begriff ist, BIM zu fordern, meistern und auch externe Auftraggewerden offene Systeme, die z. B. den werden offene Formate immer gefragter. ber profitieren von diesem Knoweinfachen Zugriff auf Daten in anwenAuf diese Weise erhält die Vision von how. dungseigenen Datenbanken ermöglieinem vereinfachten Datenaustausch zwischen diversen Softwaresystemen Dem Umgang mit einer hohen chen, und neutrale Schnittstellen beeinen zusätzlichen Schub. Anforderungsvielfalt kann auf untervorzugt. Während die Modellierung schiedliche Weise begegnet werden. mit unterschiedlichen Anwendungen Die Geschäftstätigkeit von OBERdurchgeführt wird, die den AnfordeMEYER orientiert sich am Komfort, den das Unternehrungen der Bauherren entsprechen, dienen einheitliche, lösungsneutrale Systeme zur Datenauswertung, -prüfung men seinen Auftraggebern bieten möchte. Hohe digitale Kompetenzen und eine Strategie auf mehreren Ebenen oder -weitergabe. helfen, die effiziente Projektabwicklung sicherzustellen. Die Entscheidung für bestimmte BIM-Lösungen ist im – Im Projekt hingegen werden die CAD- beziehungsweise die BIM-Rahmenbedingungen so früh wie möglich in ei- Fall von OBERMEYER somit nicht die Entscheidung für eine Software, sondern letzten Endes die konsequente nem gemeinsamen Gespräch zwischen dem BIM- und dem Projektteam umfassend geklärt. Dadurch können die Mit- Weiterverfolgung der eigenen Unternehmensstrategie. arbeiter für potenzielle digitale Herausforderungen, ChanJakob Przybylo, Dipl. Ing. MAS CAAD (ETH), Arch., cen oder auch Risiken sensibilisiert werden. Falls erforderFachbereichsleiter BIM + Digital Optimization, lich, wird zudem rechtzeitig eine externe Unterstützung Obermeyer Planen + Beraten GmbH oder Schulung vorgesehen. Konkrete Zieldefinitionen und deren fortlaufende Überprüfung sichern die Potenziale, welche durch den gezielten Einsatz von BIM im Projekt zu Weitere Informationen: www.opb.de erreichen sind.

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BIM ist jeder ... darum muss BIM offen sein Von der wichtigen Rolle des Statikers im BIM Prozess BIM basiert auf den Informationsaustausch von virtuellen Modellen im Bauwesen. Open BIM entstand aus dem Bedarf, dass verschiedene Programme intelligent Daten in einer offenen Plattform austauschen und teilen können. Die Open BIM-Arbeitsmethode ist daher nicht eine Eigenschaft eines Software-Unternehmens, sondern wird von der unabhängigen Organisation buildingSMART vorangetrieben. In technischen Arbeitsgruppen ist ein ISO-Austausch-Format entwickelt und kontinuierlich erweitert worden (IFC = Industry Foundation Classes). Durch eine unabhängige Zertifizierungsstelle wurden die teilnehmenden Softwareprodukte getestet, um eine optimale Übertragung von 3D-Modellinformationen sicherzustellen. Ein Programm A liefert eine IFC-Datei (das Referenzmodell), die von einem Programm B eingelesen und weiter als Referenz für seine Detaillierung verwendet wird.

IFC ist bereits der neue Standard Die meisten Fachleute sind sich einig, dass IFC – im Interesse der Anwender – ein leistungsfähiger Standard ist. IFC etabliert sich zunehmend als digitales Austauschformat von öffentlichen Verwaltungen (besonders in Großbritannien, aber auch in Deutschland). Die offizielle Bezeichnung des Austauschformats ist IFC2x3 und umfasst im Allgemeinen die Geometrie des

Architekturmodells. Weiterhin kann durch IFC eine direkte Verbindung zwischen Programmen (über eine so genannte API = Application Programming Interface) hergestellt und zusätzliche Daten digital übertragen werden. Innerhalb der Organisation buildingSMART sind mehrere Projekte in der Entwicklung, an denen Nemetschek Scia beteiligt ist, um über IFC mehr Daten auszutauschen, z. B. für die Entwurfsphase, die Detaillierungsphase und für die Herstellung.

Sim Sala BIM? Jonglieren mit Modellen BIM ist kein Allheilmittel, sondern ein Prozess, bei dem Daten in einem Gebäudemodell intelligent hinzugefügt, geändert und geteilt werden und bei dem jeder BIM ist kein Allheilmittel, sondern ein ProAnwender das Modell zess, bei dem Daten in einem Gebäudemomit seiner Tätigkeit ver- dell intelligent hinzugefügt, geändert und geteilt werden und bei dem jeder Anwenknüpfen kann. Ein Architektur- der das Modell mit seiner Tätigkeit vermodell enthält alle De- knüpfen kann. tails eines Gebäudes, die für ein Strukturmodell (das die tragenden Bauteile enthält) im Wesentlichen nicht von Bedeutung sind. Die Umwandlung eines Strukturmodells in ein Analysemodell erfordert dann eine Reihe von Annahmen (verschieben von Achsen, Knotenverbindungen, …) und Interpretationen,

Bild 1. Die Verbindung zwischen den verschiedenen Gebäudemodellen

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die deutlich in den Aufgabenbereich eines Ingenieurs fallen (Bild 1). Dabei ist klar, dass Vereinbarungen über die Verwaltung des Informationsmodells getroffen werden müssen – auch darüber, wie Änderungen kommuniziert und geteilt werden. Darüber hinaus sollten die virtuellen Modelle in jeder Phase des Projekts über ihre Integrität und Qualität beurteilt werden. Der Kern des Open-BIM-Konzepts ist der Austausch von Referenzmodellen zwischen verschiedenen Disziplinen. Der Statiker kommuniziert durch das Strukturmodell. Er nutzt diese Informationen als Referenz (Referenzmodell), um daraus ein Analysemodell, bestehend aus Trägern, Stützen, Decken, Wänden usw. abzuleiten. Diese Bauteile werden durch Knoten miteinander verbunden. Durch den Einsatz von leistungsstarken Tools wird der Open-BIM-Prozess erheblich beschleunigt. Anstatt das Modell von Grund auf neu zu erstellen, werden die Informationen des Referenzmodells eingelesen und transformiert. Nicht verbundene Strukturelemente werden ausgerichtet und verbunden.

Der BIM-Werkzeugkasten für den Statiker Nemetschek Scia ist Mitglied der buildingSMART Allianz. Scia Engineer ist die laut Herstellerangaben derzeit einzige IFC-2x3-zertifizierte Statiksoftware für den Import und Export des Strukturmodells. Die Software unterstützt Tragwerksplaner im Ingenieurbau bei der Berechnung und Bemessung aller Arten von Strukturen aus Stabwerken und Finiten Elementen durch ein breites Spektrum von ECNachweisen. Zur Unterstützung des Open-BIM-Konzepts hat der Tragwerksplaner einen Werkzeugkasten mit speziellen BIM-Tools: – IFC2x3 zertifizierter Import und Export – TrueAnalysis: Strukturmodell und Analysemodell im selben Projekt – Teile-Erkennung zur Umwandlung von geometrischen Objekten zu Berechnungsobjekten – Ausrichtung für ein klares, zusammenhängendes Analysemodell – Modell-Update, um Revisionen und Koordination zu unterstützen und Änderungen visuell deutlich darzustellen

Projekt und in der eigenen Statiksoftware zu verwalten (Bild 2 und 3), speziell: – Import des Referenzmodells und Visualisierung – Das Strukturmodell in ein Analysemodell umwandeln (mit Teile-Erkennung und Ausrichtung) – Das Strukturmodell mit anderen Disziplinen teilen – Direkt in Scia Engineer Übersichtszeichnungen des Strukturmodells erstellen Intelligente Formerkennungsalgorithmen in Scia Engineer ermöglichen die Umwandlung beliebiger Referenzobjekte in entsprechende Berechnungsobjekte. Geometrie, Querschnitte und Material werden sofort erkannt. Die Ausrichtung ist einer der entscheidenden Punkte bei der Konvertierung eines Strukturmodells zu einem Analysemodell (Bild 4). Im Einzelnen: – Das Analysemodell wird mit der eigenen Statiksoftware erstellt. So bleibt die volle Kontrolle über das Analysemodell und die eigenen Verantwortungsbereiche erhalten. – Der Ausrichtungsalgorithmus von Scia Engineer kann durch Anpassen von Grenzabständen, Toleranzen und Prioritäten beeinflusst werden und verschiebt, kürzt oder verlängert die Berechnungsobjekte (Stab- und Flächenelemente) zu einem sauberen und kontinuierlichen Tragwerksmodell. – Das Analysemodell kann ohne Änderungen am Strukturmodell angepasst werden. – Eine Live-Vorschau informieren den Anwender über die Ausrichtungsergebnisse, bevor diese übernommen werden.

Die TrueAnalysis-Technologie von Scia Engineer ermöglicht es, das Analyse- und das Strukturmodell im selben

Revision und Koordination sind wichtige Teile des OpenBIM-Ablaufs. Zum Verwalten von Änderungen benötigen Tragwerksplaner ein Tool, mit dem Projekte verglichen werden können. Mit der Modellaktualisierung in Scia Engineer hat der Anwender eine bessere Kontrolle über die vorgenommenen Änderungen und kann diese akzeptieren oder verwerfen. Dies beinhaltet: – Eine übersichtliche Farbcodierung zum Aufspüren der Änderungen im Strukturmodell – Änderungen können direkt in das aktuelle Analysemodell übernommen werden, ohne Daten von bisherigen Arbeiten zu verlieren – Scia Engineer behält die volle Kontrolle über das Analysemodell durch die Annahme einzelner (relevanter) Änderungen

Bild 2. Strukturmodell in Scia Engineer

Bild 3. Analysemodell der gleichen Konstruktion in Scia Engineer

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mente im Detail ansehen und den Baufortschritt verfolgen und der Facility Manager gewinnt einen Eindruck des Istzustandes. Architekten und Ingenieure liefern die Grundinformationen in Form von IFC-BIM-Modellen. Diese Modelle werden direkt in bim+ eingelesen und können weiter vervollständigt werden z. B. mit zusätzlichen finanziellen Informationen, Planungsdaten, Projektmanagementdaten, etc. Dank der offenen Schnittstelle kann allen internen und externen Beteiligten der Zugang zu diesen strukturierten Informationen freigeschaltet werden.

Lernen hat sich weiterentwickelt Bild 4. Methodik des Ausrichtens (Abb.: Scia-Software)

chen Erfahrungen mit digitalen Wetterinformationen, Routenplanern, aktuellen Verkehrsinformationen, usw. sind ein klarer Beweis. Mit bim+ gibt es eine offene Plattform, mit der man schneller und besser bauen kann. Es ist ein Cloud basierter Service, der ein Maximum an Informationen über die Struktur speichert, so dass Anwender diese In der digitalen Welt ist die Visualisierung schnell, jederzeit, an jeder Schlüssel, um das Risiko von Fehlern dem Ort, auf stationären zu überwinden oder deutlich zu reduzieren. und mobilen Geräten Wir verstehen komplexe, vernetzte Inforteilen, anzeigen und auf mationen viel besser und schneller, wenn der Grundlage von 3Dsie visuell dargestellt werden. Informationen reagieren können. Da alle die gleichen Informationen haben, wird die Kommunikation zwischen Auftraggeber, Auftragnehmer und allen Beteiligten beschleunigt. Die Visualisierung in bim+ ist layerbasiert mit einem intelligenten Konzept von Topologie und Disziplinen und ist auf die spezifischen Bedürfnisse der Nutzer ausgerichtet. So kann beispielsweise der Bauherr durch sein neues Büro „fliegen“, der Auftragnehmer bestimmte Strukturele-

Die Wiederverwendung des Modells in den verschiedenen Projektphasen wird heute sehr geschätzt. Sowohl im Entwurf als auch in den verschiedenen Bauphasen der Struktur wird das Modell von Architekten, Ingenieuren und Bauunternehmen verwendet und verbessert so deutlich die Koordination. Erfahrene Anwender produzieren sogar die komplette Baudokumentation mithilfe von Scia Engineer. Geometrische Formen für Gebäude, Brücken und anderen Bauwerken sind heute oft spektakulär und herausfordernd. Hier werden die Modellierungsfunktionen von Scia Engineer häufig verwendet; auch für Animationen, in denen fast alles sichtbar ist (z. B. Fundamente im Untergrund, Bauphasen, Stahlverbindungen, Betonbewehrung und nicht-tragende Strukturelemente). Schließlich gibt es einen klaren Trend in Richtung Internationalisierung, denn Engineering/Consulting kennt keine Grenzen. Selbst kleinen bis mittelgroßen Unternehmen gelingt es, bei der Realisierung von technologisch fortschrittlichen Projekten eine Rolle zu spielen. In vielen Fällen gelingt dies durch Open BIM. Dipl.-Ing. Helmut Wrede, Geschäftsführer SCIA Software GmbH

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BIM im Tiefbau Von modellbasierter Mengenermittlung, die Kostenplanung, Ausschreibung und Abrechnung beschleunigt Moderne Werkzeuge zur Erstellung von 3D-Modellen im Straßen- und Tiefbau beschleunigen Kostenplanung, Ausschreibung und Abrechnung und machen diese darüber hinaus auch sicherer. Mengen werden automatisch aus den 3D-Objekten abgeleitet und reagieren auch auf Änderungen am Modell. Fehler wie Lücken und Überlappungen sind direkt im 3D-Modell sichtbar und können frühzeitig erkannt und behoben werden. Der BIMProzess im Tiefbau kann somit einen spürbaren Effizienz- und Qualitätsgewinn bieten. BIM ist eine seit langem im Hochbau bekannte, wenn auch in Deutschland bisher nur sporadisch eingesetzte Methode zur Optimierung der Prozesse für die Planung, den Bau und auch die Nutzung von Gebäuden. Die Grundidee ist fast so alt wie die Anwendung der EDV am Bau. Kaum gab es die ersten CAD-Programme, die zunächst das manuelle Zeichnen der Pläne ersetzten, entstand schon der Wunsch, die gezeichneten Informationen weiter nutzen zu können, z. B. für Mengenermittlung, Kostenermittlung, Leistungsverzeichnis-Erstellung, Bauzeitenplanung und Abrechnung. Bereits in den 80-Jahren wurden daher Schnittstellen zwischen CAD- und AVA-Programmen entwickelt. Diese brachten bereits eine gewisse Arbeitserleichterung. Eifrige Propheten versprachen – ebenso wie gewiefte Verkäufer der Softwarehäuser – dass durch die Verbindung von CADund AVA-Programm mit dem fertigen Plan quasi die Arbeit für Mengen- und Kostenermittlung und die LV-Erstellung erledigt sei. Und viele Chefs von Architektur- und Ingenieurbüros glaubten diese Versprechungen nur zu gerne.

CAD/AVA-Verbindung kein Allheilmittel Allerdings stellte sich in der Praxis schnell heraus, dass diese CAD/AVA-Verbindung keineswegs das Allheilmittel war. Auch wenn manche Lösungen technisch durchaus funktionierten, so gab es dennoch eine Reihe von Gründen – die im Wesentlichen für den modernen BIM-Prozess immer noch gelten –, warum in vielen Büros der erhoffte Nutzen ausblieb. Zunächst setzten damals die meisten Planer ihre CAD-Programme nur zum zweidimensionalen Herstellen von Plänen (2D) ein. Es liegt auf der Hand, dass damit wesentliche Informationen für die Mengenermittlung und die folgenden Prozessschritte fehlen. Das nächste Problem sind fehlende oder schlecht vorbereitete Stammdaten. Auch wenn ein Bauteil, wie z. B. eine Außenwand, dreidimensional konstruiert wird und damit alle erforderlichen geometrischen Informationen in dem digitalen Gebäudemodell enthalten sind (3D), sind weitere Bauteileigenschaften mit Verknüpfung zu entsprechenden Stammtexten (mit Kosteninformationen) erforderlich. Denn erst dann lassen sich damit automatisiert die zur Herstellung benötigten Leistungen mit ihren Mengen und den zugehörigen Kosten ermitteln.

Bild 1. Verbauter Kanalgraben in der Birlenbacher Straße in Siegen

CAD-Planung getrennt von AVA und Kostenplanung Ein weiteres Problem ist nicht technischer, sondern organisatorischer Natur. In vielen Büros ist die CAD-Planung getrennt von AVA und Kostenplanung. Achtet der CADPlaner nur auf seine planerische Tätigkeit und bereitet sein digitales Modell nicht sorgfältig für die nachfolgenden Arbeitsschritte vor, funktionieren weder eine automatische Mengen- und Kostenermittlung noch eine sinnvolle LVErstellung.

Verständnis des Prozesses notwendig Heute lassen sich die technischen Probleme mit geeigneten Lösungen gut beherrschen. Auch die organisatorischen Aufgaben sind beherrschbar. Sie erfordern eine gute Ausbildung der Bearbeiter, ein Verständnis des gesamten Prozesses und eine sorgfältige Definition der Planungsmethodik. Sind diese Voraussetzungen gegeben, kann heute ein BIM-basierter Planungsprozess unter anderem die kaufmännisch-planerischen Aufgaben wie Mengen- und Kostenermittlung sowie Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung erleichtern und beschleunigen.

Zukunft gehört grafischen Aufmaßlösungen Die heutige Praxis im Tiefbau zeigt: Handaufmaße treten im Bauwesen und dabei vor allem in den Arbeitsfeldern Straßen-, Tief- und Erdbau immer mehr in den Hinter-

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Bild 2. Polygonalschachtunterteil im Bauvorhaben Leimbachstraße in Siegen

grund. Die Zukunft gehört grafischen Aufmaßlösungen, denn der Austausch von digitalen Plandaten zwischen Auftragnehmern und Auftraggebern gehört heute zum Stand der Technik. Und die Nutzung von GPS-Geräten und Robotik-Stationen erleichtert der Arbeitsalltag bei der Bauvermessung und Absteckung massiv. Hier kann die Software des Siegener Unternehmens isl-kocher unterstützten. Der isl-baustellenmanager bietet Nutzern eine durchgängige Prozesskette von der Mengenermittlung in der Kalkulation über die Arbeitsvorbereitung und Abrechnung bis hin zur Bestandsdokumentation auf Basis grafischer Daten. Somit kann der Anwender die Vorteile der BIM-Methodik in der Praxis nutzen, denn das modellbasierte Arbeiten bietet hierzu die besten Möglichkeiten. Das von Baukonzernen genauso wie von regional agierenden Mittelständlern eingesetzte System besteht aus verschiedenen Modulen, die sich je nach betrieblichen Ansprüchen kombinieren lassen. Eines dieser Elemente ist

Bild 3. Grabenmodelle unterstützen den BIM-Prozess

das Kanalmodul. Hier werden die Vorteile der Arbeit mit den 3D-Modellen entlang der gesamten Prozesskette besonders deutlich, denn der Anwender kann damit Mengen zur Kalkulation schnell ermitteln und damit die Ausschreibungsmengen überprüfen. Geht der Auftrag im Bauunternehmen ein, kann das bereits erstellte Modell genutzt werden, um z. B. Fertigteile zu bestellen. Besonders praktisch: Bauteillisten und Schachtuhren (schematische Zeichnungen der Zu- und Abläufe eines Schachtbauwerks) werden vollautomatisch aus dem Modell erzeugt. Das Modell ändert sich mit dem Baufortschritt, denn nach der jeweiligen Fertigstellung werden die Schächte im grafischen System auf die tatsächlich gemessenen Punkte geschoben und die Abrechnungsmengen sofort aktualisiert. Beim Kanalmodul – und das gilt auch für alle anderen Module der Software – ist es nicht zwingend notwendig, dass Kalkulatoren selbst mit der Anwendung arbeiten. Vielmehr können auch andere Mitarbeiter das Modell erstellen, denn durch Assistenten ist die Bedienung leicht und selbsterklärend. Die Ergebnisse werden dann dem kalkulierenden Kollegen zur Verfügung gestellt. Im weiteren Verlauf übernehmen die Bauleiter das Modell ohne weitere Bearbeitung und geben die Bestellmengen auf Knopfdruck und nach Bedarf aus. Die an Microsoft-Office angelehnte Programmoberfläche gewährleistet eine schnelle Einarbeitung und intuitive Benutzung. Die Software ist uneingeschränkt auch für große Datenmengen einsetzbar und bietet deshalb ein breites Einsatzspektrum. Zudem ist das Arbeiten mit echten 3D-Volumenkörpern möglich. Da jetzt immer alle Objekte dreidimensional vorhanden sind, ist eine moderne modellbasierte Mengenermittlung in allen Modulen möglich. Damit werden die Vorteile des BIM-basierten Arbeitens bestmöglich genutzt. Das wirkt sich auch positiv auf das Rechnungswesen aus. Mit dem System können Bauunternehmen automatisch aussagekräftige digitale und vollständig REB-konforme Abrechnungsunterlagen erstellen. Die Rechnungsprüfung ist für alle Beteiligten einfach möglich, weil die Aufmaße einer visuellen Kontrolle unterzogen werden können, die auf der integrierten grafischen Mengenermittlung basiert. Dabei ist schnell ermittelbar, ob Flächen oder Körper sich überlappen oder zum Nachteil des Unternehmens sogar Lücken in den abzurechnenden Flächen klaffen. Im Praxiseinsatz zeigt sich: Die erstellten Abrechnungen sind übersichtlich und werden deshalb schneller geprüft, Abzüge werden somit vermieden und der Rechnungsbetrag früher angewiesen. Die korrekte Übernahme aller Flächen, Längen und Volumina in das Abrechnungssystem ist vom Prüfer leicht zu kontrollieren, da eine vollautomatische detaillierte Übernahme über die Datenart 11 nach REB VB 23.003 aus dem isl-baustellenmanager heraus schon lange möglich ist.

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Bild 4. BIM-gestützte Kostenplanung und AVA

Nutzen für Bauunternehmen und Planer Inhaber und Geschäftsführer von Baufirmen haben die Erfahrung gemacht, dass sich für ihre Firmen die Kosten für die Anschaffung, Wartung und Schulung einer Software, die auf den Vorteilen von BIM aufbaut, durch die erreichten Einsparungen auf den Baustellen schnell amortisieren. Auch für die Planer kann die Nutzung der BIM-Methode messbare Einsparungen und damit Wettbewerbsvorteile bringen. So ist mit der Baukostenplanungs- und AVASoftware California.pro der Münchener G&W Software Entwicklung GmbH im Zusammenspiel mit den Tools von isl-kocher grafische Mengen- und Kostenermittlung im BIM-Prozess mit direkter Anbindung an CAD-, GIS- und ISYBAU-Daten auch im Tiefbau und insbesondere in der Energie- und Wasserwirtschaft möglich. Damit kann der Anwender den durchgängigen Workflow vom digitalen Geländemodell zum kaufmännischen Modell mit Kostenplanung, Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung bis zur Kostendokumentation der abgeschlossenen Maßnahme abbilden. Der Planer importiert aus California.pro das Leistungsverzeichnis ohne Mengen oder auch ein Jahres-LV. Dann kann er mit den grafischen Werkzeugen wie z. B. easyGM Grafische Mengenermittlung des G&W-Partners isl-kocher schnell aus Bilddaten, Plänen, 2D/3D-CAD-Lösungen, GIS-Systemen, ISYBAU-Daten die Mengen der benötigten Leistungen ermitteln. Diese werden an das AVA-Programm übergeben, wo damit bepreiste Leistungsverzeichnisse mit präzisen Mengen und Kosten entstehen. Der Anwender kann daraufhin die Daten in California.pro direkt für Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung mit laufender Kostenkontrolle weiterverwenden. Prüfbare Abrechnungsaufmaße können auch direkt aus digitalen Vermessungsdaten gewonnen werden und in der AVA-Soft-

(Fotos/Abb.: 1 u. 2 ESi Entsorgungsbetriebe der Stadt Siegen; 3 u. 4 G & W)

ware zur Rechnungsprüfung und Zahlungsfreigabe weiterverwendet werden. Darüber hinaus ermöglicht das Programm durch Import der Daten aus der grafischen Mengenermittlung die automatische Generierung von Kalkulations- und Abrechnungs-Leistungsverzeichnissen auf der Basis von Rahmenverträgen und optimiert so die Prozesskosten für das Massengeschäft im Versorgungsunternehmen, in Entwässerungsbetrieben oder beim Straßen- und Grünflächenunterhalt.

Viel Optimierungspotenzial Für die Zukunft gibt es gerade in Deutschland noch viel Optimierungspotenzial, das insbesondere auf politischer Ebene zu erschließen ist. Die veraltete Systematik des Standardleistungskataloges für den Straßen- und Brückenbau und den Wasserbau, die noch aus der Lochkartenzeit stammt, das Nebeneinander von GAEB, der u. a. die Vorgaben für den elektronischen Datenaustausch im Bauwesen erarbeitet, und den für die REB Regeln für die elektronische Mengenermittlung zuständigen Stellen, und nicht zuletzt das heutige deutsche Vergaberecht sind für einen optimierten BIM-Prozess nicht gerade förderlich. Unterm Strich kann trotzdem bereits heute der BIM-Prozess im Tiefbau sowohl für Planer und Auftraggeber als auch für die ausführenden Unternehmen nennenswerte Einsparungen bringen. Dr. Ing. Achim Warkotsch, G&W Software Entwicklung GmbH; Dipl. Ing. Frank Kocher, isl-Kocher.com

Weitere Informationen: www.gw-software.de www.isl-kocher.com

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Planen heißt das Bauen vorwegnehmen Von der BIM-Anwendung im Betonfertigteilwerk Mit modernen Methoden und Technologien sind Fertigteilwerke in der Lage Betonfertigteile herzustellen, die in idealer Weise den Anforderungen an Gestaltung, Technik und Wirtschaftlichkeit entsprechen. Eine wichtige Grundlage für nachhaltigen Unternehmenserfolg ist dabei das effektive Funktionieren der ablaufenden Prozesse – von der Planung über die Herstellung bis zur Lieferung und Montage. Insofern erfüllen Betonfertigteilwerke, ganz allgemein gesprochen, einen wesentlichen Bereich von BIM auf Grund ihrer industrialisierten Arbeitsweise bereits aus sich selbst heraus: BIM ist – entgegen einer noch immer anzutreffenden Auffassung – keine Software, sondern eine Methode.

Werken bereits selbstverständlich. Die Initiative des Gesetzgebers bezüglich der Anwendung von BIM bei öffentlichen Aufträgen lässt einen weiteren Verbreitungsschub erwarten.

Mehrwert schon in erster Planungsphase

Das Fertigteilmodell gehört laut BIM-Definition als Unterkategorie des Tragwerksmodells zur Gruppe der Fachmodelle. Es ist die Basis für die Planung von hochkomplexen Bauteilen und die Grundlage für die Erzeugung der Daten für die moderne Anlagentechnik. Die Übergabe exakter und fehlerfreier Daten in einem für die jeweilige Anlage bzw. für das kaufmännische System lesbaren Datenformat Eine Methode wiederum ist ein (mehr oder weniger plan- ist unverzichtbar für einen reibungslosen, kosten- und zeitmäßiges) Verfahren zur Erreichung eines Ziels. Im Beton- sparenden Betrieb. Der Mehrwert des intelligenten dreidifertigteilwerk bedeutet das z. B. Zusammenarbeit und In- mensionalen Modells erschließt sich dabei bereits in der ersten Planungsphase. Wenn Mengen formationsaustausch mit verschiedenen Gewerken, Einhaltung vorgegebener Die Übergabe exakter und fehlerfreier Daten und Massen frühzeitig exakt ermittelt werden können, mögliche Kollisionen Standards, Anwendung definierter in einem für die jeweilige Anlage bzw. für von Bauteilen, Bewehrung und EinbauWorkflows, Qualitätssicherungs- und das kaufmännische System lesbaren Datenformat ist unverzichtbar für einen reibungsteilen sofort sichtbar werden und Daten Kontrollmechanismen. nach einmaliger Erfassung automatiEin wesentlicher Schritt in Rich- losen, kosten- und zeitsparenden Betrieb. siert über den gesamten Prozess weitertung BIM ist damit bereits getan. Bleibt das „Modeling“, die Arbeit mit 3D-Gebäude- bzw. Bauteil- gegeben werden können, macht sich der anfängliche modellen. Diese ist seit mehreren Jahren auch im Bereich Mehraufwand der 3D-Planung für das Unternehmen ohne der Fertigteilplanung auf dem Vormarsch und in vielen Frage bezahlt.

