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2015 Ernst & Sohn Special November 2015 A 61029

BIM – Building Information Modeling

–  BIM im Diskurs –  BIM in der Ausbildung –  BIM im Consulting –  BIM im Ingenieurbau –  BIM und die Hersteller –  BIM in der Schalung –  BIM und die Bauunternehmen –  BIM und die Software –  BIM und der Bund –  BIM und die DeuBauKom – sowie das BIM-Glossar 2015


Editorial

Ist BIM in Deutschland angekommen?

Lebhaft wird in Deutschland über das Thema BIM gesprochen und diskutiert und es wäre nicht übertrieben zu sagen: BIM ist das Thema der gesamten Baubranche schlechthin. Auch wenn BIM ganz sicher nicht das Allheilmittel für die allseits bekannten Probleme ist, wird in den nächsten Jahren dennoch die Mehrzahl der Unternehmen des Bauwesens von dieser Thematik betroffen sein. Das nun vorliegende 3. BIM Special des Verlages Ernst & Sohn soll dazu beitragen, Wissen zu vermitteln, die mit der BIM Methodik verbundenen Herausforderungen zu durchleuchten, den aktuellen Diskurs ums Thema abzubilden und auch durchaus kritisch zu hinterfragen. Viele interessante Beiträge von Bauingenieuren, Planern, Architekten und Bauunternehmen sowie nicht zuletzt – in dieser Ausgabe vermehrt – auch von Bauproduktherstellern, zeigen die unterschiedlichen Facetten von BIM aus Sicht der jeweiligen Betrachter. Immer mehr setzt sich die Erkenntnis durch, dass die wachsenden Anforderungen an Bauprojekte mit traditionellen Planungsmethoden wohl kaum noch zu beherrschen sind. Der anhaltende Kostendruck, kürzere Projektlaufzeiten und auch die Anforderung, Mängel frühzeitig zu erkennen, zwingen zum Umdenken. Berücksichtigt man die internationalen Entwicklungen, z. B. in Skandinavien oder auch in Großbritannien und den USA, ist BIM eine Methodik, die allen an der gesamten Prozesskette des Planens und Bauens beteiligten helfen kann, den künftigen Anforderungen gerecht zu werden. Um eine Umsetzung von BIM in Deutschland zu forcieren, müssen jedoch noch allerlei Hürden genommen werden. So sind nach Einschätzung vieler Fachleute die zu erwartenden Probleme weniger der Technologie zuzuordnen, als vielmehr der Tatsache, dass der Wissenstand über die Anwendung von BIM bei den meisten potentiellen Anwendern noch nicht ausreichend ist und vielen verständlicherweise (noch) die praktische Erfahrung fehlt. Dabei erschwert der Umstand, dass es zur Zeit auch noch keine einheitliche Definition von BIM gibt, sondern viele verschiedene Ausprägungen und Auslegungen, eine einheitliche Wissensvermittlung. Alle an einem Bauprojekt beteiligten müssen sich künftig der Aufgabe stellen, eine durchgängige, gewerkeübergreifende Kommunikation sicher zu stellen. Unabdingbar ist außerdem die Bereitschaft, die bisherigen Planungs- und Bauprozesse an die BIM Methodik anzupassen. Die erfolgreiche Einführung von BIM wird u. a. auch davon abhängig sein, ob es der gesamten Baubranche ge-

lingt, genügend BIM-Fachkräfte auszubilden, damit wir das BIM-Know-how in die Unternehmen tragen können. Eine Anwendung der BIM-Methodik erfordert deutlich mehr Managementkapazitäten, um eine ordnungsgemäße Umsetzung zu gewährleisten. Hierbei geht es u. a. darum, Mitarbeiter zu schulen, die eine entsprechende Kooperation und Koordinierung aller am Projekt beteiligten sicherstellen sollen. Eine noch engere Zusammenarbeit von Hochschulen, Universitäten, Verbänden und Unternehmen wäre hierbei sicher von großem Vorteil. Eine große Herausforderung besteht auch in der Änderung der bisherigen Vergabepraxis, bei der ein deutliches Umdenken dringend erforderlich ist. Eine Umfrage der Bay. Ing. Kammer vom Juli 2015 zeigt die ewige Crux: In 76 % aller Fälle erhält noch immer der billigste Anbieter den Zuschlag. Solange es hier kein Umdenken gibt, wird eine breite Umsetzung von BIM in Deutschland behindert werden, denn ganz ohne Zweifel steigen hierbei die Planungsaufwände für Bauprojekte. Der vom Bundesminister Dobrindt vorgestellte „10 Punkte Aktionsplan“ soll dabei helfen, die Chancen der Nutzung digitaler Methoden (gemeint ist damit u. a. BIM) im Bauwesen zu nutzen. Dieser Aktionsplan fordert daher aus gutem Grund eine Vergabe an den wirtschaftlichsten und nicht an den billigsten Bieter. Es ist zu wünschen, dass dieser Aktionsplan möglichst rasch zur Umsetzung kommt und wir nach und nach alle Hürden beseitigen, die einer Umsetzung und Durchsetzung von BIM derzeit noch im Weg stehen.