Das Ziel einer integrierten Planung ist die Durchgängigkeit von Daten und Informationen über den gesamten Prozess. Vom Enwurf bis zum Werk und zur Montage (Abb.: Nemetschek Engineering)

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Das Werkzeug der Planung ist die eingesetzte Software. Allplan Precast aus dem Hause Nemetschek Engineering bietet eine durchgängige Lösung, die Daten aus Architektur- und Ingenieurbaugrundlagen übernehmen und weiter verwenden kann. Mit seinem Gesamtportfolio hat Nemetschek eine am AEC Markt einzigartige Symbiose aus konsistentem BIM-Arbeitswerkzeug und spezialisierter Software für bestimmte Bauprozesse geschaffen. Speziell auf die Anforderungen der Betonfertigteilindustrie ausgerichtet, ermöglicht Allplan Precast eine hochqualitative, industrialisierte Fertigteilplanung. Umfassende Schnittstellen für den Import und Export von Plänen und Daten (IFC, DWG, PDF, UNI, PXML etc.) tragen der BIM-Methode Rechnung. Pläne werden direkt aus dem Modell abgeleitet – assoziativ, schnell, fehlerfrei und einfach zu nutzen. Mithilfe des TIM (Technical Information Manager) können die Ergebnisse des CAD für Arbeitsvorbereitung und kaufmännische Abteilungen weiterverwendet werden. Basierend auf dem dreidimensionalen Fertigteilmodell in CAD-Qualität, und mit allen Vorteilen visueller Arbeitsmethoden.

Wahl zwischen plan- und modellorientierter Arbeit Nemetschek Engineering baut auf mehr als 30 Jahre Erfahrung im Bereich Spezialsoftware für die Fertigteilplanung. Die Themen 3D-Planung und Datenkonsistenz stehen seit jeher im Fokus der Anwendungen. Trotzdem lässt Allplan Precast

dem Anwender mit dem kombinierten 2D/3D-Prinzip die Wahl zwischen plan- und modellorientierter Arbeit. Durch die Verbreitung der Produkte weit über den deutschsprachigen Raum hinaus arbeitet Nemetschek Engineering auch mit Kunden zusammen, in deren Heimatländern die Anwendung von BIM bereits – gesetzliche – Realität ist. Dazu gehören z. B. Großbritannien, Norwegen und Singapur. Was aber nicht heißt, dass die deutsche und zentraleuropäische Betonfertigteilindustrie im Rückstand wäre. Im Gegenteil, in vielen Werken hierzulande werden BIM-Methoden seit Jahren angewendet. Man folgt erprobten – teils sogar zertifizierten – Workflows, arbeitet mit dreidimensionalen Modellen, tauscht Daten mit Kunden und Lieferanten aus, optimiert die Schnittstellen in der hausinternen IT-Architektur und vieles mehr. Man nennt es nur nicht unbedingt BIM. Üblicherweise wäre es außerdem ein „closed BIM“, eine unternehmensspezifische Methode. Der Übergang in ein „open BIM“ mit womöglich branchenweit einheitlichen Vorgaben betreffend Datenhaltung und –austausch ist mittelfristig eine Herausforderung für die gesamte Betonfertigteilindustrie. Die Wahl der besten Partner und Werkzeuge bietet die Chance, diesen Weg perfekt gerüstet zu beschreiten. Ing. Werner Maresch

THINK in new

Dimensions Software & Service für die Betonfertigteilindustrie

Weitere Informationen: www.nemetschek-engineering.at

Nemetschek Engineering GmbH Stadionstrasse 6 5071 Wals-Siezenheim Salzburg / Austria Telefon: +43 (0) 662 85 41 11-0 Fax: +43 (0) 662 85 41 11-610 info@nemetschek-engineering.com www.nemetschek-engineering.com

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Zeichen für Mobilität BIM im Einsatz beim Bau der neuen ÖAMTC-Zentrale in Wien Der ÖAMTC (Österreichischer Automobil-, Motorrad- und Touringclub) beabsichtigt, seine derzeit bestehenden Wiener Verwaltungsstandorte (Schubertring, Donaustadt, Schanzstraße, Dresdnerstraße) in einem Gebäude zu konzentrieren und hierfür eine Zentrale mit Bürobereich, Supportfunktionen, Mitgliederservice und einem Heliport zur Erfüllung seiner Aufgaben zu errichten. Der Standort für das neue Projekt befindet sich in der Baumgasse im 3. Wiener Gemeindebezirk. Zur Planung des Projekts wurde ein Generalplanerwettbewerb mit offenen Bewerbungsverfahren und anschließenden Verhandlungsverfahren ausgeschrieben. Das Wiener Büro PICHLER & TRAUPMANN ARCHITEKTEN konnte den Wettbewerb in überzeugender Weise gewinnen, wie dem Juryprotokoll zum einstimmig gewählten Siegerprojekt zu entnehmen ist: „Den Architekten gelingt es, das komplexe Raumprogramm und die anspruchsvolle städtebauliche Situation scheinbar mühelos und souverän zu bewältigen. Entstanden ist ein betont eigenständiges Bauwerk, das die spezifischen Eigenschaften des ÖAMTCs

eindrucksvoll verkörpert.“ Christoph Pichler von Pichler & Traupmann dazu: „Unser Ziel war, ein Gebäude zu entwickeln, das den beeindruckend vielfältigen Funktionen des ÖAMTC – vom Mitgliederservice bis zum Hubschrauberstützpunkt – konsequent Rechnung trägt, und die ÖAMTCUnternehmensphilosophie der Transparenz und Offenheit abbildet“.

Versiertes Ingenieurwissen und große Erfahrung Von den Servicewerkstätten bis zum Heliport sind alle Programmelemente an einer einzigen vertikalen Achse aufgefädelt, also auch vom Schalter über den Empfang und die Veranstaltungsbereiche bis zum großen Atrium der Büros. Logistisch kompakte Inhalte mit hoher Effizienz, wie sie Stützpunkteinrichtungen per definitionem zu zeigen sind, wurden hier transformiert gedacht und in übersetzter Form auf das Gebäude übertragen. Das Gebäude ist ein Zeichen für Mobilität. Seine singuläre, kreis- und sternförmig organisierte Form vermittelt

Bild 1. Visualisierung der neuen ÖAMTC Zentrale - Blick von der Südosttangente Wien A23

Bild 2. Schnitt durch das dreidimensionale Revit-Modell

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Bild 3. Konzept Lastabtragung der Bürofinger

eindrucksvoll, dass sich alles um die Mobilität und die damit zusammenhängenden Mittel dreht und demonstriert zugleich Effizienz und Schnelligkeit der Organisation. Es ist daher ein formal als auch inhaltlich schlüssiges, architektonisch artikuliertes Zeichen einer Organisationszentrale und aktiviert für den Betrachter und den Benutzer auf allen Ebenen das Gefühl und das Verständnis für einen starken und verlässlichen Partner. Das Projekt wird nun von PICHLER & TRAUPMANN ARCHITEKTEN als Generalplaner in Zusammenarbeit mit FCP Fritsch, Chiari & Partner ZT GmbH bearbeitet und soll 2016 eröffnet werden. Die architektonischen Merkmale der neuen ÖAMTCZentrale sind für den Betrachter sehr beeindruckend, für den verantwortlichen Bauingenieur freilich bedeuten sie vor allem eine große Herausforderung bei der Berechnung der Tragstruktur. Die komplexe Gebäudegeometrie, vor allem bedingt durch schräg stehenden Bauteile und die unterschiedlichen Geschoßebenen, erfordert versiertes Ingenieurswissen und große Erfahrung.

Nicht nur Plandarstellungs-, auch Planungsinstrument Für die Erarbeitung der Tragstruktur eines Gebäudes mit einer derart komplexen Geometrie war es enorm wichtig,

bereits in frühen Projektphasen mit einer dreidimensionalen Planung zu arbeiten. Beide Büros haben sich bei diesem Projekt entschieden, gemeinsam auf die BIM Technologie zu setzen, wodurch schon in einer sehr frühen Projektphase ein hochwertiges Berechnungsmodell geschaffen werden konnte. Das dreidimensionale Revit-Modell ist somit nicht nur Plandarstellungs-, sondern auch Planungsinstrument. Das Gebäude ist im Wesentlichen als Massivbau geplant und verfügt über 8 oberirdische Geschosse und 1 unterirdisches Geschoss. Das oberste Geschoß bietet Platz für den Hubschrauberlandeplatz, Abstell- und Bewegungsflächen für die Helikopter und Haustechnikflächen. Die vertikale Lastabtragung erfolgt über Stützen und Wände. Die fünf Bürofinger der Regelgeschosse ruhen im Wesentlichen auf 6 Schrägstützen, die bis zu einem massiven Auswechslungsrost in der Decke über dem 6. Obergeschoss führen, von dem in den Außenwänden Hängestützen als Teil der Fassade angeordnet sind. Die Aussteifung des Gebäudes erfolgt im Wesentlichen durch den zentralen Liftkern und die in den Regelgeschossen darum radial angeordneten Wandscheiben, sowie durch den Schacht des Lastenaufzuges. Ein beeindruckendes gestalterisches Element, das aber auch gleichzeitig die Funktionen des Schallschutzes und die eines außen liegenden Entfluchtungssystems übernimmt, ist die ringförmige Glasfassade. Die Ringfassade umhüllt das gesamte Gebäude und spannt frei zwischen den Bürofinger. Bei diesem Projekt ist nicht nur das Gebäude äußerst innovativ und richtungsweisend, sondern auch die Bearbeitung. FCP arbeitet bereits seit ca. 3 Jahren mit der BIMTechnologie und hat bei der ÖAMTC Zentrale mit dem Architekturbüro Pichler & Traupmann Architekten einen Partner gefunden, der sich ebenfalls in diese Technologie wagt. Dipl.-Ing. Wolf-Dietrich Denk, Prokurist FCP Fritsch, Chiari & Partner ZT GmbH

Bild 4. Erdbebenberechnung: Dynamische Analyse – 1. Eigenform (Abb.: FCP)

Weitere Informationen: www.fcp.at

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Integral geplant – mit BIM Von durch BIM geforderter und geförderter Kommunikation und von integraler Planung Ein digitales BIM-Gebäudemodell unterstützt die Abläufe und die kreative Zusammenarbeit der Planungsdisziplinen. Der angestrebte Mehrwert für den Auftraggeber und mögliche Effizienzgewinne im Planungsprozess setzen dabei eine stringente Planungsorganisation voraus. Die damit verbundenen Herausforderungen können nur durch eine Planungskultur der Zusammenarbeit auf Augenhöhe gemeistert werden, ganz im Sinne der Integralen Planung. Dieser Beitrag zeigt an konkreten Projekten die Herausforderungen, Erfahrungen und Erfolgsfaktoren für die Verwendung eines digitalen BIM-Gebäudemodells für alle Planungsbereiche auf: „BIM lessons learned“. Der Mehrwert für den Bauherrn steht grundsätzlich im Fokus der Planung von ATP architekten ingenieure. Daher setzt man ein Planungswerkzeug ein, welches Das gemeinsame Arbeiten in einem Modell, dem Auftraggeber den meist am selben Bürostandort, vereinfacht größtmöglichen Nutzen den ansonsten bei konventioneller arbeitsim Hinblick auf Gestalteiliger Arbeitsweise mit eigenständigen tung und WirtschaftBüros für die jeweiligen Fachdisziplinen lichkeit sowie konstrukdurchaus problematischen Datenaustausch tiver und technischer beträchtlich. Potentiale bietet. Zudem muss es in der Lage sein, diese Informationen zu jeder Projektphase – besonders auch schon in den frühen Konzeptionsphasen –

ganzheitlich bereitzustellen, um dem Bauherren bei elementaren Entscheidungen mit belastbaren Grundlagen zu unterstützen.

Kein Datenaustausch sondern Zugriff auf ein gemeinsames Modell beim Gesamtplaner Seit mehreren Jahren werden bei sämtlichen Projekten von ATP architekten ingenieure grundsätzlich digitale Gebäudemodelle verwendet, in denen alle an der Gesamtplanung beteiligten Projektmitarbeiter simultan arbeiten. Architekten, Tragwerksplaner und Haustechnikplaner (HKLS und Elektro) greifen damit immer auf ein gemeinsames Modell, d.h. auf eine Datenbasis zurück, die stets synchronisiert ist. Das gemeinsame Arbeiten in einem Modell, meist am selben Bürostandort, vereinfacht den ansonsten bei konventioneller arbeitsteiliger Arbeitsweise mit eigenständigen Büros für die jeweiligen Fachdisziplinen durchaus problematischen Datenaustausch beträchtlich. Das bei ATP praktizierte Arbeiten in einem interdisziplinären BIM-Modell erfordert somit grundsätzlich keinen Austausch von Planständen mehr. Mit zwischenzeitlich mehreren hundert, meist sehr anspruchsvollen Projekten aus dem gesamten Planungsspektrum von Produktion, Handel, Verwaltung, Gesundheit, Wohnen, Hotel und Forschung konnten wertvolle

Bild 1. Das BIM-Gebäudemodell umfasst sämtliche Elemente der Architektur, der Tragwerksplanung und der Gebäudetechnik. Für eine Kollisionskontrolle sind sämtliche Elemente sichtbar

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Bild 2. Das BIM-Gebäudemodell durch die „Brille des Tragwerksplaners“ betrachtet, zeigt nur die tragenden Elemente

Erfahrungen gesammelt werden, die dazu beitragen, die BIM-Arbeitsweise des Planungsbüros weiter zu entwickeln und an allen Standorten konsequent und standardisiert umzusetzen.

Planerische Kreativität erfordert eine phasengerechte Planungstiefe Beim Arbeiten mit BIM-Modellen kann es durch die vielfältig gegebenen technischen Möglichkeiten unter Verwendung von überladenen Standard-Bauteilen oder Planungsfamilien sehr leicht zu einer viel zu großen Beim Arbeiten mit BIM-Modellen kann es Detailtiefe in frühen durch die vielfältig gegebenen technischen Planungsphasen komMöglichkeiten unter Verwendung von übermen. Ein typisches ladenen Standard-Bauteilen oder Planungsfamilien sehr leicht zu einer viel zu Beispiel ist die Vergroßen Detailtiefe in frühen Planungsphawendung von bis ins sen kommen. kleinste Detail konstruierte Türen schon in der Vorplanung. Der Gefahr des sich-im-Detail-Verlierens kann nur durch eine phasengerechte Planungstiefe begegnet werden, bei der mit in ihrer Komplexität reduzierten Planungselementen modelliert wird, die nur die wesentlichen räumlichen Abmessungen und technischen Parameter enthalten. So kann auch bereits in Wettbewerbsphasen mit skizzenhaften BIM-Volumenmodellen entworfen werden ohne die Kreativität einzuschränken. In der Vorplanung unterstützt die BIM-Arbeitsweise die Erarbeitung von planerischen Varianten ebenfalls mit adäquat reduzierter Detailtiefe, um die Darstellungen nicht mit unnötigen Details zu überfrachten. Varianten können so lange wie erforderlich parallel dargestellt und weiterverfolgt werden, bis zur Auswahl der endgültigen Planungsvariante in Abstimmung mit dem Auftraggeber. Dessen Entscheidungsfindung kann bei Bedarf mit perspektivischen Visualisierungen unterstützt werden. Gleichzeitig können die mit einem dreidimensionalen Gebäudemodell verbundenen Effizienzvorteile, wie z. B. freier und beliebiger Schnittführungen und alphanumerischer Auswertungen genutzt werden. Damit können z. B. die für die Kostenschätzung erforderlichen Mengenangaben abgeleitet werden. Von der Tragwerksplanung werden die festgelegten Nutzlasten in Lastenplänen dargestellt und die erforderli-

chen Abmessungen tragender Bauteile direkt im Modell definiert, nach erfolgter integraler Abstimmung. Von der TGA-Planung werden die Trassenverläufe und Zentralenanordnungen in das gemeinsame Modell übernommen. Im Entwurf wird mit detaillierteren Bauteilfamilien und -elementen auf der in Vorplanung erarbeiteten Grundlage weitergeplant und die Informationsdichte in allen Planungsbereichen deutlich erhöht. Das Modell wird durch die Architektur mit den Konstruktionsdimensionen und den erforderlichen Raumangaben weiterentwickelt und alle wesentlichen Materialien definiert. Auf dieser Basis kann auch bereits ein Raumbuch-Entwurf generiert werden Die Ergebnisse des Tragwerksentwurfs wie z. B. Bauteilabmessungen, tragende Wände und Aussteifungselemente werden unmittelbar im BIM-Modell berücksichtigt. Die TGA-Planung bringt eine koordinierte Darstellung aller Ver- und Entsorgungsnetze mit den entsprechenden Dimensionen sowie sämtliche statisch relevante Durchbruchsangaben und Lasten in das Modell ein. In der Ausführungsplanung erfolgt daraufhin die planerische Vertiefung und die Einbindung von Details, wie z. B. Türspezifikationen und vom Auftraggeber freigegebener Materialangaben. Das Modell wird weiterentwickelt unter laufender Integration sämtlicher statisch erforderlichen Dimensionen tragender Bauteile und Einarbeitung der haustechnischen Trassenführungen in ihrer exakten räumlichen Lage und entsprechend ihrer Dimensionierung, der Anordnung von Maschinen sowie Einrichtungsgegenständen sowie Produktionsanlagen inkl. der erforderlichen Anschlusstrassen und Anschlussmedien. Die größte Komplexität und Detailgenauigkeit erfordert die in dieser Phase erfolgende Schlitz- und Durchbruchsplanung und die Kollisionskontrolle, die zum Teil automatisiert erfolgt bzw. durch Visualisierung unterstützt wird (Bild 1). Durch die Tragwerksplanung werden die Schalpläne unter Verwendung entsprechender Ansichtsvorlagen aus dem Modell generiert. Nicht erst in dieser Planungsphase wird das digitale Gebäudemodell systematisch auf seine geometrische Richtigkeit untersucht. Diese softwaretechnisch unterstützte Qualitätssicherung ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere Verwendung des Modells.

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Bild 3. Die Ansicht des Gebäudetechnikplaners umfasst neben den tragenden und nicht tragenden Gebäudeelemente auch die räumlich geplanten Haustechniktrassen und -zentralen

Bild 4. Das fertiggestellte Gebäude, ein Produktionsgebäude für MPREIS, Tirol – in Realität ein Abbild des digitalen Gebäudemodells (Fotos/Abb.: ATP/Th. Jantscher)

Für die Vorbereitung der Vergabe werden die direkt im digitalen Modell generierten Listen von Bauteilmengen, Raum- und Flächenangaben als Grundlagen für das Aufstellen der Leistungsbeschreibungen verwendet. Um hier zuverlässige Angaben zu erhalten, sind die beschriebenen systematischen Qualitätskontrollen des Modells grundsätzlich erforderlich.

pläne ebenso abgeleitet wie Schalpläne für die Betonarbeiten. Detaillierte Mengen- und Qualitätsangaben für die zu erstellenden Gewerke-Ausschreibungen werden ohne umständliche Massenermittlungen ermöglicht.

Unterschiedliche Sichtweisen auf dasselbe Gebäudemodell

Eine simultan laufende Integrale Planung kann nicht im stillen Kämmerchen gemacht werden sondern nur unter konsequenter Kommunikation und Abstimmung der Mitarbeiter der unterschiedlichen Planungsbereiche untereinander, die vom System nicht erbracht werden kann. Die gleichzeitige Bearbeitung von Architektur und Tragwerk erfordert dabei eine sehr intensive Koordination. Notwendig ist hier eine gelebte Kultur der Zusammenarbeit und zwar „auf Augenhöhe“, die sich insbesondere auch durch räumliche Nähe, z. B. in Form von realen „Projekträumen“ intensivieren lässt. Gesamtplanung macht man schließlich nicht alleine. Durch das lebendige „Live-live-Modell“ wird die Kommunikation dabei massiv gefördert.

Der wesentliche Aspekt des gemeinsamen Planens in einem Gebäudemodell besteht somit darin, simultan völlig unterschiedliche Sichtweisen auf dasselbe Projekt zu ermöglichen. So betrachtet und gestaltet der Architekt die ihm wichtigen sichtbaren architektonischen Elemente mit der gewohnten Ausgabe von Ansichten, Grundrissen, Schnitten bis hin zu tabellarischen Auswertungen von Flächen, Rauminhalten, Raumbuch (Bild 2). Gleichzeitig sieht und dimensioniert der Tragwerksplaner die tragenden Elemente und erzeugt z. B. Schalpläne, die mit den Werkplänen des Architekten unmittelbar korrespondieren. Schließlich fügt der Haustechnikplaner die von ihm ausgelegten haustechnischen Trassen und Zentralen in das gemeinsame Modell ein, mit einem klar strukturierten Ablauf für die Schlitz- und Durchbruchsplanung (Bild 3). Jeder Bearbeiter sieht gleichsam wie Der wesentliche Aspekt des gemeinsamen durch eine spezielle Planens in einem Gebäudemodell besteht Brille den für ihn jeweils somit darin, simultan völlig unterschiedliwichtigen Teil des Moche Sichtweisen auf dasselbe Projekt zu dells in dem er arbeitet, ermöglichen. ohne den Blick auf das Ganze, d. h. das gesamthafte Projekt zu verlieren, dass er bei Bedarf jederzeit betrachten kann. Das von den unterschiedlichen Teammitgliedern gleichzeitig bearbeitete Modell wird hierzu ständig synchronisiert. So werden bei einem aktuellen Projekt eines innovativen und gestalterisch anspruchsvollen Verbrauchermarktes aus demselben digitalem Gebäudemodell Architekten-Werk-

BIM fordert und fördert die Kommunikation

Schnittstellen zu Nahtstellen machen Auch der Informationsaustausch zwischen den Planungsdisziplinen und den weiteren Sonderfachplanern wie z. B. Bauphysik, Brandschutz und Freianlagen wird durch die Modellintegration intensiviert und zwar in beiden Richtungen. Die bislang vorhandenen „Schnittstellen“ werden hierbei durch intelligente Datenaustauschformate zu eng verwobenen „Nahtstellen“. Dies betrifft z. B. Heiz- und Kältebedarfsberechnungen, Sprinklerdimensionierung, Thermische Simulationen im Zuge des Wärmeschutznachweises und Tageslichtsimulationen, die sich auf der Grundlage des hierzu verwertbaren Modells mit großer Exaktheit und Effizienz durchführen lassen und unmittelbar wieder in das Gebäudemodell zurückgespielt werden können, um optimale Planungsergebnisse zu erzielen. Auch die Einbeziehung der nachfolgenden Bauausführung kann durch die Übergabe eines digitalen Gebäude-

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modells, ggf. ergänzend zu konventionellen Planungsunterlagen, erfolgen. Dies trifft auch für den weiteren Gebäudelebenszyklus zu, der immer im Fokus einer Integralen Planung steht.

macht, als wesentlicher Vorteil der BIM-Arbeitsweise immer wieder hervorgehoben. Auch die Konsequenzen von Änderungswünschen können dabei verdeutlicht und transparent gemacht werden. Derzeit erfolgt bei einem von ATP geplanten anBIM-Management spruchsvollen Technologiegebäude für die Automobilindustrie, das über einen sehr hohen Installationsgrad techniDer geschilderte Prozess der modellgestützten Integralen scher Anlagen verfügt, die Planungskoordination mit dem Planung erfordert nachvollziehbar eine stringente Planungs- Auftraggeber und externen Projektbeteiligten in regelmäßiorganisation und eine Standardisierung der Planungsin- gen Visualisierungsworkshops. Die virtuellen Rundgänge halte, sogenannter „BIM-Standards“. Der interdisziplinäre durch sein zukünftiges Gebäude mit sämtlichen Anlagen Einsatz macht es erforderlich, dass die im Gebäudemodell ermöglichen dem Bauherrn eine sichere Basis für Plazur Verwendung kommenden Bauteilfanungsentscheidungen, und das zu eimilien klar strukturiert und über den ge- Eine simultan laufende Integrale Planung nem deutlich früheren Zeitpunkt, als samten Lebenszyklus eindeutig definiert kann nicht im stillen Kämmerchen gemacht dies bei konventioneller Bearbeitung sind. Dies darf keinesfalls den kreativen werden sondern nur unter konsequenter möglich wäre. Entwurfsprozess eingrenzen oder etwa Kommunikation und Abstimmung der MitarDas BIM-Modell wird damit zur die Innovationsfähigkeit einschränken, beiter der unterschiedlichen Planungsbezentralen Informationsbasis für den reiche untereinander, die vom System nicht da stets auch neuartige Bauteilfamilien Gesamtprojektleiter und alle beteiligerbracht werden kann. entwickelt werden können in Ergänzung ten Teammitarbeiter und schlussendvon etablierten Detaillösungen. Ein jelich auch für den Auftraggeber. derzeit konsistentes, d. h. in sich stimmiges digitales Gebäudemodell erfordert immer wieder Qualitäts-Checks des Mo- Soft facts vs. Software dells, teils automatisiert, teils durch visuelle, am besten gemeinsame Plausibilitätskontrollen durch das gesamte Als wesentlicher Erfolgsfaktor für die bei ATP praktizierte BIM-gestützte Integrale Planung kann die stetige BereitPlanungsteam. Das hierzu erforderliche BIM-Management wird im schaft der Projektmitarbeiter zum planerischen Austausch auf Augenhöhe betrachtet werden, die auf einem gegenseijeweiligen Projekt durch den verantwortlichen Modellierer tigen interdisziplinären Interesse basiert. Nur unter dieser und projektübergreifend durch einen qualifizierten BIM Manager erbracht, der die Mitarbeiter laufend unterstützt. Voraussetzung kann ein digitales Planungswerkzeug wie Zu seinen Aufgaben gehört auch die Weitergabe von Mo- BIM seine qualitäts- und effizienzsteigernde Wirkung entdelldaten an externe Projektbeteiligte und den hierzu ggf. falten. Die für die Anwendung der BIM-Methodik erforderlichen Qualifikationen bedingen dabei eine strukturierte erforderlichen Datenaustausch. Schulung und Weiterbildung zu teilweise neuartigen BeVisualisierung vs. Visionen rufsbildern wie z. B. dem gesamtplanerischen Modellierer. Von Seiten der Auftraggeber wird die stets mögliche Visualisierung, die das planerische Konzept für ihn erlebbar

FCP, ein international tätiges Ingenieurbüro mit mehr als 300 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, Hauptsitz in Wien und mehreren Niederlassungen. > Wien > Oberösterreich > Vorarlberg > Kroatien > Montenegro > Rumänien > Moldawien > Griechenland > Norwegen FCP Fritsch, Chiari & Partner ZT GmbH > www.fcp.at

Dr.-Ing. Gerd Maurer, ATP architekten ingenieure (München)

Generalplanung

Projektmanagement

Begleitende Kontrolle

Örtliche Bauaufsicht

Leistungen gemäß BauKG

Tragwerksplanung

Statisch-konstruktive Prüfung

Infrastrukturplanung

Messtechnik

Forschung & Entwicklung

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In Raum und Zeit – Asta Powerproject holt BIM in die vierte Dimension

Asta Powerproject BIM verknüpft das 3D-CAD-Modell mit dem Balkenplan.

(Abb.: Asta Development)

Asta Powerproject BIM bringt das dreidimensionale CAD-Universum auf die Zeitachse und eröffnet in 4D dem Building Information Modeling das Wechselspiel von CAD, Kostenplanung und Projektmanagement.

direkt das entsprechende Element im 3D-Modell angesprochen. Oder umgekehrt wird aus der 3D-Darstellung zu den Vorgängen im Zeitplan navigiert – eine noch ungewohnte Perspektive im Baumanagement. Asta Powerproject BIM bindet BIM-Projekte zum einen in den etablierten Projektmanagement-Kontext ein. Zum anderen erwachsen aus dieser Kombination auch ganz neue Aussichten. So können aus den IFC-Kostendaten die klassischen, bautypischen Kostenauswertungen über die Zeit generiert werden, wie etwa Histogramme zum Mittelabfluss. Neu hingegen ist beispielsweise die Möglichkeit, in Powerproject Kollisionskontrollen (clash detection) über Raum und Zeit durchzuführen und im geplanten Projektablauf zu visualisieren. Die deutsche Version von Asta Powerprojekt BIM wird auf der BAU 2015 in München erstmals einem breiten Publikum vorgestellt.

Die im Bauwesen weit verbreitete ProjektmanagementSoftware Asta Powerproject kann jetzt BIM-Daten im IFC4-Format lesen und schreiben: Powerproject BIM verknüpft 3D-Planung und Projektzeitplanung direkt unter einer Oberfläche, auf einem Screen. Als erster großer Anbieter von Projektmanagement-Software bietet Asta Development damit eine integrierte 3D-CAD-Schnittstelle auf Basis des IFC-Datenstandards. Das 3D-Modell bereichert die ProjektmanagementSoftware quasi um eine zusätzliche, grafische Benutzeroberfläche. Schon beim Einlesen der IFC-Daten kann das Grundgerüst eines Balkenplans generiert werden. Die Zuordnung von Bauelementen und Attributen zu Vorgängen im Balkenplan kann sowohl automatisiert als auch manuell erfolgen. Danach wird per Klick auf einen Vorgang

Weitere Informationen: www.astadev.de

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BIM im Ingenieurbau

Multimodell verzahnt Planungsabläufe Gemeinhin wird mit BIM der Einsatz von 3D-Bauwerksmodellen assoziiert. Sie sind typische, gut sichtbare und verständliche Anwendungen. Doch BIM erweitert gezielt ihr Spektrum und erhöht den Nutzwert in vielfacher Hinsicht. Und zwar durch Transparenz. Denn jeder Projektbeteiligte hat Zugriff auf die Informationen, die er zur Lösung seiner Arbeitsaufgabe benötigt. Ferner durch Kollaboration, entweder per standardisierten Datenaustausch oder durch gemeinsame Datenbanken. Auch die Aktualität steigt. Jederzeit können der Projektstand bestimmt und beliebige Projektstände archiviert werden. Mit einer automatisierbaren Simulation lassen sich auf algorithmischer Basis aus den BIM-Modellen hochwertige Fach- und Kontrollinformationen ableiten.

Effiziente Verarbeitung großer Datenmengen Um all diese Ziele jedoch erreichen zu können, bedarf es semantischer Datenmodelle, also strukturierte Abbildungen baufachlicher Realwelt-Konzepte in IT-Systemen. So gibt es beispielsweise in BIM-Prozessmodellen Aufgaben mit Dauern, Terminen, Vorgängern und Nachfolgern. BIM-Kostenmodelle beinhalten Artikel mit Preisen, Kostenstellen und ihre Zuordnung zu Räumen. Die Struktur der Datenmodelle ermöglicht die effiziente algorithmische Verarbeitung auch großer Datenmengen. Die baufachliche Semantik der Modelle hilft, fachlich hochwertige Fragestellungen durch die Datenbasis zu beantworten. Die Semantik wird durch die interne Verwendung der Terminologie des Bauwesens erreicht. Das IFC als offener Standard im Bauwesen zur digitalen Beschreibung von Gebäudemodellen ist dabei mit über 1000 solcher definierten Konzepte eine wertvolle Hilfe. Er

vereinbart nicht nur wie Dinge (z. B. Wand oder Vorgang) heißen, sondern auch, was sie sind und wie sie miteinander in Beziehung gesetzt werden können. Aus Gründen der Beherrschbarkeit ist IFC auf Teilbereiche und Schwerpunkte des Bauwesens beschränkt. Aber BIM wird nicht nur durch dieses Datenmodell bestimmt. Vielmehr gehören alle bausemantischen Datenmodelle zu BIM, welche zur Lösung von Aufgabenstellungen in Bauprojekten beitragen. Um unterschiedliche Datenmodelle miteinander zu verbinden, auszutauschen und abzufragen gibt es nun ein sogenanntes Multimodell. Federführend entwickelt wurde es am Institut für Bauinformatik der TU Dresden durch Dipl.-Ing. Sebastian Fuchs, der bis April 2014 als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut tätig war.

buildingSMART standardisiert das Multimodell Seine Forschungsarbeit ‚M2A2 – Universelle MultimodellSoftware zur interdisziplinären Informationsversorgun – reichte er im renommierten Wettbewerb „Auf IT gebaut“ ein. Der fachübergreifende, modulare und praxisnahe Ansatz überzeugte die Jury, die ihm den 3. Preis zuerkannte. Sebastian Fuchs ist bereits der sechste Preisträger dieses Wettbewerbs, den das Institut unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Raimar J. Scherer hervorgebracht hat. Nun wird sein Multimodell als Methode für interdisziplinäre Aufgabenstellungen in der buildingSMART standardisiert. Diese unabhängig agierende Organisation fördert offene Schnittstellen und damit die openBIM Methode in Deutschland, Österreich und der Schweiz. Sebastian Fuchs, 37, studierte von 1996–2002 an der Bauhaus-Universität Weimar Bauingenieurwesen. Es folgten Tätigkeiten als Projektingenieur und seit 2005 auch als Softwareentwickler für den Spezialisten TragWerk Software, Dresden. Im Mai 2014 gründete Fuchs in Kooperation mit diesem Unternehmen die TragWerkConsult Ingenieure S. Fuchs GbR. Sie bietet IT-Beratung mit den Schwerpunkten Bauinformatik, BIM, modellgetriebene Softwareentwicklung und Frameworks für schwergewichtige Desktopanwendungen an.

Das federführend am Institut für Bauinformatik der TU Dresden entwickelte Multimodell verbindet unterschiedliche Datenmodelle miteinander, ermöglicht den Austausch und das Abfragen von Daten (Abb.: Tragwerk-consult.de)

Weitere Informationen: www.tragwerk-software.de www.tragwerk-consult.de

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BIM in Architektur und TGA

BIM, die Elefanten im Züricher Zoo und eine nie zuvor gebaute Dachkonstruktion Über ein BIM-Projekt der Sonderklasse Für die meisten Bauvorhaben ist eine BIM-basierte Arbeitsweise auf jeden Fall empfehlenswert, um den Planungsprozess hinsichtlich Qualität, Kosten und Zeit zu optimieren. Bei einigen außergewöhnlichen Bauvorhaben sind die Herausforderungen der Planung und Ausführung jedoch so gewaltig, dass sie ohne den konsequenten Einsatz von Building Information Modeling überhaupt nicht mehr beherrschbar wären. Das neue Elefantenhaus im Zoo Zürich, bei dem das Schweizer Ingenieurbüro Walt + Galmarini AG für die Tragstruktur des Gebäudes, die Planung des Ingenieurtiefbaus inkl. Werkleitung sowie für die Fassade und Gebäudehülle verantwortlich zeichnet, fällt zweifelsohne in letztere Kategorie … Die Elefanten sind die beliebtesten Tiere im Zoo Zürich. Die Besucher sind fasziniert von den größten Landsäugetieren der Welt. Trotzdem sind sie in der Wildnis durch Menschen vom Aussterben bedroht, zum Teil durch Wilderei, zum Teil durch Konflikte, die durch in den Pflanzungen der

örtlichen Bevölkerung marodierende Elefanten entstehen. Mit dem spektakulären Bau des neuen Kaeng Krachan Elefantenparks, benannt nach dem größten Nationalpark in Thailand, möchte sich der Zoo Zürich für die Erhaltung dieser Tierart einsetzen, in dem er ideale Bedingungen für seine Elefanten schafft. Gleichzeitig möchte er auch den Besuchern tiefergehende Einblicke in das Leben der Elefanten geben und damit die Öffentlichkeit für ihre Gefährdung sensibilisieren.

–i– Nah an der Natur: Projekthintergrund und architektonisches Konzept Mehr Freiraum für die Elefanten und gleichzeitig auch mehr Nähe für die Besucher: Der neue Kaeng Krachan Elefantenpark im Zoo Zürich ist ein Paradebeispiel für den

Bild 1. Das architektonische Konzept soll bei den Besuchern der Elefantenanlage Natur-Assoziationen wachrufen

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BIM in Architektur und TGA

internationalen Wandel der Zootierhaltung. Das neue Zu- Entstaubung der Pflanzen sowie die Wasserbecken behause der acht Züricher Elefanten erstreckt sich über eine nutzt. Fläche von mehr als 11.000 m2. Das entspricht etwa anderthalb Fußballfeldern, sowie dem Sechsfachen der alten An– ii – lage und bietet den Tieren mehr Raum, mehr Familienleben und mehr Bewegung. Das Gehege ist so gestaltet, dass es Tragwerk und Konstruktion – eine ingenieurtechnische sich nicht als Ganzes überschauen lässt, was den weitläufi- Herausforderung gen Eindruck noch verstärkt. Eine 6.800 m2 große freigeformte Dachschale aus Das charakteristische Element des Elefantenhauses ist Holz überspannt die Innenlandschaft. Das Dachtragwerk ohne Frage die flache, freigeformte Dachstruktur. Dem mit seinem blätterartigen Öffnungsbild integriert sich opti- Wunsch des Bauherren entsprechend wird das Tragwerk mal in die umgebende Waldlandschaft und soll mit einem als naturnahe Konstruktion konzipiert. Dominierender Wechselspiel von Licht und Schatten bei den Besuchern Baustoff ist Holz, das sowohl für die Dachschale als auch eine Natur-Assoziation erzeugen (Bild für die Fassade eingesetzt wird. Eine 1). Im Inneren wird der Besucher auf Stahlbetonkonstruktion bildet das UnDamit die Errichtung des Daches überhaupt einem Weg unter tropischen Bäumen zu tergeschoss, die Gründung und der die möglich ist, wird ein Lehrgerüst über die unterschiedlichen Einblicken geführt. Dachschale tragende Ringbalken sind ganze Halle hinweg errichtet, das später Dazu gehört auch ein Unterwassereinin Spannbetonbauweise ausgeführt wieder abmontiert werden kann. Auf dem blick, der es ermöglicht, die Elefanten (Bild 2). Lehrgerüst werden Spanten als Negativbeim Schwimmen zu beobachten. Um im Vorfeld Erfahrung bezügschale der zukünftigen Dachform milliDas Elefantenhaus erfordert auch lich der Statik und der Konstruktion zu metergenau eingemessen. einen erheblichen Aufwand an technigewinnen, wird zuerst ein Modell des schen Anlagen. Klimatisierung, Lüftung, Daches im Maßstab 1:20 und BruchverWasseraufbereitung und elektrische Versorgung befinden suche von repräsentativen 1:1 Bauteilen erstellt. Die daraus sich – für den Besucher weitgehend unsichtbar – im Unter- gewonnenen Erkenntnisse finden anschließend Eingang in geschoss. Die Beheizung erfolgt über das Fernwärmenetz. die statische Berechnung. Zusätzlich baut man ein Mock-up In unterirdischen Zisternen wird das Regenwasser vom von einem Dachausschnitt im Maßstab 1:1 mit dem komDach gesammelt und für Bewässerung, Sandbefeuchtung, pletten Dachaufbau samt Abdichtungen und Oberlichtern.

Hrsg.: Ernst & Sohn Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton 2014 Sonderheft von Betonund Stahlbetonbau Oktober 2014. Bestell-Nr. 5093 0114 € 25,–* journal erhältlich. Auch als

WU-Beton – ein aktueller Überblick Der aktuelle Wissensstand der WU-Bauweise wird in diesem Sonderheft umfassend dargestellt. Die Fachbeiträge behandeln dabei alle wesentlichen Teilbereiche, beginnend bei den Grundlagen der Bemessung, betontechnologischen und ausführungstechnischen Hinweisen sowie Fragen im Rahmen der Planung über Fugenabdichtungssysteme, Weiße Wannen und Elementwände bis hin zur Abdichtung von Rissen und Fehlstellen sowie rechtlichen Fragen.

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der versetzt sind. Jede einzelne der 600 Dreischichtholzplatten hat einen individuellen Zuschnitt, ist 3 bis 4 m breit und zwischen 10 und 20 m lang. Die eben gelieferten Platten biegen sich allein durch ihr Gewicht in die durch die Schalung vorgegebene Form. Die erste Lage wird aus Stabilitätsgründen vollflächig eingebracht. Bei der zweiten und dritten Lage sind die Lichtöffnungen bereits ausgeschnitten. Anschließend erfolgt das Vernageln der drei Platten mit Nagelschussmaschinen mit ca. 100 Nägeln pro Quadratmeter. Insgesamt werden ca. 500.000 Nägel mit einem Gewicht von 22 t benötigt. Bild 2. Das Betontragwerk beinhaltet die Gründung, Nutzräume im Erd- und Auf der so entstandenen Schale verlaufen Rippen zur Untergeschoss, die unterirdischen Zisternen sowie den vorgespannten Ringweiteren Aussteifung. Die Randträger, die die Öffnungen balken für die Oberlichter einfassen, sind unten und oben mit Furnierschichtholzplatten verbunden. Auf diese Weise wird über die gesamte Fläche hinweg ein Hohlkastenprofil bzw. Das Dach ist zweifach gekrümmt und als stützenfreies Wabensystem ausgebildet. Die Öffnungen für die OberlichHolzschalentragwerk mit 80 Meter Spannweite ausgebil- ter in der ersten Lage Dreischichtholzplatten werden mit det. Für eine natürliche Belichtung sorgen 271 Oberlichter Abbundsägen vor Ort ausgeschnitten. Im weiteren Konstin Form von Luftkissen aus UV-durchlässiger ETFE-Folie. ruktionsaufbau verwenden die Ingenieure wiederum ca. Die Form des Daches ergibt sich in ei500.000 Schrauben mit Längen zwinem iterativen Prozess aus der elastischen 15 und 85 cm. Insgesamt kommt Da das statische Modell einen extrem groschen Deformation des Daches in umder tragende Dachaufbau damit auf ßen Einfluss auf die Grundform, aber auch gekehrter Eigengewichtsrichtung. Ein eine Stärke von 54 cm. auf die konstruktive Durchbildung hat, wird wichtiger Aspekt ist dabei die MinimieIm Endausbau einschließlich Insals Grundlage für alle Modellierungsrung der Verformungen des bogenförtallationsebene, Wärmedämmung und schritte die Geometrie des statischen migen Spannbetonringbalkens, um die Witterungsschutz ist das Dach 90 cm Formfindungsprozesses als Finite Element Verformungen im Anschlussbereich Netz genutzt. mächtig und wiegt rund 1.000 t. Darüvon Dach und Fassade auf ein beber ist noch eine begehbare Wartungsherrschbares Niveau zu begrenzen. ebene angeordnet. KonstruktionsbeDamit die Errichtung des Daches überhaupt möglich dingt durch den genagelten, nachgiebigen Verbundquerist, wird ein Lehrgerüst über die ganze Halle hinweg errich- schnitt treten große Verformungen auf. Deshalb werden tet, das später wieder abmontiert werden kann. Auf dem die Luftkissen so konzipiert, dass sie trotz Vorfertigung Lehrgerüst werden Spanten als Negativschale der zukünf- Toleranzen von 2 bis 3 cm ausgleichen können. Im Antigen Dachform millimetergenau eingemessen. Auf diesen schlussbereich von Fassade und Dach treten sogar VerforEinzellamellen werden nun 80 mm starke Dreischichtholz- mungen im Dezimeterbereich auf. Die hölzerne Dachplatten in drei Schichten verlegt, die jeweils 60° zueinan- schale wird durch einen mehrfach gekrümmten Ringanker

Bilder 3 und 4. Tragwerksmodell mit dem Holzschalentragwerk und der Betonkonstruktion

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Bild 5. Beispiel für eine Montageanleitung aus dem Gebäudemodell heraus (Fotos / Abb.: Nemetschek Allplan)

in Spannbetonbauweise getragen. Die drei unterirdischen Regenwasserzisternen dienen gleichzeitig als Fundament für das Dach.

– iii – Ohne BIM nicht realisierbar – gewagtes Experiment erfordert außergewöhnliche Schritte Die Entscheidung, den kühnen Entwurf von Wettbewerbsgewinner Markus Schietsch Architekten umzusetzen, ist in der Tat ein gewagtes Experiment. Denn eine Dachkonstruktion aus Brettschichtholzplatten in Brettrippenbauweise mit einer Spannweite von 80 Meter ist noch nie vorher gebaut worden. Erschwerend kommt hinzu, dass die Bemessung von Mehrschichtplatten aus Nadelholz unter beliebiger Membranbeanspruchung derzeit nicht über Normen abgedeckt ist, da diese in der Regel nur parallel oder

senkrecht zu ihrer Decklage beansprucht und bemessen werden. Bei der Elefantenanlage im Zoo Zürich handelt es sich jedoch um ein Schalentragwerk mit beliebiger KraftFaser-Beanspruchung. Nachdem der Architekt einen ersten Entwurf auf Papier erstellt hatte, wurde ein außergewöhnlicher Weg beschritten. Das virtuelle Bauwerksmodell wurde Eine Dachkonstruktion aus Brettschichtnicht wie üblich Bauteil holzplatten in Brettrippenbauweise mit für Bauteil und Körper einer Spannweite von 80 Meter ist noch nie für Körper in manueller vorher gebaut worden. Arbeitsweise erstellt. Stattdessen wurde durch die Kaulquappe GmbH aus Zürich mit dem 3D-Modellierungswerkzeug Rhino, dem Scriptgenerator Grasshopper und weiteren individuell entwickelten Werkzeugen die Form der Schale inklusive sämtlicher Oberlichter sowie der Fassade über Algorithmen generiert.

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Da das statische Modell einen extrem großen Einfluss auf die Grundform, aber auch auf die konstruktive Durchbildung hat, wird als Grundlage für alle Modellierungsschritte die Geometrie des statischen Formfindungsprozesses als Finite Element Netz genutzt. Daraus wird das parametrische Architekturmodell in Rhino abgleitet. Dieses dient wiederum als Grundlage für das siebenlagige, verfeinerte statische Modell. Alle Prozesse zur Bestimmung der Bauteilgeometrie und der Werkplanung werden im Grundriss entwickelt und dann in die Form des statischen Formfindungsprozesses transferiert. Die so generierten Modelle bilden die Grundlage für die weitere Architektur- und Tragwerksplanung. Das Ingenieurbüro Walt + Galmarini benutzt diese Modelle, um sowohl die statische Berechnung als auch die Schal- und Bewehrungsplanung durchzuführen. Die Rhino-Modelle werden über die entsprechende Schnittstelle in Allplan importiert und für die Planung des Betontragwerks eingesetzt. Dieses beinhaltet die Gründung, die Technikräume im Untergeschoss, die unterirdischen Zisternen, sowie die Management-, Elefantenbullen- und die Pflegerbereiche. Das in Rhino generierte Modell für den Ringbalken wird in Allplan um Spannglieder ergänzt. Außerdem wird Allplan für das Generieren von Schnitten durch die Dachschale sowie für die Planung der Erdarbeiten eingesetzt. Neben der Planung dient das virtuelle Bauwerksmodell auch für Produktion und Bauausführung. Dazu werden die Bewehrungspositionen digital an die Biegerei weitergeben. Teilweise ergeben sich extrem komplexe Bewehrungssituationen, die allein mit 2D-Schnitten selbst für Spezialisten auf der Baustelle nicht mehr sofort verständlich gewesen wären. Aus diesem Grund wird die Einbaureihenfolge von Einbauteilen und Bewehrung teilweise durch Schritt-für-Schritt gerenderte Bilderfolgen dokumentiert (Bild 5). Eine weitere Herausforderung ist der passgenaue Zuschnitt der Dreischichtholzplatten. Dazu wird die Freiformfläche des Dachtragwerks in ebene Streifen abgewickelt und unter Berücksichtigung der möglichen Produktions- und Transportabmessungen in einzelne Platten aufgeteilt. Und für die Erdarbeiten gibt man das dreidimensionale Geländemodell einschließlich Aushubplanung digital an GPS-gesteuerte Bagger weiter. Vorbereitende Vermessungs- und Absteckarbeiten können damit fast komplett entfallen. Da der Baggerführer auf seinem Bildschirm Ist- und Sollsituation stets grafisch angezeigt bekommt, sind zeitraubende Iterationen von Erdbewegung und Kontrollmessungen kaum noch erforderlich.

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Dank der ausgewiesenen Erfahrung und Fachkenntnis von Planern und Bauausführenden und nicht zuletzt dem beispielhaften Einsatz von BIM konnten alle Herausforderungen mit Bravour gemeistert werden. Das gewagte Experiment ist gelungen. Der Elefantenpark konnte wie geplant am 7. Juni 2014 eröffnet werden. Die Elefanten sind eingezogen und fühlen sich in ihrem neuen Zuhause sichtlich wohl. Die Kosten summierten sich am Ende auf 57 Mio. Schweizer Franken. Für ein Bauvorhaben, das in vergleichbarer Form noch nie realisiert wurde und bei dem in vielerlei Hinsicht Neuland betreten wurde, ist dies ein beeindruckender Erfolg. Dr. Daniel Bittrich, Product Management Engineering bei Nemetschek Allplan Das Ingenieurbüro Walt + Galmarini, Zürich Walt + Galmarini wurde im Jahre 1956 gegründet und wird heute als Aktiengesellschaft geführt. Das Ingenieurbüro beschäftigt rund 35 Mitarbeiter und befasst sich schwerpunktmäßig mit der integralen Planung von Tragwerken aus Stahl, Holz, Stahl- und Spannbeton, Spezialfundationen und Baugruben sowie der Umnutzung und Erneuerung bestehender Tragwerke im Hoch- und Brückenbau.

Bautafel Elefantenhaus Zoo Zürich A. Beteiligte ■ Bauherr: Zoo Zürich ■ Architekt: Markus Schietsch Architekten GmbH, Zürich ■ Tragwerksplanung Beton, Holz und Fassade, Bauleitung gesamte Hülle: Walt + Galmarini AG, Zürich ■ Geometrische Parametrisierung und Teile der Werkplanung: Kaulquappe GmbH, Zürich ■ Holzbau: ARGE Implenia Bau AG, BrunnerErben AG, Zürich ■ Brettsperrholz: Metsäwood, D- Aichach B. Projektdaten Planungsbeginn: 2009 ■ Baubeginn: 2012 ■ Fertigstellung: 2014 ■ Dachfläche (inkl. Dachrand): 6.800 m2 ■ Gebäudefläche: 5.400 m2 ■ Gebäudevolumen: 56.000 m3 ■

Weitere Informationen: www.nemetschek-allplan.de

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Der Architekt als Generalist per se BIM bei AS&P – Albert Speer & Partner und aus Sicht eines CIOs All die neuen technischen Methoden, die fortschreitende Digitalisierung und die immer komplexeren Bauprozesse stellen uns vor mehr Möglichkeiten als jemals zuvor, aber auch vor höhere Anforderungen an alle Beteiligten. Bei BIM als Methode zur Optimierung aller Abschnitte eines Gebäudelebens - bestehend aus Planung, Bau und Betrieb – steht der Architekt als Entwerfer des Gebäudes mit dem Erstellen des Gebäudemodells am Anfang des Gesamtprozesses. Er sollte sich dementsprechend nicht nur mit BIM auskennen, sondern auch vom Beginn an damit arbeiten. Der Architekt ist durch die Aufgaben, die vom reinen Entwurf über die Koordination der Fachplaner gehen per se schon Generalist. Zu dem schon breiten Aufgabenspektrum kommt nun die komplexe Aufgabe des Datenmanagements dazu. Wo immer mehr Bauherren die Möglichkeiten von BIM nutzen, ist für Architekturbüros die Einführung der BIMMethode besonders wichtig, um wettbewerbsfähig zu bleiben, und den Anschluss an die anderen am Bauprozess Beteiligten nicht zu verlieren.

Voraussetzungen für die Einführung von BIM Einer der wesentlichen Punkte bei der Einführung von BIM ist die Art und Technik der CAD-Zeichnung. BIM nutzt ein parametrisches Gebäudemodell, bei dem alle Objekte mit den enthaltenen Informationen voneinander abhängig sind. Den Weg von einer einfachen zweidimensionalen CAD-Zeichnung über eine objektorientierte Zeichnung hin zu einem bei BIM verwendeten, parametrischen Gebäudemodell sind bisher nur wenige Architekturbüros in Deutschland gegangen. Viele nutzen zwar schon objektorientierte Planungswerkzeuge, allerdings liegen hier die Standards weit auseinander und machen eine Weiternutzung dieser Pläne für z. B. Fachplaner oder Statiker schwieriger. Wenn der Weg zu einer objektorientierten Zeichenlösung bereits gegangen wurde, ist der Schritt zum parametrischen Modell einfacher. Die Mitarbeiter sind mit vielen Problemen, die bei der Umstellung vom reinen 2D-Zeichnen auftreten, schon vertraut. Allerdings muss auch für das parametrische Gebäudemodell oft eine neue Software gelernt und genutzt werden, z. B. der Sprung von AutoCAD Architecture zu Revit. Durch die erweiterte Nutzung des GebäudeDies ist aus Erfahrung modells ist es grundlegend, dass jeder, der allerdings für viele Anan diesem Modell arbeitet, auch die Arbeitswender einfacher, als und Denkprozesse der anderen Beteiligten der direkte Sprung zum versteht. Nur so ist eine sinnvolle, BIMparametrischen Modell. basierte Projektarbeit mit mehreren FachDurch die erweibüros überhaupt möglich. terte Nutzung des Gebäudemodells ist es grundlegend, dass jeder, der an diesem Modell arbeitet, auch die Arbeits- und Denkprozesse der anderen Beteiligten versteht. Nur so ist eine sinnvolle, BIM-basierte Projektarbeit mit mehreren Fachbüros überhaupt möglich. Fehlt hier das Verständnis, sind spätere Fehler vorprogrammiert,

Bild 1. Das aktuelle BIM Projekt bei AS&P: Planung des MCI Headquarters mit geplanten 55.000 qm

da die BIM-Methode auf Zusammenarbeit und der Verwendung eines Gebäudemodells für alle beruht. Auch die vorhandene technische Infrastruktur muss den notwendigen Anforderungen genügen. So müssen zum Beispiel die verwendeten Workstations eine ungleich stärkere Leistung und Geschwindigkeit haben als für rein zweidimensionale CAD-Anwendungen. Auch muss die komplette Backend Infrastruktur schnell genug und ausreichend dimensioniert für größere Datenmengen sein. Denn diese können je nach Projekt sehr schnell durch eingebundene Punktewolken wachsen und erfordern dann sehr hohe Speicherkapazitäten und Übertragungsgeschwindigkeiten. Für die Zusammenarbeit mit Fachplanern, dem Auftraggeber oder aber Projektteammitgliedern, die nicht am gleichen Ort sind, ist eine leistungsfähige Kommunikationsinfrastruktur mit vielfältigen Optionen wichtig. BIM

Bild 2. 2012 wurde AS&P mit dem Masterplan MCI BUSINESSPARK in Riad beauftragt

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Bild 3. Der Architekturauftrag aus dem Masterplan: Die Hauptgeschäftsstelle des Handels- und Industrieministeriums (MCI) (Abb.: 1 + 3 AS&P – Albert Speer & Partner, Frankfurt am Main; Visualisierung: HHVISION, Köln, 2 Albert Speer & Partner)

lebt mit und durch diese Kommunikationsprozesse. Erfolgt eine internationale Zusammenarbeit, sind z. B. Videokonferenzen und Screensharing wirksame Werkzeuge, um trotz großer Entfernungen Zusammenarbeit und Abstimmungen zu beschleunigen.