Eine anregende Lektüre wünscht Ihnen

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

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Inhalt

Viele Detailinformationen werden heute noch in dokumentenorientierter Arbeitsweise zusammengetragen und aufwendig verwaltet. Mit BIM geht das auch anders. So prüft Schüco derzeit etwa mit anderen Firmen, wie die in SchüCal ermittelten spezifischen Daten über die Umweltauswirkungen der Schüco-Bauelemente nicht nur in Form eines PDFDokuments als Umweltproduktdeklaration (kurz EPD) ausgegeben werden, sondern auch als XML-Datensatz an eine geeignete Zertifizierungs-Software zur Weiterverarbeitung übergeben werden können. Für Schüco ist es wichtig, die traditionellen und die fortschrittlichen Planungsmethoden zu unterstützen. Doch wird sich das Planen und Arbeiten mit BIM-Daten mehr und mehr durchsetzen. Schüco und seine Partner sind bereits heute sehr gut darauf vorbreitet. (Foto: Schüco, Bericht siehe Seite 109)

Special 2015 BIM – Building Information Modeling

EDITORIAL 03

Michael Fritz Ist BIM in Deutschland angekommen?

BIM iM DISKURS 06 Zuvor Heribert Leutner 07 Schöne neue BIM-Welt Odilo Schoch Transformation der Baukultur!? 12 Philipp Dohmen Bitte ein BIM 15 Dietmar Bernert Die vernetzte Bauindustrie 18 Bernhard Bayer Warum BIM nicht neu ist 22 Ulrich Hartmann BIM und das platon’sche Höhlengleichnis 25 Christian Ehl Einer, der alle beherrscht 31 BIM in der Ausbildung 33 36

Nahid Khorrami, Christian Heins Generation BIM André Pilling BIM in der Ausbildung – Ungewohnte Nähe zum Fachingenieur

BIM im consulting

Ernst & Sohn Special 2015 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

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39 44 48 52 54

Fabiana Oscari-Bergs, Andreas Kohlhaas InfraBIM in den Niederlanden: Mehr als nur eine Planungsmethode Andres Garcia Damjanov 3 Ratschläge und ein Dekalog Jens Bredehorn „Wer kriecht stolpert nicht“ Marc Heinz Financial Fair Play Patrick Reininger BIM-Daten firmenübergreifend und sicher austauschen

BIM im INGENIEURBAU 56 60 65 68

Andreas Häusler BIM und 5D Planung bei Fichtner Bauconsulting Walter Rustler BIM in der Tragwerksplanung Florian Bernatzky, Dirk Hennings Klinikum Frankfurt Höchst: Mit BIM zum ­Passiv­hausstandard Jörg Jungwirth, Matthias Scholz, Rebecca Deinhard, Michael Schneider BIM in der Verkehrsinfrastruktur

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Inhalt

Alrun Laufkötter 074 Gesamtplanungsintegration Helmut Wrede 076 BIM-Statiksoftware: SCIA Engineer Frank Deinzer, Armin Dariz 078 Tragwerksplanung ohne Lücken und Improvisation Gerhard Hollenz 081 BIM im Straßen- und Tiefbau Mike Richter Flächendeckendes BIM in Schalungs- und Bewehrungsplanung nur eine Frage der Zeit 084  085 NX bei Bauwerken der Verkehrsinfrastruktur im Praxiseinsatz Kim Boris Löffler, Klaus Bollinger, Manfred Grohmann 087 Informationsmethodik im digitalen Planungsprozess Andreas Bach, Pieter Moerland, Sabine Siepmann 092 Tragwerksplanung mit BIM im Hoch- und Brückenbau BIM UND DIE HERSTELLER Johannes Reischböck Welche Musik spielen die Hersteller von Bau- und Einrichtungsprodukten im BIM-Konzert? 098  Markus Heße 101 BIM in Europa Oliver Geibig, Nils Krönert 105 Effiziente Baustellen-Unterstützung durch Lieferanten mittels BIM-Implementierung Christian Glatte 109 Die BIMevolution Stefan Slawik 112 Möglichst realitätsgetreue Abbildung in der virtuellen Umgebung 114 Gesamtheitliche Planung mit BIM – Neue Gestaltungsmöglichkeiten für Waschräume BIM in der schalung 115 117 121