Die Umsetzung von BIM Durch seine Funktion als Ersteller des Gebäudemodells und als Koordinator der Fachplaner sollte der Architekt alle Beteiligten, die Prozesse und die damit verbundenen Bedürfnisse kennen. Dies und die Eigenschaft des parametrischen Modells, weitere Daten zu enthalten, lassen die Pflege der Modellparameter durch den Architekten sinnvoll erscheinen, der damit die Verantwortung und Datenhoheit übernimmt. Für den Architekten und die Fachplaner ist es somit wichtig, am Anfang eine Abstimmung über die im Modell benötigten Daten zu treffen. In diesen sollten auch die Anforderungen des Auftraggebers z. B. im Bereich Facility Management enthalten sein. Dies ist nicht nur eine Erfahrung aus der IT: Je mehr Daten in einem Modell enthalten sind und je mehr verschiedene Akteure in einem Je mehr Daten in einem Modell enthalten Projekt beteiligt sind, sind und je mehr verschiedene Akteure in desto wichtiger ist eine einem Projekt beteiligt sind, desto wichtiAbstimmung zu Beginn ger ist eine Abstimmung zu Beginn des gedes gesamten Projektes. samten Projektes. Änderungen, die später erfolgen, sind sehr schwierig und nur mit viel Aufwand zu realisieren. Verantwortlich für diese Datenstruktur und die späteren Pflege der Daten ist der BIM-Koordinator. Dessen Aufgaben – wie Datenmanagement, Koordinierung der Datenerfassung und Abgleich der gemeinsame Schnittstellen der Software mit Partnern – machen, zusätzlich zu den technischen Anforderungen, die starke Verflechtung und Prozessintegration der IT in die BIM-Methodik deutlich. Die IT muss heute alle Prozesse und Anforderungen in sämtlichen Abteilungen in einem Unternehmen kennen und unterstützen. Dies hilft nicht nur bei der Umsetzung täglicher Aufgabenstellungen, sondern auch bei der Realisierung von BIM.

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Viele der möglichen Probleme wurden in der IT schon in anderen Bereichen behandelt und es wurden bereits Lösungen gefunden. So gibt es mit den Daten des parametrischen Gebäudemodells Probleme, die z. B. in gleichem Fall bei Datenbanken auftreten. Die Definition aller wichtigen Parameter zu Projektbeginn, die Vergabe eindeutiger Identifikationsnummern für jedes Element und jeden Raum, das Festlegen von Standards für einen reibungslosen Datenaustausch mit anderen Programmen sind nur einige davon, die auch die Durchführung und Implementierung der BIM-Methode in einem Projekt erleichtern. Für die Arbeit mit Fachplanern und anderen Beteiligten ist die Schnittstellenthematik ein weiterer wichtiger Punkt. Daten müssen weitergegeben und wie- Die IT muss heute alle Prozesse und Anforder eingepflegt werden derungen in sämtlichen Abteilungen in und ein zusätzlicher einem Unternehmen kennen und unterstütAufwand an Datenma- zen. Dies hilft nicht nur bei der Umsetzung nagement entsteht. Be- täglicher Aufgabenstellungen, sondern nutzen alle das gleiche auch bei der Realisierung von BIM. Programm, ist es unkompliziert möglich. Beachtet werden muss nur der Prozess des Zusammenführens. Doch der Zustand, dass alle die gleiche Software verwenden, trifft in der Praxis leider selten zu. Schon zu Projektbeginn sollte daher geklärt werden, wie kompatibel die verwendete Software ist und es ist eine Einigung darüber zu erzielen, dass die Beteiligten nur kompatible Softwarelösungen verwenden. Die Probleme mit dem Datenaustausch über die IFC-Schnittstelle erinnern an die Probleme, die früher häufig beim Tausch von dwg/dxf Dateien auftraten. Bei zwei verschiedenen Softwareherstellern ist die Fehleranfälligkeit hoch, ein Prüfen der Daten ist dann immer notwendig und bei der gesteigerten Komplexität sehr zeitaufwändig. Durch den Idealzustand bei BIM, die gleichzeitige Arbeit aller Beteiligten an einem Gebäudemodell, werden Änderungen der Fachplaner für den Architekten direkt sichtbar und er kann sofort reagieren. Hierzu ist ein Server vorgesehen, der allen Beteiligten Zugriff erlaubt, ein BIM in der Cloud. Dieser Idealzustand ist in der Praxis durch das schwierige Zusammenspiel zwischen Software und Schnittstellen im Augenblick leider schwer zu realisieren und nur möglich, wenn im Projekt Idealbedingungen herrschen: alle nutzen die gleiche Software, haben eine sehr gute technische Ausstattung und sind in Sachen BIM erfahren. Dennoch sind die Vorteile unbestritten: Direkte Zusammenarbeit, kein lästiger Export/Import mehr, alles erfolgt live und direkt im Modell. Für den BIM-Koordinator, aber auch für die Technik ist dieser Teil seiner Arbeit eine sehr große Herausforderung, aber mit zukünftigen technischen Entwicklungen bald leichter realisierbar.

Vorteile durch BIM für den Architekten Dadurch, dass der Architekt via BIM ein permanent aktuelles Modell seines Entwurfes erhält, kann er dieses sofort und ohne große Zusatzarbeit für Renderings nutzen. Auch Fassaden sind in der Software als Ansicht direkt vorhanden und müssen nach Änderungen im Modell nicht immer wieder neu erstellt werden.

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Die Zusammenarbeit mit den Fachplanern wird ihren möglichen Einsatzzweck und die Auswirkungen abebenso verbessert. Sind in der Zeit vor BIM Entwürfe schätzen. durch notwendige TGA-Elemente oder baustatische AnforFolgende Trends können im Zusammenhang mit BIM derungen häufig erst spät geändert worden, ist eine Be- interessant werden: rücksichtigung dieser Gegebenheiten jetzt schon in einem Generell wird durch das cloudbasierte Arbeiten der früheren Stadium möglich. Der Haustechniker z. B. kann technische Fortschritt in diesem Bereich stark forciert, was schon mit einem frühen Modell in seiner Software Aussa- dem serverbasierten Zusammenarbeiten bei BIM zum Vorgen über die wahrscheinliche Dimensiteil gereichen wird. onierung und damit den Platzbedarf Die Entwicklung von 3D-Druckern Aber warum nur ein Modell zur Ansicht, liefern. Der Architekt kann diese Daten wird auch stark voranschreiten.* Damit wenn mit VR-Brillen in Zukunft ein Begedann ohne Verzögerung in der Geomekann ein schnelles Erstellen von Mohen des Gebäudemodells mit dem Kunden trie des Gebäudemodells berücksichtidellen aus dem vorhandenen virtuellen und dem Architekten gemeinsam möglich gen. Gebäudemodell realisiert werden. ist, um so ein direktes Erlebnis des GebäuDies rationalisiert den Planungs- des vor dem Bau zu haben? Aber warum nur ein Modell zur prozess und erspart Überraschungen bei Ansicht, wenn mit VR-Brillen in Zuder Umsetzung, wenn Ideen und Vorkunft ein Begehen des Gebäudemostellungen plötzlich an technischen Gegebenheiten schei- dells mit dem Kunden und dem Architekten gemeinsam tern können. möglich ist, um so ein direktes Erlebnis des Gebäudes vor dem Bau zu haben?

Ausblick

BIM ist eine Methodik, die sich schon alleine durch den Fortschritt der verwendeten Software selbst weiterentwickeln wird. Wichtig für ein Architekturbüro ist hierbei, der Entwicklung zu folgen und am Ball zu bleiben. Als IT Entscheider muss man die relevanten technischen Neuerungen in allen Bereichen beachten, sie auf

Dipl.-Ing. Michael Kirchgessner, CIO AS&P – Albert Speer & Partner GmbH

Weitere Informationen: www.as-p.de/IT www.kirchgessner.de

Best iTWO Practicing Contractor of 2013 in Germany granted to

Wolff & Müller Holding GmbH & Co. KG by Prof. Martin Fischer and RIB Group

Fortschritt durch Digitalisierung des gemeinsamen Bauens. www.wolff-mueller.de

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Die Architektin, der ziemlich lockere IFC-Standard und simplebim IFC als Eingabeformat für thermische Gebäudesimulation Es sollte alles sehr einfach ablaufen. Die Architektin speichert ihr Model im IFC-Format und liefert diese IFC-Datei dem Energieplaner, der sie in sein Gebäudesimulationsprogramm einliest. Was könnte da schon schief gehen? Um ehrlich zu sein, ist die Prognose aber nicht besonders gut … Doch mit ein wenig Verständnis für die Möglichkeiten und Bedürfnisse der Beteiligten, die Rolle des IFC-Formats und die Gegebenheiten der benutzten Software kann dieser Datenaustauch sich als durchaus nützlich erweisen. Der größte Vorteil eines effizienten Datenaustausches ist die Möglichkeit, einen besseren Entwurf zu schaffen. Man kann die verschiedenen Analysen früher, öfter und vielseitiger benutzen, und dadurch optimale Lösungen für den Entwurf finden. In dem folgenden Beispiel benutzen wir IDA-ICE* als Gebäudesimulationsprogramm und simplebim® als Lösung für den IFC-Datenaustausch (Bild 1). Die erste Voraussetzung ist, dass unsere Architektin ihr digitales Model in einer BIM Software mit IFC-Schnittstelle aufbaut. Aus diesem Modell werden Zeichnungen, Listen, Visualisierungen und unsere IFC-Datei für Gebäudesimulation erzeugt. Ein für den Datenaustausch benutztes IFCModell hat immer einen Zweck, z. B. als Eingabedaten für Gebäudesimulation, oder eventuell auch mehrere, z. B. Gebäudesimulation und Mengenermittlung. Ein IFC Model ohne jeden Zweck bleibt hingegen auch immer zwecklos … Jetzt muss sich unsere Architektin fragen, welcher Teil ihres IFC-Modells für die Gebäudesimulation relevant ist, soll man doch Daten, die für den jeweiligen Zweck nicht relevant sind, nie übertragen. Für Gebäudesimulation braucht man nur bestimmte Objekte, wie Räume, Wände und Fenster, und für jedes Objekt, zusätzlich zur Geometrie, nur bestimmte Eigenschaften, wie Raum-Name oder Fenster-Typ. Die Bedürfnisse sind viel einfacher als man sich zuerst vorstellen würde, aber dennoch: wie kann unsere Architektin wissen was in diesem Zusammenhang relevant ist? An der Uni gab es keinen Kurs dafür … Als nächstes liest unsere Architektin die IFC Datei in simplebim® ein, und wählt eine Vorlage für IDA-ICE (Bild 2). Diese Vorlage enthält die Information, welche Daten für IDA-ICE relevant sind und entfernt alle überflüssigen Objekte und Eigenschaften aus dem IFC-Modell. Jetzt sieht unsere Architektin das Model durch die Augen des Energieplaners und versteht, was dem Energieplaner wichtig ist. In ihrem eigenen Modell hat z. B. ein Fenster dutzende Eigenschaften, aber für die Gebäudesimulation in IDA-ICE braucht man nur eine einzige davon – den Fenster-Typ. Der Energieplaner benutzt den Fenster-Typ, um die Fenster mit den detaillierten thermischen Eigenschaften in der Datenbank von IDA-ICE zu verbinden. Dies ist

* IDA ICE ist ein Tool zur dynamischen Gebäudesimulation (Indoor Climate and Energy).

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Bild 1. IFC-Datenaustausch mit simplebim® und IDA-ICE

effizient und man kann die gleichen Fenster einfach zu verschiedenen thermischen Eigenschaften verbinden. Dies ermöglicht schelle Was-wäre-wenn-Szenarien durch die man den Entwurf weiterentwickeln kann. Und eben ein besserer Entwurf ist das Ziel dieser Übung. Aber kann unser Energieplaner den Daten trauen? Fehler in den relevanten Eingabedaten führen zu Fehlern in der Analyse, und dies beeinflusst die Qualität des Entwurfs. Die richtige Lösung lautet, dass unsere Architektin professionelle Haftung für die IFC-Datei übernimmt. Das ist ja sowieso der Fall für Zeichnungen und andere Dokumente, warum sollte es für IFC-Modelle anders sein? Da kann es unserer Architektin aber schon mulmig zumute werden. Zum Glück wissen wir schon, welche Daten relevant sind und haben alle überflüssigen Daten aus dem Modell entfernt. Die Frage stellt sich jetzt schon viel gezielter: Kann man den relevanten Daten trauen, z. B. ist der Fenster Typ für alle Fenster in diesem IFC-Modell in Ordnung? An diesem Punkt ist es wichtig, den Unterschied zwischen Modell-Qualität und Entwurfs-Qualität zu verstehen. In diesem Schritt sind wir ausschließlich an der Modell-Qualität für einen bestimmten Zweck interessiert. Wir

Bild 2. Einlesen eines IFC-Models in simplebim mit IDA-ICE-Vorlage

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suchen die Antwort auf eine einzige, gezielte Frage; kann dieses IFC-Modell als Eingabe zur Gebäudesimulation benutzt werden? Eine positive Antwort besagt eindeutig, dass unsere Architektin in diesem Fall ihre Arbeit getan hat und auch, dass sie ohne weiteres die professionelle Haftung für ihre Arbeit übernehmen kann. Niemand wird später die Modell-Qualität dieser IFC-Datei bestreiten. Die Entwurfs-Qualität kommt erst mit der Gebäudesimulation ins Spiel. Um die etlichen Analysen, die zur Gebäudesimulation gehören, durchzuführen, braucht der Energieplaner, zusätzlich zum IFC-Modell unserer Architektin, auch andere Eingabedaten, so wie thermische Eigenschaften der Bauteile, Wetterdaten und Zeitpläne für die Benutzung verschiedener Räume. Es ist klar, dass unsere Architektin für diese Entscheidungen und deren Resultate nicht verantwortlich sein kann. Die Resultate der verschiedenen Analysen beantworten uns Fragen über die Qualität des Entwurfs, z. B. über den jährlichen Energieverbrauch oder die Innentemperaturen verschiedener Räume am kältesten Tag des Jahres (Bild 3). Zurück in simplebim® kümmert sich unsere Architektin um die Qualitätskontrolle der Fenster-Typ-Eigenschaft. Sie sieht, ob alle Fenster überhaupt einen Fenster-Typ haben und eine Liste aller Fenster-Typ-Werte, die in diesem IFC-Modell vorhanden sind. Durch das Auswählen eines Fenster-Typ-Wertes aus der Liste, sieht sie in der 3D-Ansicht alle Fenster mit dem gewählten Wert. Hat man sich im Projekt schon auf bestimmte Fenster-Typ-Werte verständigt, kann diese Liste in die Vorlage übernommen werden. In diesem Fall kann simplebim® unsere Architektin sogar warnen, falls das IFC-Modell nicht vereinbarte Werte für den Fenster-Typ enthält. Mit dem Programm kann man auch feststellen, ob das Modell überhaupt Raum-Objekte beinhaltet, welche Geschosse in IDA-ICE analysiert werden können, ob es Duplikate bei Objekten oder sich überschneidende Räume gibt usw. … So weit so gut. Wäre der Datenaustausch mit IFC völlig standardisiert, wären wir schon am Ziel. IFC ist aber ein ziemlich lockerer Standard – oft mit mehreren Möglichkeiten, die gleichen Daten zu übertragen. Auch die verschiedenen Arten, wie man eine BIM-Software benutzen kann, beeinflussen das IFC-Modell, das aus einem Programm erzeugt wird. Es ist eine Aufgabe, die relevanten Daten mit richtigen Werten in das IFC-Modell zu bringen, und eine andere Aufgabe, die richtigen Datenstrukturen in IFC zu benutzen. Es könnte z. B. sein, dass unser Fenster-Typ in dem IFC-Modell vorhanden ist, aber nicht gerade da, wo IDA-ICE nach dieser Information sucht. In diesem Falle ist es für IDA-ICE so, als wäre diese Information gar nicht vorhanden. In simplebim® sieht unsere Architektin, durch das Auswählen der IDA-ICE-Vorlage, dass der Fenster-Typ in IDA-ICE nicht sichtbar ist, obwohl sie sich ganz sicher ist, dass sie diese Information in das Modell eingegeben hat. Sie findet die gesuchte Information in einer anderen Eigenschaft, z. B. FensterName, und überträgt die Information mit simplebim® in die richtige Eigenschaft, womit das Problem gelöst ist. Endlich ist alles in Ordnung. Wir haben ein IFC-Modell das nur relevante Daten für die Gebäudesimulation beinhaltet. Alle relevanten Daten sind auch hinsichtlich Modell-Qualität überprüft. Unsere Architektin kann jetzt die professionelle Haftung für das IFC-Modell übernehmen und unser Energieplaner kann dem Modell als Grund-

Bild 3. Kontrolle der Modell-Qualität in simplebim® (Abb.: datacubist)

lage für die Gebäudesimulation vertrauen und wenn das Modell schließlich in IDA-ICE eingelesen wird, funktioniert es technisch wie erwartet. Der Prozess war auch nicht allzu kompliziert. Es unterscheidet sich letztendlich nicht sehr viel von dem, wie man Zeichnungen und andere Dokumente erzeugt und verteilt. Man muss einfach die jeweiligen Anforderungen und die Methoden dazu kennen, um zu überprüfen, dass die Anforderungen erfüllt werden. Mit IFC ist man diesbezüglich auch in einer besseren Lage, denn verglichen mit Dokumenten bietet ein IFC-Modell viel bessere Möglichkeiten, die Anforderungen automatisch oder halb-automatisch zu überprüfen. Doch unsere Geschichte sollte eigentlich schon viel früher als beim ersten Datenaustausch anfangen. Ein fachgerecht durchgeführter IFC-Datenaustauch ist wertvoll und alle Beteiligten sollten davon profitieren, um die wirkliche Motivation zu gewinnen, den Datenaustausch, wie zuvor beschrieben, fach- und sachgerecht durchzuführen. Unsere Architektin mag ja eine Idealistin sein, und all dies von ganzem Herzen tun, doch darauf können wir uns nicht verlassen. Aber siehe da: An dieser Front gibt es gute Nachrichten. Wie wir gerade erfahren haben, hat der Datenaustausch vom Architekt zur Gebäudesimulation im IFC-Format einen klaren Zweck und klare Anforderungen. Dadurch wird es möglich, diesen Austausch in einem Vertrag eindeutig festzulegen und sich im Voraus auf die damit verbundene Arbeit, Honorare und Haftungen zur Zufriedenheit aller Beteiligten zu verständigen. Jetzt können wir im Voraus die richtigen Leute und Methoden für die Arbeit wählen und unseren Zeitplan realistisch aufstellen. Was denken Sie jetzt, würde passieren, wenn wir diesen IFC-Datenaustausch ohne jede Vorbereitung und ohne Verständnis für die Anforderungen der Gebäudesimulation und der IFC-Schnittstelle von IDA-ICE versuchen würden? Man sollte sich gar nicht wundern, wenn es so nicht wie erwartet funktioniert, denn IFC ist kein Zaubermittel. Doch mit ein wenig Verständnis, Vorausplanung und Software wie simplebim® sieht alles schon viel sonniger aus. Und wer sich die Mühe macht, diesen Datenaustausch richtig in Griff zu bekommen, wird es am Ende ohne Zweifel professionell und finanziell lohnend finden. Jiri Hietanen Weitere Informationen: www.datacubist.com

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BIM in Architektur und TGA

Die Branche wächst zusammen BIM in der TGA-Branche – Herausforderungen, Potentiale und aktuelle Softwarelösungen BIM wird häufig einfach als Synonym für ein 3D-Gebäudemodell verstanden. Doch die Idee des BIM-Konzepts umfasst viel mehr und steht u. a. auch für eine ganzheitliche Informationsressource aller am Bau Beteiligten. Neben einem gemeinsamen 3D-Modell gehören beispielsweise auch Schemata, 2D-Zeichnungen, Tabellenkalkulationen, Beschaffungsdatenbanken, technische Daten in Dokumenten, Bauunterlagen, Kennzeichnungen, Bewilligungs- und Prüfprotokolle, Baustellenfotos sowie Wartungsinformationen und Betriebsanweisungen zum Grundgedanken von BIM. Schließlich geht es mit um die inneren Werte des Gebäudes, wodurch der Fokus im Folgenden auch auf die technische Gebäudeausrüstung (TGA) gelegt wird. Hierbei können gerade durch die gewerkeübergreifende Planung Synergieeffekte zwischen den einzelnen Phasen vom Entwurf über die Konstruktion bis hin zum Betrieb geschaffen werden. Auch die Überwindung traditionell isolierter Projektphasen kann dazu beitragen, Doppelarbeit zu verringern, Fehler zu vermeiden und die Zusammenarbeit zu erleichtern. Seit Einführung der EDV in der TGA vor über 20 Jahren diskutiert man Ansätze, die heute unter der Bezeichnung „BIM“ durch leistungsfähigere Hard- und Software nun immer praxistauglicher werden. BIM ist laut Definition eine Arbeitsweise und hat das Ziel, möglichst viele realitätsgetreue Daten und ganzheitliche Gebäudeinformationen, die während des Planungsprozesses erforderlich sind, in einer Datenbank zu sammeln, und diese über den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes auf vielfältigste Weise zu nutzen. Mögliche Anwendungen für diese Gebäude-Datenbank sind neben Visualisierungen, Energetischen Simulationen und FacilityIm Prinzip geht es um kollaborative ArbeitsManagement auch die abläufe aller am Bau Beteiligten, sodass Beschreibung von Kaüber alle Disziplinen hinweg eine engere wie auch ortsunabhängige Zusammentastrophen-Szenarien arbeit stattfindet, und das stets mit dem oder die Navigation zu aktuellsten Stand des Gebäudemodells gePersonen oder Dingen arbeitet wird. im Gebäude. Am Ende kann auch der Rückbau inklusive Recycling besser organisiert werden, wenn alle Qualitäten und Quantitäten der verwendeten Baustoffe perfekt verwaltet worden sind. BIM zielt also auf ein „Lifecycle-Management“ für Gebäude ab. Durch eine koordinierte Planung von Anfang an, kommt es zu weniger kostspieligen Überraschungen während des Baufortschritts, was zu mehr Planungssicherheit bei Terminen und Kosten führt. Im Prinzip geht es um kollaborative Arbeitsabläufe aller am Bau Beteiligten, sodass über alle Disziplinen hinweg eine engere wie auch ortsunabhängige Zusammenarbeit stattfindet, und das stets mit dem aktuellsten Stand des Gebäudemodells gearbeitet wird. Beispielsweise können notwendige Umgestaltungen des Architekten Änderungen an der Statik bedingen, und diese Veränderungen können sich wiederum auf weitere Gewerke auswirken. Veränderungen an der Fassade könnten zu einer an-

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deren Heiz- und Kühllast führen, welche unberücksichtigt eine Über- oder Unterdimensionierung der gebäudetechnischen Anlage zur Folge hätte. Gerade in Zeiten immer teurer werdender Rohstoffe hat die genaue Dimensionierung großer wie kleiner Anlagen direkt spürbare Auswirkungen auf die Investitionskosten wie auch die Folgekosten. Und zu Recht sind mittlerweile die Betriebskosten im Mittelpunkt des Interesses angelangt. Das Prinzip „Viel hilft viel“ wird durch den Anspruch der punktgenauen Dosierung beim Einsatz jeglicher Energie abgelöst.

Ein gemeinsames Gebäudemodell? Durch ein gemeinsames Datenmodell kann Innovationspotenzial freigesetzt werden. Das engere Zusammenspiel verschiedener Gewerke und Disziplinen ermöglicht es, zu neuen Lösungsansätze zu kommen, die bei getrennter Erarbeitung nicht zustande kommen würden. Allerdings er-

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fordert das von allen Beteiligten von Beginn der Planung an einen höheren Detaillierungsgrad. Ideal wäre nun tatsächlich eine einzige Software, die es für alle Gewerke in der notwendigen Detailtiefe, mit spezifischen Berechnungen und natürlich optimalem Benutzerkomfort gestatten würde, gemeinsam an einem einzigen Datenmodell des Projektes zu arbeiten. Um es vorweg zu nehmen: Solch eine Lösung gibt es nicht. Da sind die Ansprüche an die branchenspezifischen Softwarelösungen mittlerweile doch zu hoch, als dass ein Softwarehersteller allein diese in absehbarer Zeit umsetzen könnte. Außerdem ist die Wahrscheinlichkeit, dass durchweg nur eine einzige Software von allen Beteiligten eingesetzt würde, sehr gering. Daher stellt das Zusammenführen der Daten der verschiedenen fachspezifischen Ideal wäre eine einzige Software, die es Softwarelösungen auf für alle Gewerke in der notwendigen Deübergeordneter Ebene tailtiefe, mit spezifischen Berechnungen die derzeitige Herausund natürlich optimalem Benutzerkomfort forderung für das BIMgestatten würde, gemeinsam an einem einKonzept dar. Bei den zigen Datenmodell des Projektes zu arbeiHerstellern der vielfältiten. Um es vorweg zu nehmen: Solch eine gen Softwarelösungen Lösung gibt es nicht. für das Bauwesen setzt deshalb nun ein Umdenken ein. Schnittstellen wie IFC (Industry Foundation Classes), die den Datenaustausch auf dem Niveau von Objekten und Relationen unterstützen, gewinnen weiter an Bedeutung.

BIM in Deutschland Weil das Thema BIM immer mehr an Relevanz gewinnt, engagiert sich liNear im neu gegründeten BIM-Arbeitskreis des Bundesindustrieverbandes Technische Gebäudeausrüstung (BTGA), um in enger Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen die praktische Anwendung von BIM in der Gebäudetechnik genauer zu untersuchen, und daraus Leitlinien entwickeln zu können. Beteiligt sind daran der Lehrstuhl für Anlagen und Gebäudetechnik und der Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen. Noch für dieses Jahr ist ein Workshop geplant, der ein komplett auf BIM-Methoden aufbauendes Musterprojekt vorbereiten soll, dass von der RWTH Aachen wissenschaftlich begleitet wird.