Christoph Motzko, Fabian Linnebacher, Daniela Löw Strukturierung digitaler Arbeitsmethoden in der Schalungsplanung Markus Bittner, Stefan Janker, Hermann Stift, Markus Hofmarcher Simulationsgestützte Angebotsplanung in der Schalungstechnik Jochen Köhler Bedeutenden Effizienzsteigerungen

BIM und die bauunternehmen 124 128 132

Frank Steffens Zukunftsorientiertes Bauen erfordert Umdenken Niklas Brandmann Rathaus Leonberg: BIM für Fortgeschrittene Baustellen-Controlling via Cloud

BIM und die software 134 138 142 145

Holger Kreienbrink BIM-basierter Workflow im Architekturbüro Achim Warkotsch AVA und Kostenplanung in Zeiten von BIM Andreas Schramm Projektraum und BIM Schnelle und nachvollziehbare Auswertung eines BIM-Modells

BIM und der bund 146

Michael Herrscher BIM-Strategie für Deutschland – der Wagen rollt

BIM und die deubaukom 147

Deubaukom bietet gemeinsam mit BVBS informative IT-Plattform

BIM-glossar 2015 148

Silvio Werner BIM-Glossar – Akronyme und Definitionen

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Impressum

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Zuvor ›› Sie haben vermutlich schon viele Leute über BIM ­reden gehört. ›› Sie haben vermutlich gehört, dass es eine Wunderkiste ist, die alles besser machen wird. ›› Sie haben wahrscheinlich gehört, dass man diese oder jene Software dafür haben muss. ›› Wenn Sie selber Planer sind, haben Sie vielleicht auch schon angefangen, Modelle zu erstellen, oder diese ­sogar mit anderen Planern ausgetauscht. ›› Sie haben wahrscheinlich viel über Rechtsstreitig­keiten und die Frage „Wem gehört das Modell“ gehört, oder dass BIM nicht mit der HOAI vereinbar sei. ›› Sie haben bestimmt irgendwo die Aufwandskurve gesehen, die den Vergleich zur herkömmlichen Planung zeigt und schlussfolgern, dass Planung mit BIM deswegen mehr kosten muss. ›› Vielleicht denken Sie aber auch, dass es etwas ist, um das Sie sich noch ein paar weitere Jahre nicht ­kümmern müssen. ›› Nun vergessen Sie bitte für einen Moment was Sie gehört haben … und stellen Sie sich einfach vor …

›› …, wie wir unsere Gewinne steigern, wenn wir effi­ zienter arbeiten können, zu einem höheren Standard und mit reduziertem Risiko. ›› …, dass wir das Design abgeschlossen haben, bevor wir anfangen zu bauen und dass die rollende Planung der Vergangenheit angehört. ›› …, dass wir mit Bauabnahmen überhaupt kein ­Pro­blem haben, weil alles so gebaut wurde, wie ­geplant. ›› …, wie sich Wartungskosten verringern, wenn der ­Betrieb einen echten Zugriff auf die Immobilie hat und messen kann, was diese leistet. ›› …, wenn das fertige Projekt die Geschäftsergebnisse unserer Kunden mit echten gebauten Vermögens­werten unterstützt und nicht nur irgendein Gebäude ist. ›› …, wie wir zum Kundenerfolg beitragen statt nur zu der guten, alten Kundenzufriedenheit. ›› …, welchen großen Beitrag wir für die Umwelt in ­unserem Land leisten, wenn man frühzeitig Energie bewerten kann. ›› …, dass die Bauindustrie so attraktiv ist, dass sie die besten Talente eines Jahrgangs ziehen kann.

›› …, dass wir die Bedürfnisse unserer Kunden verstehen und von Anfang an genau das liefern, was sie brauchen, und nicht das, von dem wir denken, dass sie es wollen.

›› …, dass unsere Branche zahlreichen anderen ­Branchen und Industrien hilft, ihren Job besser zu ­verrichten.

›› …, dass ein Team von Anfang an, auf gleicher Augenhöhe mit einem gemeinsamen Ziel zusammenarbeitet.

›› …, wie wir unsere Wirtschaft fördern und gleichzeitig verantwortungsvoll auf der Erde bauen.

›› …, dass mit allen Beteiligten vereinbart ist, wo Information gespeichert und wie diese in einem Projekt ­verwaltet wird, bevor wir anfangen zu planen.

›› Ja, ich bin begeistert von BIM, aber meine Leidenschaft gilt ganz anderen Dingen. Also lassen wir die Abkürzung mal für eine Minute zur Seite und ver­ suchen wir zu erkennen, dass es sich um eine ein­ malige Chance für unsere Branche handelt. Lassen Sie uns diese Chance ergreifen und helfen Sie mit, unsere Bauindustrie fit für die Zukunft zu machen.

›› …, das Know-how von Produktherstellern und Bauausführenden von Anfang an zu integrieren. ›› …, dass alle Projektinformationen in einer gemein­ samen Datenumgebung so strukturiert sind, dass wir diese schnell und problemlos finden können.

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pd / fm


BIM im Diskurs

Schöne neue BIM-Welt Von der digitalen Agenda, der alten Idee von der neuen Partnerschaft, vom „oder gleichwertig“, dem verordneten Kulturwandel und anderen Bedenklichkeiten Die Lage ist ernst, das Land hat den Anschluss verloren. Wir, die wir uns mit Laptop und Lederhose zu den führenden Forschern und Entwicklern zählen, sollen quer durch alle Branchen und Lebensbereiche den Beginn des digitalen Zeitalters verschlafen haben. Die Bauwirtschaft muss dabei als besonders eklatanter Fall herhalten. Veraltete, fast schon mittelalterliche Planungsmethoden prägen heute noch den Alltag der Architekten und ­Ingenieure. Hat nicht schon Michelangelo seine Baupläne auf Papier gezeichnet? Plotter haben den Zeichenknecht abgelöst – aber sonst? Bautechnisch sieht es angeblich nicht besser aus. Stein auf Stein sind immer noch in Anwendung, wie einst beim Bau der Pyramiden. Bessere Hebezeuge, genormte Steinformate, Arbeitnehmerrechte – viel mehr scheint sich nicht getan zu haben. Aber eine Streitkultur habe sich etabliert, die jeden Sinn der Projektarbeit, dem gemeinsamen Ziehen am selben Strang, ad absurdum führe. Kein Wunder also, dass nahezu jedes Bauprojekt, über das in der Presse berichtet wird, aus dem Zeit- und Kostenrahmen läuft, so dass selbst das Ausland inzwischen laut an der einstmals glanzvollen deutschen Ingenieurkunst zweifelt.

lauern, und jeder daher gut daran tut, sich ihnen anzuver­ trauen. Drum bieten sie vermeintlich passende Werkzeuge, sichere Fährdienste und eine professionelle Reisebegleitung an.

–i– Stabilität, Frieden und Freiheit

Doch bevor wir nun mit ins Boot steigen und in die Zu­ kunft aufbrechen, ist ein gerüttelt Maß an Skepsis ange­ bracht. Handelt es sich eventuell nur um eine Butterfahrt, deren eigentlicher Sinn es ist, uns für die Brave New World wärmende Heizdecken in Form von Berater- und Schu­ lungsstunden sowie Schaufeln und Hacken zum Gold­ schürfen, sprich neue Software, zu verkaufen? Und wenn wir schon bei Aldous Huxley sind: Wird mit der Digitali­ sierung des Bauens „Stabilität, Frieden und Freiheit“ zu Lasten redlicher Werte und bewährter Methoden verspro­ chen? Bemerkenswert erscheint, dass sämtliche relevanten Doch Rettung für die immobile Welt naht, das Zauberak­ Verbände einer Branche, die üblicherweise an den entge­ ronym heißt BIM. Vorneweg reitet die Regierung höchst gen gesetzten Seiten des Tisches Platz nehmen, gemeinsam selbst in Person von Innovationsminister Dobrindt, seine eine Gesellschaft aus der Taufe heben. digitale Agenda fest im Griff. Fortschritt Das wirkt ungefähr so, als wenn Rüdi­ per Dekret? Die Politik als Innova­ Vorneweg reitet die Regierung höchst ger Grube und Claus Weselsky eine tionstreiber? Dann muss es tatsächlich selbst in Person von Innovationsminister Dobrindt, seine digitale Agenda fest im WG gründen. Mit anderen Worten: Es schlimm um die Bauwirtschaft stehen. muss noch viel schlimmer um die Bau­ Die Chance des Neuen haben die Griff. Fortschritt per Dekret? Die Politik als wirtschaft bestellt sein, als bisher ange­ üblichen Verdächtigen bereits erkannt. Innovationstreiber? Dann muss es tatsächnommen. Standesvertretungen, Berater und Soft­ lich schlimm um die Bauwirtschaft stehen. Die WG der Bauschaffenden heißt warehäuser haben sich positioniert und versprechen eine bessere Zukunft, nicht ohne darauf hinzu­ planen-bauen 4.0 GmbH und nennt sich „Initiative aller relevanten Verbände und Kammerorganisationen der weisen, dass bei Reisen in unbekannte Welten viele Risiken

Bild 1.  Schade eigentlich: Wäre mit BIM (bzw. rechtzeitiger und ordentlicher Koordination mit dem Bodengutachter) womöglich nicht passiert …