BIM und die Softwarelösungen von liNear liNear hat bei der Entwicklung der Softwarelösungen für die TGA-Branche zukunftsorientiert auf CAD-Plattformunabhängigkeit gesetzt. So hat liNear bereits vor drei Jahren entschieden, dass der Berechnungskern der Rohrnetzberechnungen auf verschiedenen CAD-Plattformen einsetzbar sein soll, und zwar ohne dabei auf externe Schnittstellen zu setzen. Diese Anforderung hat nun einige Entwicklungszeit gekostet, aber im Ergebnis die Erwartungen übertroffen. Ob nun das bewährte AutoCAD, das moderne Revit oder die integrierte CAD-Lösung liNear CADinside (basierend auf Autodesk-Technologie) verwendet wird, bleibt dem Anwender überlassen. Somit kann entsprechend der jeweiligen Aufgabenstellung, der Planungsphase, der Projektanforderungen oder auch entsprechend der eigenen Arbeitsplatzausstattung das passende CAD-Werkzeug frei gewählt werden. Am vielversprechendsten ist sicherlich eine Kombination der Lösungen, um die Detailtiefe eines AutoCAD bzw. CADinside nutzen zu können, und zukunftsorientiert mit Autodesk Revit Wettbewerbsvorteile zu genießen. Die Handhabung der Berechnungssoftware bleibt dabei immer dieselbe. Dadurch kann man von Anfang an – auch ohne 3D-Modellierung – BIM-konform arbeiten. Mit liNear Analyse lassen sich bereits in der ersten Entwurfsphase z. B. Schemata oder 2D-Pläne erfassen und berechnen, und man muss dafür nicht erst ein aufwendiges 3D-Modell erstellen. Mithin muss auch in frühen Projektphasen der Anlagenplanung nicht auf einen hydraulischen Abgleich verzichtet werden, und man erhält zu jedem Zeitpunkt des Projektverlaufs optimale und technisch korrekte Ergebnisse. Die einzelnen Analyse Module Heating, Cooling, Ventilation, Potable Water, Waste Water und Gas gliedern sich nahtlos in die unterschiedlichen CAD-Plattformen ein und können nativ auf die CAD-Daten zugreifen. Änderungen am CAD-Modell haben dementsprechend auch direkte Auswirkungen auf die Berechnungsergebnisse. Zudem kann man auch bei der 3D-Anlagenkonstruktion frei entscheiden, ob man auf das parametrische Konstruktionsverfahren von Revit setzen oder unter AutoCAD den großen Funktionsumfang der liNear Design 3D-Programmfamilie nutzen will. Auf die leistungsfähigen Rohrnetzberechnungen muss in keinem Fall verzichtet werden. Bereits seit zwei Jahren erweitern die liNear Routing & Content Tools des Herstellers die Benutzerfreundlichkeit von Revit beim Entwerfen von Rohr- und Luftkanalsystemen. Als liNear-Anwender ist man einen hohen Komfort beim Erstellen von gebäudetechnischen Planungen gewohnt. Jahrzehntelange Erfahrungen in der Branche und mit AutoCAD haben die Messlatte für neue Systeme hoch gehängt. Damit Konstruktionen in Revit leichter gelingen, sind einige Werkzeuge,

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erfüllt werden. Das gemeinsame 3D-Modell muss möglichst realitätsnah von allen Beteiligten geplant und konstruiert werden, und zudem auch physikalisch korrekt berechenbar sein. Betrachtet man beispielweise die gewerkeübergreifende Anlagenkonstruktion, dann wird schnell klar, dass es auf eine millimetergenau Konstruktion ankommt, um bereits am CAD-Modell Konflikte und Kollisionen erkennen zu können. Planungssoftware, die eher auf einem abstrakten Niveau mit vereinfachten Annahmen und ohne konkrete Produktspezifikation arbeitet, wird für BIM-konformes Arbeiten nicht den Input liefern können, der gefordert ist. Vor diesem Hintergrund bekommt auch ein anderes Datenaustauschformat neuen Rückenwind: Über den Produktdatenaustausch in der TGA nach VDI 3805 können Komponentenhersteller Geometrie- und Berechnungsdaten in einem Standard-Format anbieten, welches von den Softwarehäusern zunehmend unterstützt Heizzentrale Marienhaus Klinikum St. Elisabeth (Abb.: liNear) wird. liNear hat als Softwarehersteller frühzeitig auf die realistische und millimetergenaue Anlagenplanung gesetzt die aus dem liNear Desktop und den liNear Design 3D- und für die Industrie ein Materialmanagementsystem entProdukten bekannt sind, für Revit portiert worden. Die li- wickelt. Mit der Kombination aus Zeichnung und BerechNear Routing & Content Tools sind kostenfrei im Autodesk nung basierend auf den CAD-Produkten von Autodesk Exchange Store erhältlich. wurde über die letzten 20 Jahre ein umfangreiches ProFür die volle BIM-Power bietet liNear passend zur duktportfolio zusammengestellt. Building Design Suite von Autodesk (beinhaltet AutoCAD liNear-Anwenderzitat aus Fachartikel im „Heizungsund Revit) für die TGA-Branche die liNear Analyse Suite journal 2014, Ausgabe 4–5, S. 66“, H.I.T GmbH: „Die gean, ein Paket aus den Rohrnetzberechlungene Integration von Bauteilen, Arnungen, das beide CAD-Plattformen maturen und Komponenten namhafter Planungssoftware, die eher auf einem abunterstützt. Die liNear Building für Hersteller in die Zeichenbibliothek war strakten Niveau mit vereinfachten AnnahNachweise und Auslegungen u. a. der das ausschlaggebende Kriterium für men und ohne konkrete Produktspezifika Heiz- und Kühllast ist seit jeher als den Geschäftsführer des Unterneharbeitet, wird für BIM-konformes Arbeiten Standalone-Softwarelösung plattfor- nicht den Input liefern können, der geformens, in die Softwarelösung von liNear munabhängig und kann nun mithilfe dert ist. zu investieren. Mit diesen Werkzeugen der neuen Schnittstelle Building Revit ausgestattet, ist es möglich, vor allem in Interface neben dem AutoCAD auch der Planung von Technikzentralen demit Revit verbunden werden, um direkt die Daten des Ar- tailgetreue Montagepläne zu erstellen. Die nahezu realistichitekturmodells zur weiteren Berechnung zu nutzen und sche Darstellung von Pumpen, Ventilen, Brandschutzklapausgelegte Heizkörper beispielsweise automatisiert in das pen, Luftauslässen und anderen Bauteilen überzeugen CAD-Modell einzeichnen zu lassen. nicht nur in gerenderten Darstellungen, sondern sind insbesondere wichtig in der Konstruktion von Zentralen.“ Bauteilinformationen Umfangreiche Produktbibliotheken und Datensätze mit 3D-Modellen für Kessel, Pumpen, Armaturen, RohrleiDamit die bisher aufgezeigten Vorteile von BIM auch in tungssysteme u.v.m. von namhaften Herstellern werden der Praxis greifen können, muss eine weitere Anforderung regelmäßig in Kooperation mit der Industrie aktualisiert und stehen zur direkten Verwendung in der Planung unter www.linear.eu zum Download bereit.

Fazit Der Planungsprozess wird sich mittel- und langfristig ändern müssen. War es vor 20 Jahren der Umstieg vom Zeichenbrett zum CAD-System, so wird nun der Anteil an Integration von Konstruktion, Berechnung und Simulation realistischer Anlagenmodelle zunehmen, und damit dem Building Information Modeling weiter Vorschub leisten. Der Einstieg in die 3D-Planung sollte also nicht mehr allzu lange verschoben werden, damit man zukünftig beim Thema Gebäudemodell nicht nur mitreden, sondern auch mitarbeiten kann. Matthias Kieltyka

Sie wünschen Sonderdrucke von einzelnen Artikeln aus einer Zeitschrift unseres Verlages? Bitte wenden Sie sich an: Janette Seifert Verlag Ernst & Sohn Rotherstraße 21, 10245 Berlin Tel +49(0)30 47031-292 Fax +49(0)30 47031-230 E-Mail Janette.Seifert@wiley.com www.ernst-und-sohn.de/sonderdrucke 1009106_dp

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BIM in Bauunternehmen

BIM-Pionier im Mittelstand Wie das mittelständische Bauunternehmen WOLFF & MÜLLER die größte Herausforderung der Informations-, Prozess- und Kommunikationsstrukturen annimmt An der Beantwortung der Frage, wie schnell und umfassend sich BIM in der Baubranche durchsetzen wird, haben mittelständische Bauunternehmen maßgeblichen Anteil. Zum einen, weil sie das Bauwesen in Deutschland prägen. Zum anderen, weil sie besonders viel Erfahrung im Austausch mit den unterschiedlichsten Disziplinen am Bau haben, insbesondere in der engen Zusammenarbeit mit externen Planungspartnern. Gerade an diesen Schnittstellen zeigen sich die Stärken von BIM: Planung, Bauausführung und Betrieb können besser ineinander greifen. Das macht den Bauprozess effizienter, vermeidet Fehler und erhöht die Termin- und Kostensicherheit. Das mittelständische Bauunternehmen WOLFF & MÜLLER hat das Potenzial von BIM schon vor rund sechs Jahren erkannt und die neue Arbeitsmethode seither schrittweise im Unternehmen verankert. Das Familienunternehmen gehört somit zu den Vorreitern des digitalen Bauens. Als „Best iTWO Practicing Contractor of 2013 in Germany“ führt es mittlerweile fast jedes Hochbauprojekt zumindest teilweise mit BIM durch. Der Beitrag fasst die Motivation und die bisherigen Erfahrungen des Stuttgarter Unternehmens mit BIM zusammen und zeigt, wo die Methode derzeit in der Praxis noch an Grenzen stößt. Die frühe Beschäftigung mit BIM hängt mit der Unternehmensstrategie von WOLFF & MÜLLER zusammen, Bauherren schon in der Planungsphase zu begleiten und Ausführungskompetenz einzubringen. BIM ist dafür ein gutes Kalkulations- und Steuerungsinstrument. Im Industriebau wünschen sich Bauherren eine größtmögliche Transparenz, die auch die Simulation des Bauablaufs einschließt. Außerdem wird immer mehr im Bestand gebaut – BIM macht Risiken am Bau beherrschbarer. und bei BestandserweiNicht zuletzt ist BIM die optimale Grundterungen wollen Auflage für nachhaltiges Bauen traggeber die benötigten Mengen, Zeit und Kosten besonders exakt einschätzen können. BIM macht Risiken am Bau beherrschbarer. Nicht zuletzt ist BIM die optimale Grundlage für nachhaltiges Bauen, einen Schwerpunkt des Mittelständlers aus dem Schwäbischen. Beispielsweise lassen sich die Bewertungssoftware der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) oder ökologische Baustoff-Datenbanken mit dem Gebäudemodell verknüpfen. Das ermöglicht dem Projektteam, schon früh Aspekte der Nachhaltigkeit zu berücksichtigen und zu zeigen, wie sich diese auf das Planen, die Bauausführung, die Bauzeit und die Kosten auswirken.

Schrittweise Einführung – Software: Die technischen Voraussetzungen für BIM schuf das Unternehmen bis 2011 durch die Umstellung vom Vorgängersystem ARRIBA auf die 5D-Softwarelösung iTWO von RIB. Für die Erstellung von 3D-Modellen fiel die Wahl auf das CAD-System Revit Architecture von

Bild 1. Eines der Projekte, die Wolff & Müller derzeit mit BIM abwickelt, ist das a-ja Resort in Grömitz

Autodesk. Um den Mitarbeitern den Einstieg in die modellbasierte Arbeitsweise zu erleichtern und Programmieraufwand zu vermeiden, wurden Inhalte wie VOB-Attribute von Bauteilen von einem externen Partner (htG hartmann technologies) eingekauft. – BIM-Kompetenz: Aus Fachleuten für IT und für Arbeitsvorbereitung entstand ein internes BIM-Experten-Team, das die verschiedenen Standorte bei der Umstellung auf BIM begleitet. Das Team ist der Gruppe Bauprozessmanagement im zentralen Design & Engineering Center zugeordnet, auf das alle Geschäftsbereiche zugreifen können – vom Roh- und Schlüsselfertigbau über den Ingenieurbau bis zum Tief-, und Straßenbau. Schulungen und Workshops sorgen für die Akzeptanz der neuen Arbeitsmethode bei den Mitarbeitern. Allein im letzten Jahr wurden rund 150 Mitarbeiter geschult. Durch die enge Zusammenarbeit mit der Universität Stuttgart – z. B. im Mastermodul „Bauprozessmanagement in der Praxis“ – will das Unternehmen BIM auch bei Studenten bekannter machen und Nachwuchskräfte sichern. Um Standards und Lösungen für BIM mit voranzutreiben, engagiert man sich in der Organisation buildingSMART und in der Initiative „Deutschland baut“, welche die Innovationskraft der Branche öffentlich sichtbar macht. – Musterprojekt: Um ein Verständnis für das Gesamtkonzept BIM zu entwickelten, sammelte WOLFF & MÜLLER zunächst Erfahrungen in Teilbereichen. Erster BIM-Pilot war 2010 das B&B Hotel in Heilbronn, das schlüsselfertig erstellt wurde. In dieses Musterprojekt flossen Die während der Testphase errechneten auch weitere Ansätze Mengen stimmten exakt und die modelldes digitalen Bauens basierte Arbeitsweise wurde seitens der wie das 3D-Laserscan- Mitarbeiter sehr gut angenommen.

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BIM in Bauunternehmen

2016 eine Büroimmobilie in zwei Gebäudeabschnitten: einer sechsgeschossigen und einer elfgeschossigen Immobilie. Als Generalunternehmer wickelt das Bauunternehmen auch dieses Projekt mit BIM ab. – Ausbildungszentrum in Stuttgart: Für einen großen Automobilhersteller baut WOLFF & MÜLLER bis 2015 ein Zentrum für mehr als 500 Berufsanfänger. Der Neubau bündelt die Ausbildung der technischen und kaufmännischen Berufsbilder sowie dualer Studiengänge unter einem Dach. Bei diesem Projekt wird BIM besonders umfassend eingesetzt. Alle Beteiligten – Architekt, Tragwerksplaner, TGA-Planer und Bauunternehmen – arbeiten am gleichen Modell. WOLFF & MÜLLER stellt dafür die Cloud zur Verfügung und übernimmt die Koordination. Über ein Webportal können alle Partner auf die gleiche Projektstruktur zugreifen. Ein Citrix-Client ermöglicht ihnen, die CAD-Software auf dem unternehmenseigenen Server zu nutzen.

Einsatzgebiete und Erfahrungen

Bild 2 a + b. Für jedes einzelne Bauteil lassen sich umfangreiche Informationen hinterlegen und mit Hilfe des Ceapoint Viewers abrufen

ning mit ein. Fazit unter anderem: Die während der Testphase errechneten Mengen stimmten exakt und die modellbasierte Arbeitsweise wurde seitens der Mitarbeiter sehr gut angenommen.

Aktueller Stand Nach dieser schrittweisen Einführung arbeitet das Stuttgarter Familienunternehmen inzwischen so intensiv mit BIM, dass es als „Best iTWO Practicing Contractor of 2013 in Germany“ ausgezeichnet wurde. Diesen Award verleiht die RIB Software AG gemeinsam mit der Stanford University an Unternehmen, welche die Software iTWO BIM 5D besonders konsequent nutzen. In der Angebotsphase kommt BIM mittlerweile bei fast allen schlüsselfertigen Projekten zum Einsatz. Die Massenermittlung im Rohbau läuft vollständig über BIM, im Ausbau beträgt der BIM-Anteil rund 40 %. In der Ausführungsphase wird die Methode derzeit bei drei komplexen Projekten im Schlüsselfertigbau eingesetzt: – a-ja Resort in Grömitz: Im Ostseebad Grömitz entsteht bis 2015 ein a-ja Resort mit 222 Zimmern, Panorama-Restaurant und integriertem NIVEA Haus. Bauherr ist die Wellness Resort Grömitz GmbH & Co. KG, eine Objektgesellschaft der Deutschen Immobilien AG. BIM kam nicht nur in der Planungs- und Ausschreibungsphase zum Einsatz, sondern wird auch zur effizienten Steuerung der Baustelle genutzt. – Fleet Office in Hamburg: Auf einem Areal am Südkanal realisiert der Projektentwickler Becken Development bis

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BIM schafft Synergien an den Schnittstellen der Planung, Ausschreibung und Bauausführung. In jeder dieser Phasen macht sich das Unternehmen unterschiedliche Vorteile der Methode zunutze: – Planung/Akquisition: BIM ermöglicht WOLFF & MÜLLER, Immobilien in einer frühen Planungsphase virtuell abzubilden und daraus alle relevanten InforIhre Stärken kann die Methode jedoch erst mationen abzuleiten. dann entfalten, wenn alle Beteiligten am Das bedeutet mehr gleichen Modell arbeiten. Die HerausfordePlanungs- und Kostenrung liegt also darin, BIM durchgängig zu sicherheit für den Aufnutzen – gemeinsam mit allen Projektparttraggeber wie auch für nern und in allen Projektphasen. das Bauunternehmen. Ideen, Variationen und Alternativen lassen sich rechnerisch und visuell schnell umsetzen und mit dem Bauherren besprechen. Der Investor bekommt eine sehr realitätsnahe Vorstellung von dem späteren Gebäude – vor allem dann, wenn das Modell virtuell begehbar ist, einschließlich Umgebung, Ausstattung, Schattenwurf etc. – Kalkulation/Angebot: Die Erstellung eines Angebots erfordert insbesondere bei Pauschalen die genaue Ermittlung der Massen. Bei BIM ist das virtuelle Modell der Ausgangspunkt aller Schritte (Ausstattung, Bemusterung, Mengenberechnung, Leistungsverzeichnis mit Positionen, Mengenansätze, Kalkulation). Durch die zuverlässige Mengenermittlung und ein breites Spektrum an Bemusterungsdaten verbessert sich die Angebotsqualität deutlich. – Kollisionsprüfung TGA: Je später ein Fehler entdeckt wird, desto höher sind im Allgemeinen die Kosten für seine Beseitigung. Das ist besonders wichtig beim Bau medizinischer Einrichtungen mit einer anspruchsvollen HLS-, Brandschutz- und medizinischen Infrastruktur-Ausstattung. Am 3D-Modell werden Kollisionen früh sichtbar.

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Konflikte im Bereich der Ausbaugewerke lassen sich bereinigen und damit Nachbesserungsarbeiten reduzieren.

Bild 3. Der Einsatz des Modells bei Baubesprechungen verbessert die Kommunikation

– Bauablaufplanung und Steuerung der Baustelle: Durch das Zuordnen einzelner Bauteile und Positionen zu Vorgängen werden in RIB iTWO die zu planenden Aktivitäten festgelegt und damit der Bauablauf vorbereitet (Vorgangsmodell). Mit dem Datenimport der Vorgänge aus ASTA Powerproject in iTWO erhält der Planende die Basis für den Terminplan und die darauf aufbauende Bauablaufsimulation. Das 5D-Modell erleichtert auch die Steuerung der Baustelle, indem es die monatlichen Arbeiten sichtbar macht. So kann der Projektleiter den Grad der Fertigstellung verfolgen. Zusätzlich zum Soll-Ist-Vergleich der Termine bekommt er als weiteres Planungsinstrument einen Vergleich des 3D-Modells mit dem realisierten Bauwerk.

Bild 4. Der Bauablauf wird sowohl mit iTWO (links) als auch mit CeaPoint simuliert

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Bild 5. Der aktuelle Baustand lässt sich übersichtlich darstellen, z. B. (rechts) der Ist-Zustand der Kunststofffenster oder (links) ein Soll-Ist-Vergleich der Trockenbauwände

Das lässt sich unter anderem für Wirtschaftlichkeitsberechnungen und Nachträge nutzen. – Kommunikation und Baubesprechungen: BIM verbessert insgesamt die Kommunikation, weil alle Beteiligten auf der gleichen Datenbasis arbeiten. Es gibt weniger Reibungsverluste an den Schnittstellen. Kritische Punkte lassen sich am Modell visualisieren und so einfacher klären. Um das BIM-Modell „auf die Baustelle zu tragen“ und für Baubesprechungen nutzbar zu machen, stellt WOLFF & MÜLLER in den Containern Bildschirme zur Verfügung. Im Tagesgeschäft wird zudem die Software Ceapoint eingesetzt, mit der sich Details des Modells betrachten und analysieren lassen.

Fazit und Herausforderungen BIM hat das Potenzial, den Bauprozess zu verschlanken und zu verbessern. Die Methode liefert alle Daten im geplanten, laufenden und zu planenden BauproAlle Partner müssen einen gewissen Pionierzess und erhöht deren geist mitbringen und die Bereitschaft, eine Qualität. Ihre Stärken neue Arbeitsmethode auszuprobieren – mit kann die Methode jeeinem entsprechenden, unzureichend vergüdoch erst dann entfalteten Mehraufwand in der Anfangsphase.

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ten, wenn alle Beteiligten am gleichen Modell arbeiten. Die Herausforderung liegt also darin, BIM durchgängig zu nutzen gemeinsam mit allen Projektpartnern und in allen Projektphasen. Im Idealfall stellt der Architekt ein Modell, das im Zuge der weiteren Planung und Ausführung um immer mehr Die größte Herausforderung beim Bauen Informationen angerei- mit BIM ist nicht die Software. Es sind die chert wird, bis es Informations-, Prozess- und Kommunikaschließlich an den Be- tionsstrukturen. treiber übergeben wird. Mit dem aktuellen Projekt „Ausbildungszentrum in Stuttgart“ kommt WOLFF & MÜLLER diesem Ideal näher, indem BIM erstmals nicht nur intern, sondern auch in der Zusammenarbeit mit externen Partnern eingesetzt wird. Die Resonanz ist durchweg positiv, auch was die Abstimmung im Team betrifft: Für die Beteiligten ist der verbesserte Informationsfluss deutlich spürbar. Noch ist es jedoch recht umständlich, die Voraussetzungen für ein solch umfassendes BIM-Projekt zu schaffen: Alle Partner müssen einen gewissen Pioniergeist mitbringen und die Bereitschaft, eine neue Arbeitsmethode auszuprobieren – mit einem entsprechenden, unzureichend vergüteten Mehraufwand in der Anfangsphase. Das Team muss einheitliche Standards, eine einheitliche Soft-

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Bild 6. Hilfreich auf der Baustelle: die modellorientierte Leistungsmeldung in iTWO

Vorteile für WOLFF & MÜLLER durch BIM-Einsatz – Vorteile in der Akquisitionsphase durch 3D-Modellierung, 3D-Gebäudevarianten, 3D-Visualisierung, 3D-Simulation – höhere Angebotsqualität durch zuverlässigere Mengenermittlung – breites Spektrum an Bemusterungsdaten – effizienterer Datenaustausch – Grundlage für nachhaltiges Bauen und DGNB-Zertifizierungen – verbesserte Baustellensteuerung (aktuelle Pläne, aktuelle Nachträge, Einbindung Soll-Ist und WIB, Baustellen-Ablaufplanung …) – frühzeitige Konfliktbereinigung im Bereich der Ausbaugewerke HLS, Energie usw. und damit Reduzierung der Nachbesserungsarbeiten – Kostenreduzierung

ware und Arbeitsweise festlegen. Ein Partner muss die Koordination übernehmen: den Aufbau der internen und externen Projektstruktur, die Bereitstellung der Cloud usw. All das erprobt WOLFF & MÜLLER derzeit am oben genannten Pilotprojekt. Zudem baut das Unternehmen einen BIM-Planerpool auf, um sich mit „gleichgesinnten“ Partnern zu vernetzen. Damit das Bauunternehmen seine Planungspartner Software-unabhängig auswählen kann,

(Fotos / Abb.: Wolff & Müller)

müssten zuerst Standards wie ifc-Schnittstellen verbessert werden. Um Hürden für BIM weiter abzubauen, sind die zuständigen Gremien in Politik und Verwaltung gefordert. Was fehlt, ist beispielsweise die Berücksichtigung des ganzheitlichen BIM-Ansatzes in HOAI und VOB und eine verbindliche BIM-Richtlinie für Deutschland. Eine solche Richtlinie würde WOLFF & MÜLLER bei der Zusammenarbeit mit externen Partnern helfen: Es gibt immer noch große Unsicherheiten und Ängste in Bezug auf die Anwendung der BIM-Methode. Projektbeteiligte haben verschiedene Vorstellungen und Definitionen des Begriffes BIM und unterscheiden sich auch in Bezug auf den Wissensstand und die Akzeptanz der Methode. Die Richtlinie kann Klarheit und Sicherheit schaffen. Denn die größte Herausforderung beim Bauen mit BIM ist nicht die Software. Es sind die Informations-, Prozess- und Kommunikationsstrukturen. Maja Bauer, Gruppenleiterin Bauprozessmanagement, WOLFF & MÜLLER Holding GmbH & Co. KG

Weitere Informationen: www.wolff-mueller.de

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BIM in Bauunternehmen

Zukunftsszenario: Digitale Integration der Vorproduktion Vom BIM-Potenzial für die Bauwirtschaft

Bild 1. Fertigteilhalle mit Lagerung fertiger Elemente

BIM wird aktuell bei vielen Projekten in der Planung eingesetzt, erste Einsätze in der Bauausführung finden ebenfalls statt, doch ist das Potenzial damit bei Weitem noch nicht erschöpft. Die Integration der Zulieferindustrie in die digitale Prozesskette birgt zusätzliches Potenzial im Hinblick auf Qualität, Schnelligkeit und Kostensicherheit. Dazu müssen die bereits auf der Baustelle vorhandenen Daten der vorgelagerten Industrie zur Verfügung gestellt werden. Zusatzinformationen aus der Vorfertigung können im Gegenzug wieder in das Hauptprojekt übergeben werden. Die Julius Berger Gruppe nutzt die Optimierungsmöglichkeiten durch BIM gegenüber der klassischen Bearbeitungsmethode beim integrierten und interdisziplinären Arbeiten an ihren Ingenieurleistungen bereits ausgiebig. Ein Zukunftsbeispiel aus dem Fertigteilwerk. Auf alle am Bau Beteiligten kommen in der heutigen Zeit immer vielfältigere und komplexere Aufgaben zu, die mit einem höheren Wettbewerbsdruck und immer kürzer werdenden Bauzeiten einhergehen [1]. Eine Schlüsselfunktion, um Projekte effizienter zu gestalten und alle Projektbeteiligten besser zu vernetzen, kommt dabei BIM zu. Die zielgerichtete Nutzung von

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BIM-Daten stellt Planer und ausführende Unternehmen jedoch vor eine Vielzahl von neuen Aufgaben. Derzeit steht bei vielen Planern und Ausführenden die Nutzung von BIM-Daten zumeist für Planungsprozesse und Planungskoordination im Vordergrund. Aktuell sind hierbei Hauptaufgaben wie die Schnittstellenkontrolle, die Korrespondenz unterschiedlicher CAD-Software und die Einbeziehung der Daten in 5D-Modelle, die Zeit und Kosten mit berücksichtigen, zu meistern [2]. Jedoch kann man diese einmal erzeugten BIM-Daten noch viel weiter in der Prozesskette, beispielsweise im Betonfertigteilwerk (Bild 1), nutzen. Das bedeutet, dass die Schlagworte „Industrie 4.0“ bzw. „Industrieautomation“ mit Hilfe der Nutzung von BIM-Daten auch im Betonfertigteilwerk in Zukunft Realität sein werden [3]. Dabei ist die Zusammenarbeit nicht einseitig von der Planung zum Supportprozess, sondern beidseitig auslegbar. Der große Mehrwert durch BIM entsteht, wenn die einmal generierten Da- Die Schlagworte „Industrie 4.0“ bzw. „Inten von allen involvier- dustrieautomation“ werden mit Hilfe der ten Stellen weiterge- Nutzung von BIM-Daten auch im Betonfertigteilwerk in Zukunft Realität sein. nutzt werden können.