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BIM im Diskurs

gehen. Bauherren, Planer und Baufirmen sollen früher und enger im Sinne des Projekterfolges kooperieren. Ange­ dacht ist von planen-bauen 4.0, dass der Auftraggeber zu­ nächst eine Kurzdarstellung seiner Anforderungen liefert und die Planer und Bauunternehmen daraus eine integ­ rierte Lösung entwickeln, die das geforderte Ergebnis am besten realisiert. „Kosten-Benchmarking und die Fokussie­ rung auf Wirtschaftlichkeit und Preiswürdigkeit“ ersetzen den althergebrachten Wettbewerb, „… durch das Wissen darüber, was Projekte kosten sollten, statt durch Angebote, die auf unzureichender Dokumentation und Ausschrei­ bung beruhen“. Diese jetzt als Grundlage der Digitalisierung der Wert­ schöpfungskette Bau proklamierte Idee ist alter Wein in neuen Schläuchen. Bereits vor 10 Jahren hat der Hauptver­ band der Deutschen Bauindustrie e.V. das Partnerschafts­ modell für das Bauen gefordert. „Auf Basis von gegenseiti­ Bild 2.  Knapp 30 % Bauanteil der öffentlichen Hand, für die BIM einmal gem Vertrauen und gemeinsamen Zielen lassen sich (…) Vorschrift werden könnte Projekte kostengünstiger, schneller, qualitativ besser und damit für alle Beteiligten zufriedenstellender abwickeln“ hieß es damals in einer Werbebroschüre. Ein Dorn im Wertschöpfungskette Planen, Bauen und Betreiben“. Ihre Auge des Hauptverbandes war insbesondere die Risikover­ Mission ist, „Wegbereiterin bei der Einführung von BIM“ teilung bei Generalunternehmerverträgen auf Basis von zu sein. Unterwegs ist sie im Namen des Herrn Dobrindt funktionalen Leistungsbeschreibungen. Durchgesetzt hat bzw. im Auftrag der sich dieses Modell nicht, sieht man von den nicht unum­ Es wird wohl kaum zwei verschiedene ­öffentlichen Hand. Der strittenen ÖPP-Projekten einmal ab, denn es besteht das ­Digitalisierungen der Bauwirtschaft geben, Plan ist, ein Konzept erhebliche Risiko, dass der Wettbewerb dabei auf der Stre­ eine der öffentlichen Hand und eine der zur schrittweisen Ein­ cke bleibt. Privatwirtschaft. führung von modernen Im Sinne eines offenen, für den Bauherrn vorteilhaf­ IT-gestützten Verfahren ten Wettbewerbs ist die bisherige, in der HOAI angelegte der Planung, des Bauens und des Betreibens von Bauwer­ stufenweise Entwicklung der Planung bis zur ausführungs­ ken im Bereich der öffentlichen Hand zu entwickeln. reifen Lösung, auf deren Basis dann erst die Vergaben der Durch die Digitalisierung „leistet die Wertschöpfungskette Bauleistungen erfolgen. Ordentlich umgesetzt gibt es auch Bau einen erheblicher Beitrag zur digitalen Transforma­ keine „unzureichende Dokumentation und Ausschrei­ tion in Wirtschaft und Gesellschaft zur Lösung der gesell­ bung“. Es besteht also kein Anlass, dieses System grund­ schaftlichen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts“. legend zu ändern. Hingegen führt die geforderte frühe Ko­ Das vom BMVI geforderte und geförderte Programm operation zu dem Risiko, dass sich die in den Planungspro­ soll also nur Verfahren für die Bauwerke der ­öffentlichen zess einbezogene Baufirma einen Wettbewerbsvorteil Hand entwickeln. Aber es wird wohl kaum zwei verschie­ verschafft. Im öffentlichen Vergaberecht ist dies als „Pro­ dene Digitalisierungen der Bauwirtschaft geben, eine der jektantenproblematik“ hinlänglich bekannt. öffentlichen Hand und eine der Privatwirtschaft, erst recht Dem entsprechend wäre, wenn dieses nun wieder ent­ nicht im Sinne der genannten, hoch gesteckten gesell­ deckte Partnerschaftsmodell wirklich ernst gemeint ist, die schaftspolitischen Ziele. Somit werden die zu entwickeln­ Überarbeitung der Vergabeverordnungen der öffentlichen den Lösungen voraussichtlich normativen Charakter be­ Hand, von EU-Richtlinien über das Gesetz gegen Wett­ kommen. Das wäre nicht weiter erwähnenswert, wenn es bewerbsbeschränkung bis zu den kommunalen Vergabe­ um technische Kleinigkeiten ginge, doch werden bereits handbüchern, die Folge. Und dies scheint doch etwas un­ jetzt, am Anfang der Überlegungen, realistisch zu sein. Methoden vorgeschlagen, die weit über Die jetzt als Grundlage der Digitalisierung Übrigens würde mit der geplanten das Technische einer Digitalisierung hi­ der Wertschöpfungskette Bau proklamierte Kooperation zwischen Bauherr, Planer naus gehen und bisherige Grundregeln Idee ist alter Wein in neuen Schläuchen. und Baufirma unwillkürlich eine Kon­ und Verfahrensabläufe beim Planen Bereits vor 10 Jahren hat der Hauptverband zentration auf Kumulativleistungsträger und Bauen abschaffen wollen. Also der Deutschen Bauindustrie e.V. das Parteinhergehen. Wie anders, als mit Gene­ doch „Stabilität, Frieden und Freiheit“, nerschaftsmodell für das Bauen gefordert. ralunternehmern, soll diese Zusammen­ die uns die BIM-Welt-Regierung ver­ „Auf Basis von gegenseitigem Vertrauen arbeit im Planungsprozess von statten und gemeinsamen Zielen lassen sich (…) spricht? gehen? Im Klartext heißt dies, dass mit Projekte kostengünstiger, schneller, qualidieser Digitalisierung des Bauens die tativ besser und damit für alle Beteiligten mittelstandsfördernde Einzelvergabe zu zufriedenstellender abwickeln“ hieß es – ii – Grabe getragen wird. Nicht von unge­ ­damals in einer Werbebroschüre. Die alte Idee der neuen Partnerschaft fähr beschweren sich die Handwerksor­ ganisationen, dass bei ÖPP-Projekten Mit der Anwendung von BIM soll ein deutlich partner­ die Interessen des Mittelstandes nicht gewahrt werden. schaftlicherer Umgang der am Projekt Beteiligten einher­ Nun droht es noch viel schlimmer zu kommen.