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Bild 3. Betonage von Fertigteilen in einer Fertigteilproduktionshalle

Bild 2. Fertigteil-Standardprozess mit Verbesserungspotenzial

Ausgangsszenario und aktuelle Herangehensweise Folgendes Ist-Szenario zeigt, wie aufwändig die Bestellung, Produktion und Abrechnung von Betonfertigteilen ist, da es sich bei Betonfertigteilen fast immer um Unikate handelt. Es wird hierbei von einem „klassischen“ Bearbeiten der Bestellung ausgegangen (Bild 2). Eine Baustelle bestellt bei einem Lieferanten Betonfertigteile. Diese liegen als 2D-Plan, eventuell auch als elektronische Kopie, vor. Auf der Baustelle werden aus den Unterlagen die Pläne und Angaben ermittelt, die für die Bestellung notwendig sind. Neben der Anzahl, der Geometrie und den Planunterlagen gehört dazu auch der Zeitpunkt, wann die Fertigteile auf der Baustelle verfügbar sein müssen. In der Regel erfolgt die Freigabe der Bestellung durch einen Vorgesetzten bzw. eine zweite unterschriftsberechtigte Person. Anschließend leitet die Baustelle den unterschriebenen Auftrag per Post, Fax oder E-Mail an das Fertigteilwerk weiter. Nach Prüfung der Bestellung auf Vollständigkeit wird das gewünschte Fertigteil in die Produktionsplanung

übernommen. Je nach Fortschrittlichkeit des Fertigteilwerks gibt es dabei eine elektronische oder manuelle Arbeitsvorbereitung. In beiden Fällen überprüft bzw. erstellt das Fertigteilwerk die Planung des Fertigteils. Hierzu werden Stücklisten für Einbauteile, Biege- und Bewehrungs- sowie Schalpläne erstellt. Die Herstellung der Fertigteile wird unter Vorgabe des angefragten Termins in die Fertigungsplanung des Werkes übernommen. Kommt es zu diesem Zeitpunkt zu Änderungen, sind teilweise umfangreiche Anpassungen erforderlich. Anschließend werden die Fertigteile produziert (Bild 3). Danach wird die Baustelle über die Fertigstellung informiert und die Unterlagen für die Lieferung an die Baustelle erstellt. Ist die Baustelle innerhalb des Terminplans, können die Fertigteile mit einer Spedition zum Einbauort gebracht und dort verbaut werden (Bilder 4 und 5). Besteht ein Verzug auf der Baustelle, müssen Fertigteile ggf. für längere Zeit zwischengelagert werden. Hierbei kann neben Lagerkosten auch Mehraufwand auf dem Lagerplatz entstehen, da Fertigteile eventuell mehrfach umgelagert werden müssen. Bei Übernahme der Fertigteile durch eine Spedition werden die Lieferpapiere erstellt. Des Weiteren muss sichergestellt werden, dass die Qualitätsdokumentation des Fertigteilwerkes an das Bauunternehmen respektive den Besteller übergeben wird. Die Abnahme der Fertigteile erfolgt auf der Baustelle, üblicherweise durch die Unterschrift auf dem Lieferschein. Parallel dazu stellt das Fertigteilwerk die produzierten Fertigteile in Rechnung. Hierzu werden die Daten der produzierten Elemente aufgelistet und mit den zuvor vereinbarten Preisen und sonstigen Vertragsbedingungen in der Rechnung aufgeführt. Die Rechnung wird dem Bauunternehmen zugestellt und dort auf Basis der Bautagesberichte und unterschriebenen Lieferscheine geprüft, ggf. korrigiert und anschließend für die Bezahlung freigegeben. Bei ungestörten Bauabläufen stellt dieses Szenario keine besondere Herausforderung für alle Beteiligten dar. Kommt es zu Verzögerungen oder Beschleunigungen, kann sich dies jedoch ändern. Der ursprüngliche Produktionsterminplan ist obsolet, die Produktion muss umgestellt, ggf. müssen Einbauteile per Express bestellt werden, um in die vorgezogenen Fertigteile eingebaut werden zu können. Die Störung des Bauablaufes führt auch zu einer Störung im vorgelagerten Fertigteilwerk. Zusätzlich steigt der Informationsbedarf rapide an. Um eine Umstellung eines Bauab-

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laufplans vornehmen zu können, muss die Baustelle den Status der einzelnen Fertigteile kennen. Für eine gesicherte Entscheidungsbasis für das weitere Vorgehen auf der Baustelle, sind verschiedentliche Telefonate oder E-Mails erforderlich. Die Beteiligten sowohl auf der Baustelle als auch im Fertigteilwerk beschäftigen sich vermehrt mit der Koordination der Änderungen, um für alle Seiten eine kostengünstige Variante zu erarbeiten.

Zukünftige Herangehensweise Diese soeben beschriebene Vorgehensweise ist infolge der Vielzahl an Einzelprozessen und Medienbrüchen, also dem Wechsel des Kommunikationsmediums, äußerst fehleranfällig und aufwändig. Neben den möglichen Übertragungsfehlern kommt noch der Faktor Zeit hinzu. Gerade unter Druck besteht die Gefahr, dass Fehler in der Planung nicht rechtzeitig erkannt und daher teure Nacharbeiten notwendig werden. Deshalb wird bei der Julius Berger Gruppe an der Vereinfachung derartiger Prozesse gearbeitet. Im folgenden Szenario spielt die Nutzung von bereits in der Ausführungsplanung erzeugten BIM-Daten eines Betonfertigteils eine wesentliche Rolle. Eine Baustelle benötigt Fertigteile. Das Bauvorhaben ist in 3D geplant und wurde durch die Faktoren Zeit und Kosten zu einem 5D-Modell erweitert. Die Festlegung, welche Bauteile als Fertigteile hergestellt werden sollen ist erfolgt und in den Bauteileigenschaften des Modells definiert. Durch die vorliegende Planung wird frühzeitig ein Gesamtvolumen für die Fertigteile ermittelt. Dadurch lassen sich Rahmenvereinbarungen mit einem Fertigteilwerk volumenmäßig besser fassen. Neben den bereits jetzt vorliegenden Geometrien stehen auch die geplanten Einbautermine aus dem Terminplan fest. Die Daten der Fertigteile inklusive der bereits vorhandenen statischen Angaben werden elektronisch an den Vertragspartner gesendet. Dieser erhält neben der Geometrie, der Einbauteil- und Bewehrungsliste auch die Termine. Um Verwechslungen im weiteren Produktionsprozess zu vermeiden, wird die Bauteilnummer aus dem 3D-Modell mit übermittelt. Bevor die Produktion der Fertigteile innerhalb des Rahmenvertrages startet, kann noch eine Freigabe durch die Baustelle erfolgen. Wie im ersten Szenario beginnt nun die Arbeit im Fertigteilwerk. Allerdings sind bereits die meisten der produktionsrelevanten Daten vorhanden, und das in einem vom Fertigteilwerk verwendbaren Format. Die Ergänzung der vom Fertigteilwerk benötigten Daten (z. B. auf welchem Tisch wird das Element gefertigt) erfolgt erst jeweils kurz vor dem Produktionsbeginn der Bauteile. Diese können dabei mit Hilfe von Kennzeichnungstechnologien wie Radio Frequency Identification (RFID) nachverQualitätsrelevante Daten werden dort auffolgt werden. Qualitätsgezeichnet und dokumentiert, wo sie entrelevante Daten werden stehen. Zeitgleich werden damit die Prodort aufgezeichnet und zessdaten elektronisch erfasst und sind so dokumentiert, wo sie ohne großen Aufwand weiterverwendbar. entstehen. Zeitgleich werden damit die Prozessdaten elektronisch erfasst und sind so ohne großen Aufwand weiterverwendbar. Durch eine Integration der RFIDTransponder in die Bauteile [4], können diese später auf der Baustelle weiterverwendet werden.

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Bild 4. Einbau von Fertigteilen bei Just-in-time-Anlieferung direkt vom Transportgerät

In diesem Szenario findet eine partnerschaftliche Zusammenarbeit zwischen Baustelle und Fertigteilwerk statt. Anstelle einer statischen Produktionsplanung gleichen Besteller und Hersteller regelmäßig ihren Status ab. Das Fertigteilwerk gibt den jeweiligen Prozessstand unter Angabe der Bauteilnummer an die Baustelle. Hierbei werden auch eventuelle Änderungen, z. B. in der Bewehrung, an das Hauptmodell übergeben. Die Baustelle übermittelt im Gegenzug geänderte Bauzeitendaten und ihrerseits Anpassungen in der Planung. Solange die Bauteile dabei noch nicht in der Produktion sind, besteht nur ein geringer Aktionsbedarf im Fertigteilwerk. Werden Änderungen erst nach Produktionsbeginn bekannt, kann die Herstellung umgehend gestoppt werden. Ebenso ist eine Priorisierung durch die Baustelle möglich. Aufgrund der elektronisch vorliegenden Daten ist eine schnelle Anpassung der Produktionsplanung im Fertigteilwerk darstellbar. Durch die laufende Übermittlung der Fertigungsstände, kann die Baustelle schnell und unkompliziert Änderungen des Bauablaufs untersuchen. Treten z. B. Schwierigkeiten bei der Anlieferung der Einbauteile auf, ist eine Verspätungsmeldung an die Baustelle möglich, die daraufhin andere Bauprozesse vorziehen kann. Telefonische Rückfragen sind nur noch in Spezialfällen notwendig, da die Basisinformationen zwischen den Beteiligten direkt elektronisch ausgetauscht werden. Voraussichtliche Liefertermine aktualisieren sich mit fortschreitendem Fertigstellungsgrad im Werk. Die Übernahme der Fertigteile durch die Spedition kann mit Hilfe der RFID-Transponder dokumentiert werden. Die Erstellung der Lieferdokumente er- Die Übernahme der Fertigteile durch die folgt nach Fertigstel- Spedition kann mit Hilfe der RFID-Translung der Beladung auf ponder dokumentiert werden. Die ErstelKnopfdruck. Alle rele- lung der Lieferdokumente erfolgt nach Fervanten Informationen tigstellung der Beladung auf Knopfdruck. liegen bereits vor und Alle relevanten Informationen liegen bemüssen nicht erneut reits vor und müssen nicht erneut eineingegeben werden. gegeben werden. Auch die Übernahme der Fertigteile auf der Baustelle kann durch das Auslesen der Transponder dokumentiert werden. Auf der Baustelle sind verschiedene Weiterverwendungen der Transponder realisierbar [5]. Aus

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baubetrieblicher Sicht sind hier insbesondere das Potenzial zur Überprüfung des Einbauortes anhand des 3D-Modells sowie die Leistungsmeldung zu nennen. Die Datensätze aus dem Fertigteilwerk können des Weiteren für die Erstellung der Rechnung an den Bauunternehmer verwendet werden. Mit der elektronischen Bestätigung des Lieferscheins erfolgt bereits eine interne Freigabe der Rechnung. Einmal geprüfte Daten müssen nicht erneut kontrolliert werden. Darüber hinaus besteht je nach Ausschreibungsart der Bauleistung die Möglichkeit, die Daten auch für die Abrechnung gegenüber dem Kunden zu nutzen. Hier bietet sich gerade im Bereich des Bauens nach FIDIC die Möglichkeit, Basisdaten für Materialpreissteigerungen aus Fertigteilen zu dokumentieren und in die Kundenrechnung zu übernehmen [6]. Neben der Abwicklung von projektspezifischen Fertigteilen kann auch die Verwendung von Standardfertigteilen z. B. im Infrastrukturbau von einem Datenaustausch profitieren. In diesem Fall liegen die KonstrukMit der Definition von Standardprozessen tionsdaten der Fertigund automatisierter Kommunikation könteile im Werk vor. Vernen viele Fehlerquellen eliminiert werden. tragspartnern können Ein besonderes Potenzial der BIM-Methode diese elektronisch zur bietet dabei die Übermittlung der ZeitVerfügung gestellt werschiene an den Zulieferer. den, sodass sie direkt in der Planung des Bauwerkes integriert werden können. Die Bestellung im Werk wird dann lediglich um die Bauteilnummer aus dem BIM-Modell ergänzt.

Bild 5. Einbau eines Fertigteil-Zahnbalkens im Stadionbau (Fotos: Julius Berger Nigeria)

ist eine Verlängerung der Prozesskette auch ein Beitrag für ein verbessertes Qualitätsmanagementsystem und somit auch eine Verbesserung von Risikomanagementprozessen in der stationären Produktion und auf der Baustelle [7], [8]. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen Standards für die Kommunikation auf Basis der BIM-Daten weiterentwickelt und Möglichkeiten zum partnerschaftlichen Arbeiten gefunden werden. Die Julius Berger Gruppe wird die Integration der Kommunikation zwischen Baustellen und Zulieferbetrieben auch in Zukunft weiter optimieren. Literatur

Schlussfolgerungen und Ausblick Bisher stand die Vernetzung von BIM-Daten bei vielen Projektbeteiligten lediglich für die Koordinierung der Planungsprozesse im Vordergrund. Jedoch ist eine Verlängerung der Prozesskette der Planung auch auf die Produktionsprozesse in der stationären Industrie mit Hilfe von BIM-Daten möglich. Prozessdaten aus der Zulieferindustrie können in den Hauptprozess zurückübergeben werden. Das bedeutet, dass einmal in der Planung erzeugte Datensätze an Produktionsprozesse in der stationären Industrie weitergegeben werden und wie in diesem dargestellten Fall im Betonfertigteilwerk direkt für die Bestellung, für die Produktion bis hin zur späteren Abrechnung genutzt werden können. Durch die datentechnische Verbindung des Zulieferers mit dem Baubetrieb entsteht für beide Seiten ein Gewinn an Sicherheit und Geschwindigkeit. Gerade in der heute häufig vorkommenden baubegleitenden Planung sind kurzfristige Änderungen nichts Ungewöhnliches. Mit der Definition von Standardprozessen und automatisierter Kommunikation können viele Fehlerquellen eliminiert werden. Ein besonderes Potenzial der BIM-Methode bietet dabei die Übermittlung der Zeitschiene an den Zulieferer. Dadurch kann die Fertigungsplanung optimiert werden, was wiederum zu einer besseren Auslastung und damit sinkenden Stückkosten führt. Ziel der geschilderten Vorgehensweise ist es, weniger doppelte Eingaben zu tätigen, damit die Fehleranfälligkeit zu verringern und gleichzeitig die Produktivität im Betonfertigteilwerk und auf der Baustelle zu erhöhen. Außerdem

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[1] Braun, M., Haentjens, A., Nemuth, T. (2010). Schnittstellen im Bauablauf. Köln: Werner. [2] Meisberger, P. (2013). BIM in der Praxis – bauteilorientiertes Baukosten- und Bauzeitencontrolling. In Ernst & Sohn (Hrsg.), BIM – Building Information Modeling 2013 (S. 56–58). Berlin: Ernst & Sohn. [3] Schreyer, M., Schütz, M., Hauber, T. (2013). BIM in der Bauausführung – mit virtuellen Modellen in der Realisierung Prozesse optimieren und Risiken managen. In Ernst & Sohn (Hrsg.), BIM – Building Information Modeling 2013 (S. 87–89). Berlin: Ernst & Sohn. [4] Deckarm, H. (2006). Einsatz der RFID-Technologie im Betonbau. Diplomarbeit, TU Dresden, Institut für Baubetriebswesen. [5] Seyffert, S. (2011). Optimierungspotenziale im Lebenszyklus eines Gebäudes. Dissertation, TU Dresden. Vieweg + Teubner ISBN 978-3-8348-1639-9. [6] FIDIC (1999). Conditions of Contract for Construction. 1st Edition, ISBN 2-88432-022-9. [7] Kendall, R. (1998). Risk Management – Unternehmensrisiken erkennen und bewältigen. Wiesbaden: Gabler. [8] Nemuth, T. (2006). Risikomanagement bei internationalen Bauprojekten. Renningen: Expert.

Dipl.-Ing. Hauke Deckarm, Julius Berger Nigeria Plc Dr.-Ing. Tilo Nemuth, Julius Berger Nigeria Plc

Weitere Informationen: www.julius-berger-int.com www.julius-berger.com

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BIM und die Hersteller

BIM als ganzheitlicher Ansatz in allen Projektphasen Von der Planung auf die Baustelle und zurück Im Rahmen der intensiven Beobachtung und Analyse von globalen Markttrends, hat Hilti schon vor mehreren Jahren die wachsende Bedeutung von BIM für die Planung und Realisierung von Bauprojekten erkannt. Eine der größten Herausforderungen ist hierbei sicherlich die Vermeidung von fehleranfälligen und zeitintensiven Medienbrüchen, die heute im Allgemeinen in der Bauwirtschaft noch gängige Praxis sind. Hilti fokussiert sich in diesem Bereich insbesondere auf drei Elemente: Wie kommen die Produkte von Herstellern in das Gebäudeinformationsmodell – „Objects to BIM“, wie wird BIM digital auf die Baustelle transferiert – „BIM to Field“ und schließlich, wie wird die tatsächlich ausgeführte Konstruktion wieder in BIM zurück geführt – „Field to BIM“, um am Ende ein vollständiges digitales Modell zu erhalten, das nicht zuletzt für den Facility Manager zum professionellen Betreiben des Objektes von entscheidender Bedeutung ist. Das Thema BIM in der Planung von (komplexen) Bauprojekten ist nicht ganz neu. Insbesondere in den Ländern Nordamerikas sowie im skandinavischen Raum hat der Einzug von BIM zur Optimierung in der Planung, aber auch für die Ausführung und das Betreiben von Gebäuden schon vor Jahren begonnen und ist somit deutlich weiter fortgeschritten als in Zentraleuropa. Jedoch gibt es gerade in der jüngeren Vergangenheit in zahlreichen Ländern Europas, wie beispielsweise in England, in den Niederlanden oder auch in Deutschland bereits Anzeichen sowie erste Projekte, die mit Hilfe der Planungsmethode BIM durchgeführt wurden. Nicht zuletzt wurde dieser Trend durch gesetzliche Anpassungen der Rahmenbedingungen für die Durchführung von öffentlichen Bauprojekten angestoßen und forciert. Hilti versteht BIM als Prozessbeschleuniger, der über die gesamte Wertschöpfungskette eines Projektes hinweg wirksam ist, wobei das Unternehmen in allen Projektphasen, von der Planung bis hin zur Ausführung, als Partner seinen Planern und Kunden zur Seite steht. Im Rahmen dieses Artikels wird auf die drei wesentlichen Ansatzpunkte eingegangen, die der Hersteller aktuell verfolgt (Bild 1).

–i– Wie kommen Produkte von Herstellern in das BI Model (Modellierung) – Objects to BIM Hilti bietet seinen Kunden innovative Lösungen für zahlreiche BIM-Anwendungen. Diese sorgen für erheblich größere Flexibilität und Kompatibilität im Entwurfs- und Planungsprozess. Die Herausforderung war hier zunächst, in welcher Form und wie die Produkte des Herstellers in BIM-Modelle gelangen können. Hierzu wurde in zahlEin klares Ziel für die Zukunft muss es sein, reichen und intensiven möglichst einheitliche Standards zu defiInteraktionen mit den nieren und letztendlich zu bedienen, um Planern und Kunden eine Kompatibilität zwischen den unterdes Herstellers evaluschiedlichen Gewerken und Softwarelösungen sicher zu stellen. iert, welche Formate

und vor allem welche Attribute bereit zu stellen sind. Dabei zeigte sich, dass ein klares Ziel für die Zukunft sein muss, möglichst einheitliche Standards zu definieren und letztendlich zu bedienen, um eine Kompatibilität zwischen den unterschiedlichen Gewerken und Softwarelösungen sicher zu stellen. Diesem Ziel hat sich Building Smart [1] verschrieben, wobei auch Hilti an Definitionsprojekten für einheitliche Standards intensiv beteiligt ist. Eine klare Kundenanforderung war diesbezüglich auch die Devise „weniger ist oft mehr“, d. h. nicht alles, was als Attribut angehängt werden könnte, ist auch wirklich sinnvoll. Viel wichtiger ist in diesem Zusammenhang die maximale Filegröße, die sich im niedrigen dreistelligen (besser sogar zweistelligen) kB-Bereich befinden sollte, um die ohnehin schon sehr großen BI-Modelle nicht unnötig durch Details aufzublähen bzw. entsprechende Auslagerungen in externe Datenbanken vorsehen zu müssen (Bild 2). Das Ergebnis der Planer- und Kundenbefragung ist die Hilti BIM/CAD Library [2], in der alle relevanten Produkte des Herstellers in zahlreichen BIM/CAD-Formaten enthalten sind. Eine fortlaufende Optimierung und Aktualisierung aller enthaltenen Produkte ist anhand des Feedbacks von Interaktionen mit Kunden sowie eigenen Mitarbeitern sichergestellt. Diese können nicht zuletzt auch im IFC Standard auf den eigenen PC geladen werden. Darüber hinaus gibt es Plug-Ins, unter anderem für AutoCAD [3], Revit [4] und Tekla [5], so dass einzelne Familien direkt in der entsprechenden Software vorhanden sind, was eine Einbettung in die BI-Modelle sicherlich vereinfacht, jedoch für den Hersteller auch deutlich größeren Aufwand bedeutet, um diese up to date zu halten. Der Vorteil für den Ingenieur bzw. Architekten ist die bessere Planungssicherheit, insbesondere im Bereich des passiven Brandschutzes, in der Installationstechnik sowie im Bereich von Ankerschienen. Hilti hat das Ziel, seine Produkte im Modell zu platzieren und damit quasi ausgeschrieben zu sein. Somit entsteht für den Planer/ Kunden und den Hersteller eine Win-Win-Situation.

– ii – Wie kommen die Modelle auf die Baustelle – BIM to Field (Messtechnik) Heutzutage endet die Planungsmethode BIM leider immer noch allzu häufig am Ende der Planungsphase, nachdem möglicherweise Kollisionsprüfungen durchgeführt wurden. Traditionell werden dann aus den BI-Modellen 2D-Pläne erstellt, aus denen auf der Baustelle entsprechende Informationen wieder entnommen werden müs- Heutzutage endet die Planungsmethode sen – eine Arbeitsweise, BIM leider immer noch allzu häufig am die fehleranfällig ist, Ende der Planungsphase, nachdem möginsbesondere, wenn licherweise Kollisionsprüfungen durchgenicht der aktuelle Pla- führt wurden.

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BIM und die Hersteller

Bild 1. Einflussbereiche für Hilti im BIM Prozess

nungsstand auf der Baustelle vorliegt. Die neue Generation von Messgeräten, wie etwa die Hilti Robotik Totalstation POS 150 oder POS 180 kann hier Abhilfe schaffen und damit eine nicht unerhebliche Fehlerquelle vermeiden. Das 3D-Modell wird dafür mit der Planungssoftware „Hilti Point Creator“ in eine „Punktwolke“ mit allen für den Bauprozess relevanten Messpunkten überführt. Diese

Punkte werden anschließend, beispielsweise mit Hilfe eines USB-Sticks, in die Robotik Totalstation eingespeist. Auf der Baustelle wird die Totalstation zunächst über fixe Messpunkte positioniert. Anschließend können einzelne Punkte über einen Laserstrahl genau angesteuert werden, an denen beispielsweise eine Stütze oder Wand einzumessen ist, oder auch dort, wo ein Bohrloch für das Setzen eines Dübels zu erstellen ist (Bild 3). Für den Fall, dass die entsprechenden Objekte aus der Hilti BIM/CAD Library geladen wurden, werden zusätzlich Attribute des Objektes auf dem Handheld/Tablet-PC angezeigt, mit dem die Robotik Totalstation angesteuert wird.

– iii – Wie kommen Abweichungen in der Ausführung wieder zurück ins Modell – Field to BIM (Dokumentation)

Bild 2. Hilti Objekte im Building Information Modell

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Als logischen und konsequenten nächsten Schritt im Bauprozess hat Hilti sich im Rahmen von BIM auch damit beschäftigt, wie die ausgeführte Bauleistung und insbesondere die Abweichungen von der Planung wieder zurück ins Gebäudeinformationsmodell gelangen. Dieser Dokumentation kommt insbesondere für das professionelle Bewirtschaften von Gebäuden elementare Bedeutung zu, zuvorderst dann, wenn entsprechende Konstruktionen, wie beispielsweise Installationstechnik oder auch passiver Brandschutz, auf Grund von optischen Verkleidungen wie etwa abgehängten Decken im Endzustand nicht mehr direkt zugänglich sind. Diese finale Kontrolle kann ebenfalls mit der Hilti Robotik Totalstation durchgeführt werden, indem entsprechende Messpunkte erneut mit dem Laser-

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BIM und die Hersteller

– iv – Fazit

Bild 3. „BIM to field“ mit der Hilti Robotik Totalstation POS

Bild 4. Dokumentation von Brandschutz mit Hilfe des CFS-DM

strahl anvisiert werden. Mögliche Abweichungen werden aufgenommen und mittels der Software „PROFIS Layout“ wieder ins zentrale digitale Gebäudemodell zurückgespielt. Beispielhaft sei hinsichtlich der Dokumentationsthematik noch ein weiteres Tool des Herstellers für den passiven Brandschutz erwähnt – der Hilti Brandschutz-Dokumentationsmanager CFS-DM [6], mit dem das Unternehmen ebenfalls neue Wege in der professionellen Planung und Dokumentation des Brandschutzes geht. Diese Cloudbasierte Softwarelösung vereinfacht den kompletten Prozess der Dokumentation erheblich. Einerseits geschieht dies auf der Baustelle, wo passive Brandschutzeinrichtungen im Neubau oder bei nachträglichen Veränderungen über Fotos (vorher/nachher) und QR-codierte Etiketten mit Hilfe von mobilen Endgeräten (Smartphone, Tablet) erfasst und damit auf Geschoßplänen zugeordnet sowie bei der Abnahme eindeutig identifiziert werden können (Bild 4). Andererseits eröffnet diese professionelle, digitale Dokumentation auch im Büro für den Gebäudeeigentümer bzw. Facility Manager neue und bisher nicht vorhandene Kontroll- und Koordinierungsmöglichkeiten zur Bewirtschaftung von Gebäuden, wo per Mausklick ein individuell definierbarer Bericht als pdf- oder Excel-File erstellt werden kann. Entsprechende BIM-Schnittstellen sind im nächsten Schritt für die Dokumentation mit dem CFS-DM angedacht.

In dem Artikel wurde gezeigt, welche Möglichkeiten Hilti bereits heute nutzt, um für seine Planer und Kunden BIM nahtlos in allen Projektphasen zu unterstützen. Mit den drei oben beschriebenen Abschnitten „Objects to BIM“, „BIM to field“ und „field to BIM“, und den vorgestellten integrierten Software und Hardware Lösungen stellt das Unternehmen für die Implementierung von BIM einen ganzheitlichen und nahtlosen Lösungsansatz – frei von Medienbrüchen – bereit. Die Verarbeitung und Dokumentation aller Daten wird durchgängig unterstützt. Letztendlich wird der Durchbruch von BIM in Deutschland jedoch nicht ausschließlich durch die Bereitstellung solcher technischer Lösungen erfolgen. Vielmehr gilt es zum einen entsprechende gesetzliche Rahmenbedingungen zu schaffen, die die Verwendung von BIM fördern. Zum anderen sind innovative Vertragsmodelle umzusetzen, wie sie schon in anderen Ländern vorhanden sind, z. B. IPD (Integrated Projekt Delivery) in den USA, um allen Projektbeteiligten Anreize in Form von Bonuszahlungen für eine möglichst schnelle und fehlerfreie Planung und Realisierung von Projekten in Aussicht zu stellen.