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BIM im Diskurs

Unter dem positiven Image des nehmer die Möglichkeit, eine für ihn Partnerschaftsgedankens wächst günstige Ausführung im Detail zu derzeit noch eine weitere Wett­ entwickeln. Der Bauherr verzichtet bewerbsverzerrung heran. Auch im Gegensatz zum klassischen Pla­ die Produzenten von Baupro­ nungsablauf ganz bewusst auf die dukten empfehlen die Einbin­ Lieferung (oder die gemeinsame, ko­ dung derer Informationen und operative Entwicklung) detaillierter Spezifikationen im Sinne recht­ Planungsinhalte. zeitiger Problemlösungen für die Die jetzt im Zusammenhang Baustellen und Fertigungspro­ mit BIM geforderte frühzeitige ver­ zesse. Man spricht von „Frontloa­ tiefte Planung bereits im Entwurf ding“, und nach der o. g. Logik wirkt sich bei diesem Modell nicht bedeutet dies eine Produkteinbin­ im Sinne des Bauherrn aus. Das Ge­ dung bereits in den Entwurfs­ genteil ist der Fall, denn die klare Ri­ prozess. Dies ist nichts anderes sikoabgrenzung würde verwässert. Bild 3. Die Last der unteilbaren Verantwortung des Bauals der Versuch, die Hersteller­ BIM ist daher zurzeit nicht für und Produktneutralität des Aus­ meisters wird auch BIM nicht lindern alle Stakeholder interessant. Damit schreibungs­ und Vergabeprozes­ sich dies ändert, müssen effiziente ses außer Kraft zu setzen. Nicht ohne Grund haben die und vertragssichere Verfahrensabläufe in allen denkbaren Worte „oder gleichwertig“ so nachhaltigen Eingang in der Vertragsmodellen mit BIM möglich, wenn nicht sogar bes­ Baurechtsprechung erhalten. Soll dies in der neuen digita­ ser sein. Voraussetzung dafür ist, dass BIM ein Planen und len Welt nicht mehr gelten? In diesem Kontext mag Zwei­ Bauen mit digitalen Modellen fördert, ohne die Grundla­ fel daran angebracht sein, dass einige Hersteller von Bau­ gen für die Ausschreibung und Vergabe von Bauleistungen produkten derzeit gänzlich uneigennützig 3D­Bibliotheken auf den Kopf zu stellen. befüllen und den Planern kostenlos zur Verfügung stellen. Vieles spricht also dafür, die Digitalisierung des Pla­ – iv – nen und Bauens auf dem bewährten Dreiklang Bauherr / Der ungehörte Bauherr Planer / Baufirmen aufzusetzen. Sollen aber Rollen, Zu­ ständigkeiten und Verfahren unter dem Deckmantel der partnerschaftlichen Kooperation grundlegend verändert Vom Umsatz im Bauhauptgewerbe entfallen laut Haupt­ verband der Deutschen Bauindustrie e. V. über die letzten werden, dann ist die Reise in die BIM­Zukunft nur für Jahre konstant unter 30 % auf die öffentliche Hand. Mehr große Baukonzerne interessant. Alle anderen können an als zwei Drittel des Umsatzes werden im Wirtschaftsbau Land bleiben, getreu nach dem Motto „stur lächeln und und Wohnungsbau generiert. winken“. Seltsam nur, warum diese zwei Drittel bei Kaum zwei andere Worte wie „oder gleich– iii – der derzeitigen BIM­ wertig“ haben so nachhaltigen Eingang in Das Verdrängen vertraglicher Realitäten Euphorie nicht wirklich die Baurechtsprechung erhalten. Soll dies in mitgenommen werden. der neuen digitalen Welt nicht mehr gelten? Bisher sind in der deutschen Bau­ und Immobilienwirt­ Die aktuellen Veröffent­ schaft mehrere Vertragsmodelle für die bauliche Abwick­ lichungen und Seminare konzentrieren sich auf die Pla­ lung von Bauprojekten etabliert. Abgesehen von den bis­ nungsphase und dort zu allererst auf die technischen und her nur sehr vereinzelt oder als ÖPP existierenden Part­ nerschaftsmodellen passt keines der gängigen Modelle zu der kooperativen Vorgehensweise, wie sie von planen­ bauen 4.0 jetzt als Grundlage der Digitalisierung der Wert­ schöpfungskette Bau vorgeschlagen wird. Besonders weit weg von dieser angedachten Vorge­ hensweise ist das in der gewerblichen Immobilienwirt­ schaft sehr erfolgreiche Modell der Pauschalbeauftragung an einen Generalunternehmer auf Grundlage einer Funk­ tionalausschreibung. Dabei liefert der Auftraggeber (Bau­ herr) die Planung im Entwurf mit Leitdetails und funktio­ naler Leistungsbeschreibungen über das Bausoll. Für die Ausführungsplanung ist dann allein der Auftragnehmer (GU) zuständig, ebenso für die planerische Dokumenta­ tion des Gebauten. Wichtig für dieses Vertragsmodell sind die Regelun­ gen zum Leistungsbestimmungsrecht. Im Sinne einer wirt­ schaftlichen Auftragsvergabe wird dieses zu bestimmten Teilen dem Auftragnehmer zugebilligt, sofern er die funk­ Bild 4. Gut gelaufen: Rund 60.000 m2 BGF gebaut, 100 Mieter koordiniert tionalen Vertragsvorgaben einhält. So erhält der Auftrag­ und pünktlich fertig geworden, ohne BIM und 3D

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BIM im Diskurs

tion, welche die Digitalisierung des Planens ermöglicht. Dies ist die Verwendung der 3D-Daten für den Projektver­ trieb. Werbewirksame 3D-Darstellungen und Filme mit VR- und AR-Technik werden die nächste Evolutionsstufe im Maklerbüro sein. Und für den Wechsel ins Dreidimen­ sionale werden die in BIM generierten Daten benötigt. Bleibt allerdings zu hoffen, dass die verlockende Macht der digitalen Bilder nicht zu ganz neuen Aspekten der Prospekthaftung führt. Schon Ernst Bloch wusste im 2. Bd. des „Prinzips Hoffnung“ zu berichten, dass der Traum vom Haus nur im Entwurf, in der Zeichnung wirk­ lich zu genießen sei und das Modell eine Schönheit ver­ spreche, „die nachher, im wirklichen Bau, nicht immer so vorkommt“. Von der wichtigsten Gruppe der an Bauprojekten Be­ teiligten, die Bauherren, die Projekte veranlassen, beauftra­ gen und bezahlen, werden jedenfalls derzeit diejenigen, die für zwei Drittel vom Umsatz des Bauhauptgewerbes ver­ antwortlich sind, viel zu wenig ins Geschehen einbezogen. Für den hehren Anspruch des BMVI, mit der Digitalisie­ rung des Bauens sogar einen Beitrag zur Lösung „der ge­ sellschaftlichen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts“ zu leisten, ist dies nicht eben förderlich. Bild 5.  Schlecht gelaufen: Trotz früher Einbindung der Baufirma bereits in der Entwurfsphase und Planungskoordination in Pre-Constructionteams viel Sand im Getriebe (Fotos/Abb.: 1 + 3–5 Heribert Leutner, 2 HDB)