Literatur [1] building SMART e.V.: www.buildingsmart.de [2] BIM / CAD Library: http://hilti.cadclick.com/?mandant= DE&laid=106 [3] BIM Plugin – AutoCAD: www.hilti.com/bimcad_lib_acad [4] BIM Plugin – REVIT: www.hilti.com/bimcad_lib_revit [5] BIM Catalogue – Tekla: http://www.tekla.com/company/ news/teklas-bim-software-now-includes-hilti-products [6] Brandschutz Doku-Manager CFS-DM: https://www.youtube.com/watch?v=3CYqlAvN0sI

Dr. Oliver Geibig, Head of Engineering, Central Europe, Hilti Deutschland AG Dr. Oliver Glockner, Head of Application Software, Hilti AG

Weitere Informationen: www.hilti.de

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BIM und die Hersteller

3D-Laserscanner unterstützen BIM-Prozess BIM kombiniert die Planung mit der Bewirtschaftung von Gebäuden. 3D-Laserscanner liefern mit der dreidimensionalen Bestandsdokumentation die Voraussetzung für die Implementierung des Management-Modells. Fehlen dreidimensionale Daten des Bestands oder liegen diese nicht aktualisiert vor, sind moderne 3D-Laserscanner eine schnelle und kostengünstige Lösung: Mit den Geräten kann der Bestand innerhalb kürzester Zeit exakt und vollständig erfasst werden. Auch komplexe Raumstrukturen lassen sich auf diese Weise präzise aufmessen. Handliche, nur wenige Kilogramm schwere Laserscanner der jüngsten Generation, wie etwa der FARO Focus3D X 330, tasten mit einem Laserstrahl ganze Gelände, Gebäude und Räume sowie sämtliche Einbauten dreidimensional und hochgenau ab. Mit einer Reichweite von über 300 m und der Möglichkeit im vollen Sonnenlicht zu scannen, vereinfachen Laserscanner die Bestandserfassung ganz erheblich. Zudem erzeugen sie während der Scans nahezu fotorealistische Aufnahmen der Umgebung, so dass im Endeffekt ein virtuelles dreidimensionales Abbild des Bestandes zur Verfügung steht. Abhängig vom gewünschten Detaillierungsgrad und der entsprechend eingestellten Auflösung der Scanaufnahme dauert ein 360-Grad-Scan zwischen zwei und 15 Minuten – Farbscans dauern etwas länger. Sind für das Aufmaß mehrere Scans erforderlich, erleichtern im Scanner integrierte Sensoren die Verortung der Einzelscans innerhalb des Gesamtmodells. Die Sensoren weisen den Scandaten automatisch eine Höhenangabe und Ausrichtung zu. So lassen sich die Einzelscans im Anschluss softwaregestützt und einfach zu einem räumlichen Gesamtmodell zusammenfügen. Gängige Architektur- und BIM-Softwarelösungen wie AutoCAD Architecture, 3D-Studio Max Design, Autodesk Revit Architecture, Archicad, Vectorworks oder Bentleys Microstation erlauben einen direkten Import der 3D-Scandaten. Damit stehen sie Planern in der gewohnten CADUmgebung zur Verfügung. Das so generierte 3D-Modell kann kontinuierlich um Nutzungs- und Betriebsdaten, wie beispielsweise Kosten und Qualitäten von Umbaumaßnahmen, Wartungen und

Bild 1. Mit 3D-Laserscanning lassen sich Fassaden und Innenräume dreidimensional und vollständig erfassen. Im Bild: Landratsamt Augsburg

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Bild 2. Schnell und präzise: 3D-Gebäudemodelle sind die optimale Grundlage für Modernisierungs- und Sanierungsarbeiten (Abb. 1 + 2: Steinbacher-Consult)

Instandhaltungen erweitert und so fortgeschrieben werden. Weil das digitale, dreidimensionale Gebäudemodell überall abrufbar und sogar virtuell begehbar gemacht werden kann, eignet es sich ideal zur Entscheidungsfindung. Gleichzeitig stehen in den vollständigen Datensätzen zu jeder Zeit, an jedem Ort sämtliche Daten für Flächen- und Massenberechnungen sowie alle anderen Gebäudeeigenschaften und Kosten zur Verfügung – und das immer auf dem aktuellsten Stand. Auf diese Weise ermöglicht BIM den Gesamtzusammenhang bei Planungen immer im Blick zu haben – beispielsweise wie sich Umbauplanungen zur Gebäudeumgebung verhalten. Mögliche Auswirkungen, wie etwa auf die Wartung und Instandhaltung, werden so direkt sichtbar. Durch BIM-Softwarelösungen haben alle Projektbeteiligten stets Zugriff auf aktuelle, kumulierte Gebäudedaten sämtlicher Disziplinen. Damit ist eine Gewerke übergreifende Planung und Projektsteuerung möglich. Gleichzeitig eliminiert das BIM-Modell Dokumentationsdefizite und Informationsverluste an den Gewerkeschnittstellen. Webbasierte Softwarelösungen wie SCENE WebShare Cloud von FARO ermöglichen außerdem eine von Ort und Zeit unabhängige Bearbeitung. Mit SCENE WebShare Cloud können alle 3D-Dokumentationsdaten in der „Cloud“ gespeichert, gescannte Projekte schnell angezeigt und mit verschiedenen Projektpartnern geteilt werden. Zudem sind die Daten und Messungen langfristig und überall – auch per Smartphone oder Tablet – verfügbar. Bei der Nutzung von SCENE WebShare Cloud steht immer ausreichend Serverkapazität zur Verfügung, egal wie viele Benutzerzugriffe erfolgen oder welche Datenmengen gespeichert werden. Die Lösung passt sich perfekt an die jeweiligen Anforderungen in Bezug auf Verarbeitungsleistung und Speicherplatz an. Weitere Informationen: www.faro.com.

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BIM und die Hersteller

Neue CAD-Bibliothek in 2D-, 3D- und BIM-kompatiblen Formaten

Neue CAD-Bibliothek von verschiedenen Isokorb Typen ermöglicht schnelle und einfache Planung von wärmegedämmten Bauteilen gemäß BIM (Abb.: Schöck Bauteile)

Die Planung von Gebäuden gemäß BIM revolutioniert international den Planungsprozess und stellt neue Anforderungen an die Bauindustrie. Als – laute Unternehmensangaben – erster Hersteller präsentiert die Schöck Bauteile GmbH auf der Münchner Leitmesse BAU im Januar 2015 eine Bibliothek für tragende Wärmedämmelemente im BIM -Austauschformat IFC 2 × 3. Architekten und Tragwerksplaner können zukünftig Balkone oder andere auskragende Bauteile mit thermischer Trennung von Anschlüssen in Beton-Beton, Beton-Stahl oder Stahl-Stahl schnell und einfach in BIM planen. Den Nutzern steht auf der Schöck Internetseite dazu das Portal „CADClick“ mit einem Auszug an Bauteilen der Isokorb Typen K, KXT, KS und KST zur Verfügung. Die Daten können von dieser Plattform aus direkt in eine CAD-Zeichnung eingebunden, aus dem Internet heruntergeladen oder per E-Mail weitergeleitet werden. Um

möglichst viele Anwendungen zu erreichen werden neben dem BIM-Format auch 2D- und 3D-CAD-Dateien für gängige Bausoftwaren wie AutoDesk REVIT, AutoCAD, Nemetschek Allplan, TEKLA Structures angeboten. In 3D werden die Formate AutoCAD > 2000, DXF, DWG, STEP, IGES, IFC 2 × 3 bereitgestellt. Zusätzlich gibt es auch 2DDaten in DWG, DXF, IGES, JPEG, TIF. Das Online-Portal CADClick wurde in Zusammenarbeit mit dem Softwareunternehmen KiM GmbH entwickelt. Die Anwendung wird auf dem Messestand Halle A1, Stand 119 live demonstriert. Ende Januar sind alle Daten online verfügbar. Weitere Informationen finden Interessierte auf www.schoeck.de.

Weitere Informationen: www.schoeck.de

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BIM und AVA

NEVARIS AVA & Bausoftware mit ice BIM-Technologie Nemetschek Auer, laut Unternehmensangaben österreichischer Marktführer für Bausoftware im Bereich Baubetrieb und AVA, erweiterte Mitte des Jahres sein Produktportfolio mit Lösungen des BIM-Spezialisten hartmann technologies. Das Potenzial des Einsatzes von BIM-Methoden und Verfahren ist für die Baubranche unbestritten hoch – der konsequente Einsatz von BIM verspricht kostensichere und termingenaue Abwicklung von Baumaßnahmen. So gewinnt BIM für die Bauplanung und Bauausführung zunehmend an Bedeutung, Top-Anbieter der Bausoftware-Branche ringen um Know-How, eine Spitzenstellung auf dem vielversprechenden BIM 5D-Markt. Nemetschek Auer hat mit dem Erwerb der Mehrheitsanteile am BIM Spezialisten hartmann technologies und dessen Produktfamilie „ice BIM“ die konsequente Ausrichtung der eigenen Software-Entwicklung in Richtung BIM beschlossen. Das 3D-Gebäude als zentrales Informationsmodell für Qualität, Kosten und Zeit zu nutzen, bringt enorme Vorteile, ermöglicht eine durchgängige, kostensichere und hocheffiziente Bausoftware-Lösung, wie sie die Bauindustrie braucht und fordert. Nemetschek Auer reagiert auf diesen eindeutigen Kundenbedarf. Als renommierte Referenzkunden welche die Produkte von hartmann technologies bereits erfolgreich nutzen, sind die Deutsche Bahn und die PORR AG zu nennen.

Optimale Integration der BIM Methode mit konzerneigener Bausoftware „NEVARIS®“ Die Integration der Produktfamilie „ice BIM“ mit der konzerneigenen AVA und Bausoftware „NEVARIS®“ führt zu einem für die Bauindustrie erforderlichen durchgängigen

Bild 2. Erstellung eines Leistungsverzeichnisses

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Bild 1. Visualisierung von Gebäudeinformationen

Prozess von Planung über AVA und Kalkulation zum Controlling eines Bauwerkes. „ice BIM“ erweitert hierbei „NEVARIS®“ perfekt um die immer wesentlicher werdenden Bereiche der gebäudemodellorientierten Kosten- und Mengenermittlung und wird damit zur vollwertigen BIM Software Lösung.

BIM – effizientes und durchgängiges, modellbasiertes Arbeiten in Planung und Ausführung Im Zusammenspiel mit einer CAD-Software (z. B. Autodesk Revit) ermöglicht „ice BIM architecture“, die Erstellung eines datenkonsistenten und intelligenten 3D-Gebäudemodells, sowie die Definition und Verwaltung von dazugehörigen LV-Positionen. Dieses Gebäudemodell steht im Mittelpunkt aller Bearbeitungsprozesse und dient unter anderem zur Mengenberechnung für Roh- und Ausbaugewerke einschließlich Fassade, Dach und Stahlbau, sowie technischer Gebäudeausrüstung. Speziell vorbereiteter „ice hartmann Content“, sowie die Automatisierung vieler Arbeitsschritte ermöglichen eine effiziente Arbeitsweise mit geringer Einarbeitungszeit. Der Anwender kann firmeneigenen Content problemlos in die Software integrieren und ohne weitere Anpassungen nach nur zwei Tagen Schulung mit der Bausoftware effektiv arbeiten. Die Arbeitszeiteinsparung gegenüber der bisherigen Arbeitsweise liegt nachweislich zwischen 30 und 60 %. Fazit: Mit der Integration der BIM-Methode in die Bausoftware „NEVARIS®“ wird es möglich sein, Projekte bei höchster Qualität in immer kürzerer Zeit zu bearbeiten.

(Abb.: Nemetschek Auer)

Weitere Informationen: www.nevaris.com.

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BIM und AVA

ORCA AVA 2014 mit IFC-Mengenübernahme Wie BIM die Arbeitsweise der an einem Bauwerk Beteiligten radikal verändert, zeigt BIG BIM, bei dem alle Disziplinen so früh wie möglich ihre Leistungen in einem digitalen Bauwerksmodell anlegen, das dann als Grundlage für alle Planungs-, AVA-, Facility Management- und Rückbau-Prozesse dient. Der Vorteil: Mehr Kostensicherheit und Nachhaltigkeit während des gesamten Lebenszyklus, Qualitätssteigerung und bessere Termintreue. Die bisherige Arbeitsweise ist in der Regel seriell angelegt: Die einzelnen Planungsleistungen sind auf räumlich und inhaltlich getrennt agierende Fachleute verteilt und erfolgen in den von der HOAI definierten Leistungsphasen. Der beauftragte Architekt erstellt nach den Maßgaben des Auftraggebers ein 2D-Modell oder auch ein 3D-Modell. Hier steht zunächst einmal die kreative Umsetzung der Auftraggeber-Anforderungen im Vordergrund. Erst mit fortschreitendem Planungsprozess werden Planer aus anderen Fachrichtungen mit einbezogen, die das ursprüngliche Modell entsprechend der gesetzlichen Richtlinien und technischen Voraussetzungen spezifizieren. Dabei ist es üblich, den Fachplanern nur die für sie relevanten Informationen weiterzugeben. Die Fehleranfälligkeit ist bei dieser Arbeitsweise hoch: Es können unterschiedliche Bearbeitungsstände im Umlauf sein, die Lösungsansätze der Fachplaner können kollidieren, es muss nachgebessert werden. Hinzu kommt, dass die fachrichtungsspezifischen Softwarelösungen nicht oder nur unvollständig über diverse Schnittstellen miteinander kommunizieren können. Daten können dadurch verloren gehen, Übertragungsfehler entstehen. Der erste Schritt zu BIG BIM muss deshalb sein, den Datenaustausch zwischen den Projektbeteiligten zu standardisieren. Ein offener Standard für die Übergabe von 2D- und 3D-CAD Daten in AVA-Lösungen sind die Industry Foundation Classes (IFC).

Die ORCA IFC Mengenübernahme Mit der ORCA IFC Mengenübernahme ist die Grundlage geschaffen für die Datenübernahme aus allen Anwendungen, die IFC-Dateien erzeugen können. Die Struktur des IFC-Formats wird bei der ORCA IFC Mengenübernahme entsprechend interpretiert. Die Bauteile sind die Elemente aus den 3D-CAD-Modellen. Sie können einer Örtlichkeit im Projekt zugewiesen sein, müssen es aber nicht. In den Raumlisten werden gleiche Bauteile zusammengefasst und ihrer Position im Projekt zugeordnet, z. B. alle Türen im Erdgeschoss. Weitere Unterteilungen entstehen durch abweichende Parameter gleichartiger Bauteile, z. B. Außentüren / Innentüren. Die eigentlichen Mengendaten werden aus dem einzelnen Bauteil gewonnen. Eine weitere Ansicht ordnet die Daten aus der IFC-Datei nach den Kategorien der IFC-Systematik, z. B. Türen, Treppen, Wände usw. Gleichartige Bauteile werden dabei zu einer Position mit Teilmengen zusammengefasst. Jede örtliche Zuweisung wird als Information zur Menge interpretiert. Übernommen werden können sowohl Raumlisten und Kategorien als auch einzelne Bauteile, entweder als neue Position

oder als neue Menge einer bestehenden Position. Im Programmteil Aufträge neu eingefügte Positionen aus IFCDateien werden automatisch als Nachtragspositionen gekennzeichnet. Nachträglich in eine bereits beauftragte Position eingefügte Teilmengen werden ebenfalls automatisch als Nachtrag ausgewiesen. Sie können über die Nachtragsnummer zugeordnet werden und fließen so in Auswertungen und Nachtragslisten ein.

Hilfreiche Übernahme-Tools Vor der Übernahme der Daten aus einer IFC-Datei in ORCA AVA hat der Anwender die Möglichkeit, diverse Optionen festzulegen. Beispielsweise können in ORCA AVA aus Raumlisten für jeden Gliederungspunkt Positionen ohne Teilmengen angelegt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, Positionen mit Teilmengen nach der räumlichen Zuordnung oder gleichartigen Bauteilen zu bilden. Die IFC-Spezifikationen werden wahlweise ganz oder teilweise mit übergeben und bilden gegebenenfalls die Grundlage für die Leistungsbeschreibung. Darüber hinaus bringt ein Bauteil aus einer IFC-Datei eine Vielzahl von Maßen und Einheiten mit. Je nach dem, was ausgeschrieben oder

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BIM und AVA

Bild 1. Neue Position aus IFC-Datei bilden

Bild 2. Optionen für die Datenansicht und Übernahme

beauftragt werden soll, können die entsprechenden Daten ausgewählt werden: die Stückzahl der Türen oder deren Fläche für den Anstrich. In ORCA AVA werden die Mengen immer automatisch als Teilmenge auf der Registerkarte Menge eingetragen, auch wenn aus den IFC-Daten eine neue Position erzeugt wird. Diese sind zunächst schreibgeschützt und behalten ihren Bezug zur IFC-Datei. Damit ist die Herkunft der Teilmenge jederzeit nachvollziehbar. Der Anwender kann sich die Teilmenge in der IFC-Datei anzeigen lassen, er kann den Bezug beibehalten, die Teilmenge aber trotzdem bearbeiten oder er löscht den Bezug zur IFC-Datei.

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Fazit Mit der ORCA IFC Mengenübernahme bleibt der Anwender durchgängig im digitalen Arbeitsprozess. ORCA AVA unterstützt ihn dabei wie gewohnt durch vordefinierte Routinen und lässt darüber hinaus auch Raum zur individuellen Arbeitsweise. Roswitha Schneider-Sorger Weitere Informationen: www.orca-software.com, www.ausschreiben.de

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BIM und AVA

AVA in 3D – hohe Kosten-, Planungs- und Terminsicherheit AVA in 3D bietet BECHMANN BIM – ein Fachmodell für Leistungen und Kosten, das es erlaubt, sehr zeitsparend und höchst transparent auszuschreiben und unter Berücksichtigung und Darstellung sämtlicher Planänderungen und Korrekturen abzurechnen – vom ersten bis zum letzten Planungsschritt. Das Programm erstellt Gebäude-Modelle mit Bauteilen von hoher Intelligenz und sehr großer Informationstiefe. Aufgrund dieser in den Bauteilen hinterlegten Informationen besteht schon zu Beginn der Planung eine hohe Kosten-, Planungs- und Terminsicherheit. Durch die 3D-Modelle kann sich der Ablauf der Ausschreibung umdrehen und den Prozess für den Planer wesentlich einfacher und übersichtlicher machen: Der Planer muss nicht anhand von LVListen die Pläne durchsuchen nach den Mengen und Massen, die zu einer Position gehören. Er kann sich durch das 3D-Gebäudemodell bewegen und die einzelnen Bauelemente „informieren“ was sie sind. Aus dieser intelligenten Zuweisung heraus entstehen die LVs und später auch Abrechnung Kostenkontrolle usw. BECHMANN BIM erstellt auf der Grundlage von Daten aus anderen BIM-Modellen (modernen CAD-Systemen) ein eigenes zentrales Mengengerüst. Dieses bildet die Grundlage dafür, dass man in sämtlichen weiteren Prozessschritten jederzeit in einem 3D-Modell sehen kann, an welcher Stelle im Projekt man gerade arbeitet. Statt reiner, langer, unübersichtlicher Tabellen sieht der Planer die Bauteile zusätzlich in 3-D. Markiert er ein Bauteil in der Liste, zeigt sich dieses auch markiert im Modell. Umgekehrt wird das in der Grafik angeklickte Bauteil auch in der Liste hervorgehoben. Der Wechsel zwischen Listen- und Grafikansicht erfolgt per Mausklick. Das Programm ist dabei offen für Daten aus anderen BIM-Modellen, unabhängig von dem CAD-Programm, mit dem sie erstellt wurden. Diese Daten werden eingelesen und das Programm erstellt sich daraus sein eigenes Mengengerüst. Innerhalb desselben lassen sich dann – ohne auf das ursprüngliche CAD-System angewiesen zu sein – die zu erbringenden Leistungen in ihrer Qualität und in den Berechnungsmethoden der einzelnen Bauteile des BIMModelles bestimmen und auswerten. Die neuen Informationsstände der beteiligten Partner, die sich im Planungsprozess ergeben, können jederzeit eingebunden werden. Neue Planungsdetails werden von BECHMANN BIM eingelesen und entsprechend verändern sich die Volumina, Bauteile und Leistungen. Dies wird im 3D-Modell sofort sichtbar dargestellt. Darüber hinaus dokumentiert das Programm sorgfältig diese Planungsänderung – wieviel, warum und durch wen sie sich ergeben hat – und hinterlegt diese Information im Bauteil. Etwaige Kostenänderungen sind so stets transparent und nachvollziehbar (Bild 1).

können aus Baudatenbanken stammen oder aus einer Kombination von beidem bestehen. Die Kostenelemente bündeln intelligent die Informationen über sämtliche Leistungen in der Erstellung eines Bauteils – von der Baukonstruktion bis hin zur Oberflächengestaltung. Dabei berücksichtigen sie sowohl die unterschiedlichen Maßeinheiten der Materialien als auch die Richtlinien, welche die VOB vorgibt. Die Informationstiefe eines Kostenelements kann innerhalb des fortschreitenden Planungsprozesses immer weiter vergrößert werden. Sind in der Entwurfsplanung die Decken oder tragenden Stützen nur als Stahlbeton hinterlegt, kann diese Information spezifiziert werden, wenn die Berechnungen für die Bewehrungen durch den Statiker vorliegen. Das Kostenelement weiß dann, wieviel Stahl tatsächlich notwendig ist und welche Kosten dieser verursacht. Ähnlich verhält es sich mit allen weiteren Informationen, die im Laufe des Planungs- und Ausführungsprozesses hinzukommen. Auflagen des Brandschutzes fließen ebenso ein wie die weiteren Planungen der Fachplaner. Durch die Hinterlegung dieser Informationen im Kostenelement ist der Planer sofort über die Auswirkungen auf

Informationen über sämtliche Leistungen Innerhalb des BIM-Modells des Softwarehauses werden die einzelnen Bauteile mit parametrischen Kostenelementen verknüpft. Diese können sich Planer selbst erstellen und dabei auf Ihre eigene Bibliothek zurückgreifen und sie

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BIM und AVA

Bild 1. Mengengerüst in BECHMANN BIM

die Kostensituation im Bilde. Das 3D-Modell visualisiert zugleich, welche Bauteile davon betroffen sind. Hinzu kommt noch die spezielle Intelligenz der Bauteile: Jedes Bauteil „weiß“ ob es Stütze, Wand, Boden, etc. ist, ob tragend oder nicht, innen oder außen, in welchem Geschoss es sich befindet, was wo und wie anschließt, usw. Sprich: Die Bauteile kennen ihre Beziehungen zu allen sie beeinflussenden anderen Bauteilen oder Einbauteilen und lassen dieses „Wissen“ in die Aufmaße einfließen. Stoßen beispielsweise zwei Wände aufeinander, entfällt diese Stoßfläche natürlich beim Aufmaß des Wandbelages usw. Die Bemusterung der Bauteile, also die Verknüpfung mit dem jeweiligen Kostenelement, erfolgt entweder per „drag&drop“ für einzelne Bauteile oder wesentlich komfortabler über den Einsatz von Filtern für eine Gruppe von Bauteilen mit besonderen Eigenschaften: Beispielsweise sucht man innerhalb des Modells alle Außenwände und bemustert sie als Außenwand mit Wärmedämmverbundsystem. Dieser Filter kann weiter spezifiziert werden. Die dritte Möglichkeit besteht in einer hinterlegten Zuweisung zur Bemusterung immer wiederkehrender Bauteil-KostenelementeKombinationen. Gerade beim „drag&drop“, aber auch bei den beiden anderen Varianten kommt die 3D-Darstellung des Modells dem Planer sehr zu Hilfe. Es veranschaulicht

das einzelne Bauteil sowie die sich daraus ergebenden Mengengerüste und gibt die Möglichkeit zur visuellen Überprüfung, ob die richtigen Bauteile gewählt wurden (Bild 2).

Kostenauswertung Anhand der den Bauteilen zugewiesenen Kostenelemente erfolgt die Kostenauswertung. Durch die Verknüpfung mit den Kostenelementen sind für jede einzelne Bauleistung jene Informationen hinterlegt, die eine Auswertung nach DIN 276 oder nach einzelnen Leistungsbereichen ermöglicht. Der Planer ist so zu jedem Planungszeitpunkt über die Kosten jedes einzelnen Bauteiles aber auch des gesamten Projektes informiert. Die Kostenelemente lassen sich im weiteren Planungsverlauf in Leistungsverzeichnisse aufgliedern, wobei die Mengengerüste der einzelnen Leistungsbeschreibungen weiterhin dynamisch mit dem Modell verknüpft sind. Alle Korrekturen und Ergänzungen in den zugrundeliegenden BIM-Modellen werden in die LVs automatisch übernommen. Gleichzeitig können per Mausklick auf einzelne LVPositionen die Angaben im Fachmodell visuell überprüft und gegebenenfalls innerhalb des 3D-Modells auch korrigiert werden.

Bild 2. Bemusterung der Bauteile

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BIM und AVA

Mit der LV-Vergabe entsteht ein rechtsgültiger Vertrag zwischen Planer und Auftragnehmer. Entsprechend sind die zu dieser Zeit existierenden Planungen Vertragsgrundlage. Aus diesem Grund wird das zu diesem Zeitpunkt aktuelle BIM-Modell als unveränderliche Basis für die weiteren Prozessschritte gespeichert. Alle Bau- und Planungsänderungen, die sich nach der LV-Vergabe ergeben, werden mit den aktuellen Daten zwar eingelesen und mit den alten Daten abgeglichen, die Änderung wird jedoch protokolliert und gekennzeichnet. D. h. die Vergabemengen bleiben hierbei unverändert und die zu erwartenden Abrechnungsmengen werden angepasst. Alle Bau- und Planungsänderungen, die sich nach der LV-Vergabe ergeben, werden mit den aktuellen Daten zwar eingelesen und mit den alten Daten abgeglichen, die Änderung wird jedoch protokolliert und gekennzeichnet.

Damit kann der Planer jederzeit transparent sämtliche Änderungen im 3D-Modell visualisieren: deren Ort, Zeitpunkt, Mehr- und MinderMengen sowie ihre Ursache. Der Planer behält so weiterhin die Kostenentwicklung des Projektes im Blick – nachvollziehbar sowohl in Listen und Positionen als auch im 3D-Modell. Darüber hinaus kann er die Kostenänderungen und ihre Ursache sehr einfach anderen Baubeteiligten und den Auftraggebern erkennbar und verständlich machen.

Grundsatz der Nachvollziehbarkeit Die Abrechnung erfolgt ebenfalls auf Grundlage des BECHMANN BIM-Modells. Auch hier berücksichtigen die in den Kostenelementen hinterlegten Informationen alle Vorgaben der VOB für das korrekte Aufmaß entsprechend Baustoff und Gewerk. Auch innerhalb der Abrechnung ist es wieder möglich, bei der Anzeige zwischen Auflistung und Modell zu wechseln und dem Bauherrn so zu visualisieren, welche Änderungen warum entstanden sind, welche Folgen das hat und welche Kosten dadurch entstehen. Dieser Grundsatz der Nachvollziehbarkeit in der Liste und zugleich im Modell zieht sich durch sämtliche Prozessschritte von der ersten Kostenschätzung bis zur Abschlussrechnung (Bild 3). Aufgrund der Informationstiefe der Bauteile kann der Planer die Abrechnung unter unterschiedlichsten Aspekten auswerten und darstellen. Er kann die Abrechnung nach Baufortschritt darstellen, kann nach Änderungen und Korrekturen auswerten und hier die Protokollierung der Änderungen parallel stellen. Oder auch im Vergleich auswerten. Mit diesem Werkzeug hat der Planer zu jedem Planungs- und Ausführungszeitpunkt höchstmögliche Transparenz in Sachen Kosten.

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Bild 3. In sämtlichen Bearbeitungsschritten lässt sich visualisieren, was geändert wurde und wie sich dies auf die Kosten auswirkt

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BIM und die BAU IT – und das BIM-Glossar 2014

BAU IT im Rahmen der BAU 2015 Mit der BAU IT bietet die BAU 2015, Weltleitmesse für Architektur, Materialien und Systeme, die größte Schau dieser Art in Europa. Vom 19. bis 24. Januar 2015 werden auf über 6.000 m2 Fläche in Halle C3 der Messe München rund 100 Hersteller Softund Hardwarelösungen für den Einsatz am Bau präsentieren. Partner der BAU bei diesem Projekt ist der Bundesverband Bausoftware, BVBS. BIM wird dabei im Mittelpunkt der BAU 2015 stehen. Die Besucher der BAU IT erwartet im Januar 2015 ein breitgefächertes Angebot aus den Bereichen Entwurfsplanung, BIM, Ausschreibung, Vergabe, Abrechnung, Projektplanung, Projektmanagement und Controlling. Zur BAU 2015 ist wieder mit einer Vielzahl von Innovationen und Neuheiten zu rechnen. Ein absoluter Schwerpunkt wird dabei erstmalig im Bereich der BIM-Anwendungen liegen.

Trend: BIM-Software und Cloud-Computing Insbesondere im Bereich der Konstruktion ermöglichen moderne Programme mithilfe parametrischer Tools das Entwerfen spektakulärer Bauten wie The Gherkin von Foster + Partners oder das Glasgow Museum of Transport von Zaha Hadid. Der Trend geht dabei klar zum Arbeiten und Planen mit BIM-Software: Alle Daten eines Gebäudes werden digital erfasst und vernetzt – wird ein Parameter in der zentralen Datei verändert, werden die übrigen Werte automatisch angepasst und sind sofort für alle Beteiligten abrufbar. Ideal vor allem für die über 60.000 internationalen Planer (Architekten und Ingenieure sowie Projektentwickler) als Besuchergruppe auf der BAU. Ausgehend davon wird der Bereich „open BIM“ ausgebaut. Diesen Mega-Trend werden viele Aussteller der BAU 2015 aufgreifen. Einen weiteren Schwerpunkt bildet das sogenannte Cloud-Computing, bei dem sich die Daten nicht mehr auf lokalen Rechnern befinden, sondern in ausgelagerten Systemen; der Zugriff erfolgt über ein Netzwerk.

BIM im Forenprogramm der BAU Auch im fachlichen Rahmenprogramm der BAU 2015 spielt BIM eine wichtige Rolle. Im Forum der Halle C2 ist dem Thema sogar ein eigener Tag (20. Januar) gewidmet. Experten aus aller Welt, darunter Prof. Dr. Andé Borrmann von der TU München, Kai-Uwe Bergmann, Ingels Group,

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New York sowie Prof. Christoph Achammer, ATP architekten ingenieure, Innsbruck, berichten über Ihre Erfahrungen mit der Digitalisierung des Bauens. Auch im Forum A4 wird BIM thematisiert. „Digital Architecture Production“, heißt der entsprechende Thementag am 23. Januar.

Wettbewerb „Auf IT gebaut“ Zur BAU IT gehört auch der Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“. Ausgezeichnet werden IT-gestützte Verfahren und Problemlösungen, die das Bauen optimieren – von kreativen Websites, Webblogs oder Ausbildungsplattformen bis hin zu Animationen, Simulationen oder Berechnungstools. Auch hier ist es möglich, dass BIM-Lösungen zur BAU 2015 mit im Vordergrund stehen können. Wir dürfen schon jetzt gespannt sein! Die Preisverleihung findet alle zwei Jahre auf der BAU statt, so auch 2015. Auslober des Preises sind das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie im Verbund mit dem Hauptverband der deutschen Bauindustrie, dem Zentralverband des deutschen Baugewerbes, der Industriegewerkschaft Bauen-Agrar-Umwelt und der BAU 2015. Die Organisation obliegt der Rationalisierungs-Gemeinschaft „Bauwesen“ im RKW Rationalisierungs- und Innovationszentrum der Deutschen Wirtschaft e.V. Weitere Informationen dazu gibt es online unter www.aufitgebaut.de

Weitere Informationen: www.bau-muenchen.com

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BIM und die BAU IT – und das BIM-Glossar 2014

BIM-Glossar – Akronyme und Definitionen BIM wächst mit den Phasen … Auf die Frage, was eigentlich Building Information Modeling sei, sollte das jeweilige Interesse an der informationsbasierten Methode im Mittelpunkt stehen. Was uns interessiert, sind die Daten und Informationen, die konsistent unter den Projektbeteiligten übergeben werden. Hierbei beschränkt sich das Interesse häufig nur auf die Übergabe. Bei genauerem Hinblick interessiert uns aber etwas ganz anderes: Die Information „Stütze“, „C20/25“ und „Pos. 103“ sind jeweils für sich genommen relativ bedeutungslos. Erst in Beziehung gesetzt werden diese Eigenschaften zu einer bedeutungsvollen, nutzbaren und vor allem verifizierbaren Aussage. Entscheidend sind somit nicht nur die Informationen, sondern ihre Beziehungen und Relationen zueinander. BIM ist somit eine inkrementelle Entwicklung, die als solche Möglichkeiten, Prozesse, Technologien und Ressourcen aufzeigt und koordiniert. Die Definition von BIM wächst in seiner buchstäblichen Aufstellung mit den Phasen, Verantwortlichkeiten, Aufgaben und den Zielen von der Projektinitiierung bis hin zur Bewirtschaftung.

3D/4D/5D/…-BIM

Eine Projektentwicklung mit BIMbasierten Methoden besteht aus einer mehrdimensionalen Struktur. Die drei ersten Dimensionen beschreiben die koordinatenbezogenen Richtungen (XYZ) eines Bauwerkes und der dazugehörigen, lokal ausgerichteten Bauteile. Wird das dreidimensionale Bauwerksmodell um die vierte Dimension „Zeit“ erweitert, kann schon in der Planungsphase ein Bauablauf virtualisiert werden. Die fünfte Dimension erweitert das informationsbasierte Modell zusätzlich mit Baukosten und Ressourcen, die es ermöglichen, abhängige Prozesse zu simulieren. Zuletzt können mit der Nutzung von bauteilbezogenen Informationen, je nach Anforderung der Prozesse, zusätzliche Dimensionen definiert werden. Somit können – auf den Lebenszyklus betrachtet – weitere Aspekte, wie z. B. die Gebäudebewirtschaftung, in das BIM-Modell einbezogen werden.

BIM:

Building Information Modeling ist die digitale Abbildung von physikalischen und funktionellen Eigenschaften eines Bauwerkes. Die Bauwerksmodelle sind dabei die konsistente Abbildung der Information, die eine zuverlässige Basis für relevante Entscheidungen während des gesamten Lebenszyklus bilden. Eine grundlegende Voraussetzung zur Anwendung der BIM-Methode ist die Kollaboration der disziplinbezogenen Beteiligten an verschiedenen Phasen der Wertschöpfungskette des Bauwerkes.

BIG BIM:

ist ein gebräuchlicher Ausdruck für die durchgängige und interdisziplinäre Anwendung der BIM-Methode über den Lebenszyklus eines Bauwerkes

Closed BIM:

beschreibt einen modell- und informationsbasierten Datenaustausch innerhalb eines Projektes, das mit den gleichen Softwarelösungen erstellt wurde.

little bim:

ist ein gebräuchlicher Ausdruck für die Anwendung der BIM-Methode beschränkt auf eine Disziplin und beschreibt damit eine Insellösung

Open BIM:

beschreibt einen offenen modell- und informationsbasierten Datenaustausch – also den Austausch von Modellen innerhalb eines Projektes die aus unterschiedlichen Disziplinen, die mit jeweils verschiedenen Softwarelösungen erstellt wurden.

BIM in der Initialphase Der Lebenszyklus beginnt in der Regel deutlich früher als das Bauwerk, in dessen Rahmen ein Bauprojekt vollzogen wird. Ausgehend von einer ersten Idee, wird eine Vision entwickelt. Wenn eine BIM-Anwendung im Projekt vorgesehen ist, dann sollten die Anstrengungen auf eine zielorientierte Auftraggeber-Beratung ausgerichtet werden. BIM ermöglicht eine systematische Verfolgung der Zielumsetzung .Während der Projektvorbereitungsphase sollte neben der generellen Investitionsentscheidung auch über die BIM Ziele, Nutzungsbereiche und -umfang entschieden werden. Die Bemühungen sollten sich auf Strategien beziehen, welche die Möglichkeiten, Prozesse, Technologien und Ressourcen aufzeigen, um die Ziele der Gebäudebewirtschaftung zu erreichen. BIM-basierte Bauabläufe erlauben es, die Details des Projektinkrements erst genau dann endgültig festzulegen und zu entscheiden, wenn der aktuelle Anforderungsstand und der Grad der Umsetzung es erlauben und erfordern. Eine intensive Zusammenarbeit mit dem Kunden ist in den modernen Managementmethoden unentbehrlich. Zu Beginn des Projektes sollte der Bauherr einen BIM-Manager als Experten mit fundierten Kenntnissen und Kompetenzen beauftragen, dessen Zuständigkeit sich über die Abfassung der vorläufigen, projektspezifischen BIM-Richtlinie sowie über die Koordination der BIMPflichten der unterschiedlichen Disziplinen erstreckt (BIM Execution Plan).

BIM Management:

ist die zentrale Funktion für die strategische und projektbegleitende Steuerung der BIM-Prozesse sowie die Erfüllung der BIM-Ziele. Der BIM Manager ist die hierfür verantwortliche Person

BIM Planungsprozess:

Der BIM Planungsprozess beschreibt das Vorgehen zur Einführung von BIM in das Projekt. Der BIM Execution Plan beschreibt dabei die zielführende Ausführung der BIM-Methode über dem Projektverlauf. Um eine strukturierte Vorgehensweise für die BIM-integration in das Projekt zu definieren sollte bereits in der Initialphase eine Strategie und die Anforderungen für die erfolgreiche BIM-Implementation in das Projekt identifiziert werden

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BIM und die BAU IT – und das BIM-Glossar 2014

BIM Strategie Plan:

Die BIM-Strategie definiert die Absichten und Ziele für die BIM-Implementation in das Projekt, identifiziert und bewertet die BIM-Anforderungen als Grundlage für den BIM Ausführungsplan (BIM Execution Plan). Die Strategieplanung umfasst dabei die Integration der BIM Methode auf die vorhandenen internen Prozesse des Bauherren/Betreibers, die Identifizierung der Ziele und die Vorgehensweise um BIM in das Projekt zu adoptieren.

BIM Implementation Plan:

Nachdem die BIM-Strategie entwickelt worden ist, kann die Durchführungsplanung beginnen. Der Zweck dieses Schritts ist, die ausführlichen Richtlinien und Protokolle für die Durchführung zu bestimmen und zu dokumentieren. Die Planung der BIM Implementation definiert die Prozesse, die Informationsanforderungen und die Rollen für die BIM Ausführung um die erklärten Ziele zu erreichen. Vor Beginn des Projektes sollte auch die Vertragsvoraussetzungen für die BIM-Ausführung definiert werden. Diese Anforderungen sind notwendig, um sicherzustellen, dass die Ziele des Bauherren/Betreibers gedeckt werden und die gesamten Projektbeteiligten die gleichen Voraussetzungen und das gleiche Verständnis für die Durchführung der BIM-Methode im Projekt haben. Die BIM-Richtlinie und der BIM-Executionplan sollten hierbei Bestandteile der Verträge sein.

BIM Execution Plan:

Der BIM Durchführungsplan ist ein Richtlinien-Dokument, das die Grundlage einer BIM-basierten Zusammenarbeit definiert. Er legt die organisatorischen Strukturen und die Verantwortlichkeiten fest, stellt den Rahmen für die BIMLeistungen und definiert die Prozesse und die Anforderungen an die Kollaboration der einzelnen Beteiligten. Der BIM Execution Plan ist ein für das jeweilige Projekt definierter Plan. Er sollte Vertragsbestandteil zwischen Bauherrenschaft und Projektteilnehmern werden.

BIM Richtlinie:

heißt eine logisch strukturierte Serie von Dokumenten, die für die Projektteilnehmer auf den verschiedenen Entscheidungshierarchien gedacht sind. Sie vereinheitlicht die Modelle in Bezug auf Strukturen, Elemente und Informationen. Sie legt die projektbezogenen Ausprägungen der BIM-Ziele (Funktionen) fest, definiert die Informationsbedürfnisse und deren Qualitäten. Die BIM-Richtlinie sollte Vertragsbestandteil zwischen Bauherrenschaft und Projektteilnehmern werden. Die BIM-Richtlinie ist Projektübergreifend und standardisiert bauherrenseitige Bauprozesse

BIM in der Planungsphase Bei Beginn der Planungsphase haben sich die Rollen und Verantwortlichkeiten für die BIM-basierte Umsetzung des Projekts gefunden. Die BIM-Hauptaufgaben sind die Umsetzung des BIM-Execution Plans und der BIM-Richtlinie. Das BIMManagement ist die zentrale Funktion für die strategische und projektbegleitende Steuerung der BIM-Prozesse, Qualitätsüberwachung und -bewertung.

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Für das Projekt muss von den Verantwortlichen für die Planungsdisziplinen, entsprechend der BIM-Aufgaben und Anforderungen, ein disziplinspezifischer BIM-Koordinator ernannt werden. In einem Projekt definiert sich die Anzahl der BIM-Koordinatoren mit der Anzahl der Fachplaner. Die disziplinübergreifende Kommunikation der BIM-Aufgaben zwischen den Projektbeteiligten wird durch die jeweiligen Koordinatoren gesteuert.

BIM Bauwerksmodell:

Das „Building Information Model“ ist das Bauwerksmodell (auch VGM-Virtuelles Gebäudemodell genannt), welches während des Planungsprozesses meist mit mehrdimensionalen, bauteilorientierten Softwaresystemen (BIM-fähiger Software) erstellt wird. Dabei ist bei dem Begriff Bauwerksmodell nicht von einem monolithischen Gesamtmodell auszugehen, sondern von der Koordination der Modelle der einzelnen beteiligten Fachplaner (Architekturmodell, Tragwerksmodell, TGA-Modell, etc.) Diese Modelle werden fachspezifische Bauwerksmodelle, kurz Fachmodelle, genannt.

BIM-Koordinator:

Sein Aufgabenbereich überschneidet sich sowohl mit den Anforderungen und Aufgaben der BIM-Richtlinie, als auch mit den Kernaufgaben des jeweiligen Planers. Darüber hinaus sind die Aufgaben des/der Koordinator/in oft von technischen Sachverhalten geprägt und erfordern daher Verständnis für die Anforderungen, Aufgaben und den Umfang der BIMPlanung.

BCF:

ist ein Austauschformat BCF (BIM Collaboration Format), ein offenes Dateiformat, welches den Austausch von Nachrichten und Änderungsanforderungen zwischen BIM-Viewern und BIM-Software unterstützt.

bSDD (IFD):

BuildingSMART Data Dictionary. Das Datenwörterbuch gehört zu den Kernkomponenten der buidlingSMART Technologie. Das bSDD ist eine Referenzierungsdatenbank und unterstützt die Interoperabilität im Bauwesen. Die Datenbank ermöglicht eine flexible und zuverlässige Methode zu Verknüpfung von Begriffen und Ausdrücken, deren Abhängigkeiten und Definitionen (Datentyp, Einheiten, Wertebereiche, ...) über verschiedene Sprachen hinweg und dient als Erweiterung und Namensraum für das IFC Datenmodell.

Coordination and Clash Detection:

Modellbasiertes Verfahren zur Ermittlung geometrischer Konflikte auf der Basis eines dreidimensionalen Computermodells. Dieses Verfahren wird in der Planungsphase eingesetzt. Die so gefundenen Konflikte werden nach weiterer Verarbeitung (Filtern und Sortieren) in einem Report zusammengestellt und als Grundlage für Koordinierungsbesprechungen verwendet. Es erhöht die Planungssicherheit und hilft Baukosten sowie Risiken zu minimieren.

IFC:

Industry Foundation Classes ist ein definiertes Datenaustauschformat, das ermöglicht Datenmodelle inklusive aller Gebäudestrukturen, -informationen und Bauteileigenschaften verlustfrei zwischen den am Bau be-

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BIM und die BAU IT – und das BIM-Glossar 2014

teiligten Disziplinen im Lebenszyklus eines Bauwerkes austauschen zu können. IFC-Modelle stellen das Fundament für den Austausch und das Teilen der Information zwischen verschiedenen Softwareanwendungen zur Verfügung und definieren somit eine gemeinsame Sprache. Das IFC-Datenmodell ist eine neutrale und offene Spezifizierung und ist ein allgemein verwendetes Format für BIM. Die IFC ist seit dem Release IFC4 ein offizieller ISO-Standard – ISO 16739:2013

IPD:

steht für Integrated Project Delivery und beschreibt das kooperative Zusammenarbeiten aller am Bau Beteiligten

LCC:

Lifecycle Cost / Lebenszykluskosten. Mit einem vereinfachten Berechnungsmodell für die gebäudebezogenen Lebenszykluskosten können die größten Anteile der Herstellungs- und Nutzungskosten über den Lebenszyklus mit vertretbarem Aufwand betrachtet und mögliche Ansätze für zusammenfassende Optimierungen aufgezeigt werden.

GIS:

Geographical Information Systems

Modellbasierte Funktionskontrolle:

Modellbasiertes Verfahren zur Ermittlung funktionaler Konflikte wie z. B. Öffnungsfunktionen von Fenster und prozessbezogener Verfahren wie z. B. Ermittlung von Fluchtwegdistanzen

MVD (Model View Definition):

Die Modell-Ansichtsdefinitionen (MVDs) definieren die Teilmengen des IFC-Datenmodells, die notwendig sind, um die spezifischen DatenaustauschAnforderungen im Bauwesen während eines Bauvorhabens zu unterstützten. Die Modellansichtsdefinition stellt eine Anleitung für alle IFC-Ausdrücke (Klassen, Attribute, Beziehungen, Eigenschaftssätze, Mengendefinitionen, etc.) zur Verfügung, die in einem bestimmten Anwendungsbereich verwendet werden und vorhanden sein müssen.

Rapid Prototyping:

Rapid Prototyping beschreibt den Prozess zur Herstellung von Modellen aus 3-dimensionalen Daten. Hierbei können z. B. konkrete Details an einem realen Objekt verifiziert und diskutiert werden. 3D-Drucker zählen zu den innovativsten Produkten der letzten Jahre.

Simulation:

Die Gebäudesimulation ist eine Vorgehensweise zur Analyse von Gebäudemodellen. Hierbei können alle physikalische Eigenschaften und Bauteilkennwerte genutzt werden, um beispielsweise den Energieverbrauch, den Bauablauf oder Rettungsszenarien zu simulieren. In der Bauausführung dient es auch als Soll-/IST-Kontrollen

BIM in der Realisierungsphase In der Realisierungsphase des Projektes werden die Gebäudemodelle für z. B. Logistikprozesse, Massenermittlungen oder

auch Soll-/Ist vergleiche herangezogen. Während der Bauvorbereitungsphase sollte sichergestellt werden, dass die erstellte Ausführungs- und Montageplanung aus der Planungsphase für die Implementierung in die Bauausführung verwendet werden kann. Im Rahmen der Ausführungskoordination und den daraus resultierenden Qualitätssicherungsmaßnahmen unterstützt das BIM Plausibilisierungs- und Abnahmeprozesse. Die BIM-Methode erlaubt es kontinuierlich Änderungen in den Prozess einfließen zu lassen. Hierbei gilt es, dass die während der Bauphase vorgenommenen Änderungen in das As-Built-Modell übertragen werden müssen. Während der Realisierungsphase entsteht eine Vielzahl von Informationen, die für spätere Prozesse wie z. B. Abnahmen und Mängelmanagement von Bedeutung sind. Hierzu sollte ein Construction Information Management System (CIMS) über die gesamte Realisierungsphase konsistent eingesetzt werden.

AS-Built BIMs:

Während der Realisierungsphase, werden die Modelle aktualisiert und vervollständigt, um die Veränderungen während des Baus und der Inbetriebnahme zu berücksichtigen. Diese aktualisierten Modelle werden As-built-BIMs genannt.

RFID:

Radio Frequency Identification: RFID ist eine AutoID-Technik zur berührungslosen und sichtkontaktfreien Identifikation von Objekten und Prozessen

CAM:

Computer Aided Manufacturing – Computergestütztes Produzieren durch direkte Steuerung von Produktionsanlagen, Maschinen, Transport- und Lagersystemen auf Basis von CAD-Daten.

CIMS:

Construction Information Management Systeme unterstützen als mobile Endgeräte elementbasierte Plausibilisierung von Prozessen während der Bauausführung und dienen zur Datenerhebung für das CAFM-System in der Betreiberphase.

BIM in der Betreiberphase Informationstechnologien wie BIM werden üblicherweise unter Berücksichtigung von Kosten und Nutzen betrachtet. Bei der Immobilienverwaltung geht die Bewertung von strategischen Zielen, wie Eigentum, Management, Beschaffung von Dienstleistungen, langfristigen Qualitätszielen etc. aus. Darüber hinaus werden die Investitionen in Informationssysteme auf der Basis von Anlaufkosten, Benutzerfreundlichkeit, Verfügbarkeit von Kundenbetreuung, Datenaktualisierung, Kosten usw. ausgewertet. Die Strategie und die Ziele für das Informationsmanagement, der Charakter von Gebäudenutzung und -management sollten zu Beginn des Bauvorhabens bekannt sein, so dass die Bedürfnisse des Kunden bzw. Auftraggebers auf angemessene Weise bei der Festlegung der Anforderungen für die Anwendung der BIM-Methode von allen Beteiligten berücksichtigt werden können. Die Gebäudemanagementprozesse können durch modellbasierte Anwendungen auf verschiedenen Ebenen und für verschiedene Informationsbedürfnisse genutzt werden: operatives Gebäudemanagement, Erbringung von Dienstleistungen, Management der Instandhaltung usw.

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BIM und die BAU IT – und das BIM-Glossar 2014

As-Maintained Model:

As-Maintained Model oder Betreibermodell. Während des Ausführungsprozesses werden die einzelnen Teilmodelle dem gebautem Zustand angepasst und entsprechend aktualisiert. Die Maße, aber insbesondere die gewählten Komponenten mit ihren Herstellerangaben, müssen den tatsächlich errichteten Anlagen und der Technik entsprechen. Es muss im Projekt vereinbart werden, ob der Planer oder die ausführenden Firmen diese Aktualisierung vornehmen. Teile der Haustechnikmodelle, insbesondere die Endgeräte, werden als Basis für das technische Facility Management verwendet und werden in das CAFM System des Betreibers übernommen.

VMS:

Das Virtual Maintenance System ist die modellbasierte Anbindung des CAFM-Systems. Das grafische System bietet sich auch als „Übersetzer“ zwischen dem BIM-Modell und CAFM-System dar

UBL:

UBL (Universal Business Language) ist eine XMLbasierte Präsentation für die elektronische Übertragung von Facility Management Aufgaben. Es wurde von der internationalen Organisation OASIS entwickelt. RAKLI – der finnische Verband der Bauherren und Auftraggeber – hat im Jahr 2009 die Leitlinien für die Anwendung von UBL in der Immobilienbranche veröffentlicht Jens Bredehorn (BIM Manager) Marc Heinz (BIM Manager)

CAFM:

Computer Aided Facility Management bezeichnet eine Computergestütztes Verwaltung und Bewirtschaftung von Gebäuden. Ein CAFM-System unterstützt spezielle Arbeitsabläufe des Immobilienmanagements in Sinne eines Informationssystems insbesondere, um Kosteneinsparungen zu realisieren.

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Impressum Ernst & Sohn Special: BIM – Building Information Modeling

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Redaktion Dr. Burkhard Talebitari (verantw.) Tel. (030) 470 31-273, Fax (030) 470 31-229 btalebitar@wiley.com Kunden-/Leserservice Wiley-VCH Kundenservice für Ernst & Sohn Boschstraße 12, D-69469 Weinheim Tel.: +49 (0)800 1800 536 (innerhalb Deutschlands) Tel.: +44 (0)1865476721 (außerhalb Deutschlands) Fax: +49 (0)6201 606184 Schnelleinstieg: www.wileycustomerhelp.com Einzelheft-Verkauf: CS-Germany@wiley.com Einzelheft 22,– € inkl. MwSt. und Versand/Porto Bestellnummer 2134-1411 Weitere Sonderhefte online bestellen auf: www.ernst-und-sohn.de/sonderhefte Gesamtanzeigenleitung Fred Doischer

Produktion: NEUNPLUS1 Verlag+Service GmbH, Berlin © 2014 Wilhelm Ernst & Sohn Verlag für Architektur und technische Wissenschaften GmbH & Co. KG, Berlin Rotherstraße 21, 10245 Berlin, Tel. (030) 470 31-200, Fax (030) 470 31-270 www.ernst-und-sohn.de Die im Special veröffentlichten Beiträge sind urheberrechtlich geschützt. Alle Rechte, insbesondere das der Übersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten. Kein Teil dieses Specials darf ohne schriftliche Genehmigung des Verlages in irgendeiner Form – durch Fotokopie, Mikrofilm oder andere Verfahren – reproduziert oder in eine von Maschinen, insbesondere von Datenverarbeitungsanlagen, verwendbare Sprache übertragen werden. Auch die Rechte der Wiedergabe durch Vortrag, Funk oder Fernsehsendung, im Magnettonverfahren oder auf ähnlichem Wege bleiben vorbehalten. Warenbezeichnungen, Handelsnamen oder Gebrauchsnamen, die im Special veröffentlicht werden, sind nicht als frei im Sinne der Markenschutz- und Warenzeichen-Gesetze zu betrachten, auch wenn sie nicht eigens als geschützte Bezeichnungen gekennzeichnet sind.

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Wirtschaftlichkeit von Bauprojekten Das Buch behandelt den Komplex des Bauprozessmanagements aus baupraktischer Sicht und zeigt, wie durch Prozessoptimierung, durch Industrialisierung und Anwendung neuer Technologien (Sensortechnik, digitale Kommunikation, Echtzeitsteuerung etc.) die Wirtschaftlichkeit von Bauprojekten erheblich gesteigert werden kann. Ausgewiesene Experten und namhafte Unternehmen berichten über Einführung und Umsetzung des Prozessmanagements im Bauwesen und in der Immobilienwirtschaft. Es wird beschrieben, wie Qualität, Termine und Kosten auch bei komplexen Großprojekten zuverlässig gesteuert werden können.

Hrsg.: Christoph Motzko Praxis des Bauprozessmanagements Termine, Kosten und Qualität zuverlässig steuern 2013. 226 S. € 49,90* ISBN 978-3-433-03007-3 Auch als erhältlich

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