organisatorischen Vorteile dieser ­Methode. Die Erörterun­ gen driften relativ schnell ins rein Technische ab und verlie­ ren sich in Details zu Richt­linien, Modellen, Standards, Attributen und vielem mehr. Für die Bauherren ohne eigene Planungs- und Bauab­ teilung sind diese Details meist nicht bestimmt und auch nicht von Interesse. Wozu braucht der EFH-, ETW-, RMH-, usw.-Eigentümer die digitalen Daten seines Dachfensters? Um beim Austausch nach 30 Jahren in einem dann ana­ chronistischen EDV-Programm zu versuchen, diese zu ak­ tualisieren? Selbst der WEG-Verwalter wird sich nur für Dach und Fach interessieren. Gehen also einerseits die BIM-Intentionen an den Be­ dürfnissen des nicht öffentlichen Bauherrn vorbei, wird an­ dererseits ein Komplex, den der private Bauherr als Digitali­ sierung des Bauens täglich wahrnimmt und der beachtliche Zuwachsraten verzeich­ Die aktuellen Veröffentlichungen und net, nämlich dem Smart ­Seminare konzentrieren sich auf die PlaHome, von den BIMnungsphase und dort zu allererst auf die Protagonisten nur am technischen und organisatorischen VorRande behandelt. Auf teile dieser Methode. Die Erörterungen die Dynamik, mit der driften relativ schnell ins rein Technische sich Smart-Home-The­ ab und verlieren sich in Details zu Richt­ men verbreiten und linien, Modellen, Standards, Attributen und ihrer­seits Standards set­ vielem mehr. zen, scheint die politisch verordnete Innovation des digitalen Bauens nicht vorbereitet zu sein. An einem weiteren Beispiel zeigt sich, dass wichtige Protagonisten nicht mit auf die Reise genommen werden, denn vernachlässigt wird die für Projektentwickler und Bauträger und deren Wertschöpfung interessante Innova­

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–v– Der verordnete Kulturwandel Stutzt man das von der planen-bauen 4.0 GmbH ange­ strebte, hochtrabende Modell einer im Sinne der Digitali­ sierung der Wertschöpfungskette Bau idealisierten Zusam­ menarbeit von Bauherren, Planern und Baufirmen auf BIM als „eine Methode der optimierten Planung, Ausfüh­ rung und Bewirtschaftung von Gebäuden mit Hilfe von Software“ (Quelle: Wikipedia) zurück, dann führt der Ein­ satz von BIM gleichwohl zu Veränderungen der bisher angewendeten Planungsprozesse. Die Befürworter von BIM betonen dabei insbeson­ dere die Vorteile der gemeinsamen Arbeit der Architekten und Ingenieure am dreidimensionalen Koordinations­ modell, die kommunikationsfördernd sei und zu einer an­ deren Denkweise und besserem Informationsaustausch führe. Die gemeinsame Arbeit am Koordinationsmodell bewirke gewissermaßen einen Kulturwandel bei der Pla­ nung. Aber aufgepasst: Damit alle Vorteile eines flexiblen Planungsmodells über den gesamten Planungsprozess rea­ lisiert werden können, muss bereits der Entwurf in einem geometrischen System stattfinden. Einzelne Veränderun­ gen von Anforderungen und Parametern führen dann zu automatisierten, assoziativen Änderungen im Gesamtsys­ tem. Im Klartext heißt dies, dass dieser Kulturwandel, der im ersten Moment nach Harmonie und Rosamunde Pil­ cher klingt, in Wahrheit eine durch methodische Vorgaben zwangsweise verordnete Veränderung ist. Willkommen in der schönen neuen Welt. Den Kulturwandel-Ideen muss man deutlich entgegen setzen, dass sich – außer in totalitären Systemen – Kultur nicht per Verordnung ändern lässt. Und die Qualität einer Zusammenarbeit, z. B. beim Planen und Bauen, lässt sich durch Methoden auch nur bedingt beeinflussen. Vielmehr gründet sich Zusammenarbeit auf Verträge, GovernanceRegeln und Organisationshandbücher und wird erst von


BIM im Diskurs

den mit Sekundärtugenden ausgestatteten Beteiligten mit tung der architektonischen Aufgabe ist es dabei wichtig, Leben gefüllt. Auch BIM hilft nicht weiter, wenn einzelne der Kreativität zunächst freien Lauf zu lassen, bevor kluge an der Planung Beteiligte überfordert sind oder sich dem Ingenieure ihre Sachargumente einbringen und die koordi­ kooperativen Miteinander entziehen, wenn Entschei­ nierte endgültige Lösung der Planungsaufgabe entsteht. dungsängste, persönliche Eitelkeiten oder Beratungsresis­ Eine zu frühe Vertiefung der Zusammenarbeit von Archi­ tenz den Projektalltag prägen. tektur und Fachplanungen ist also nicht immer sinnvoll. Die Zusammenarbeit der Architekten und Ingenieure ist ohnehin seit Jahrzehnten in der HOAI verankert, indem – vi – der Architekt als Entwurfsverfasser die Planung vorgibt und alle an der Planung fachlich Beteiligten koordiniert. BIM ist ein großer Schritt nach vorn Er integriert die Fachplanungen in seine Planung, und BIM ist trotz dieser Kritik in Hinblick auf die Zusammen­ zwar nicht als primus inter pares, sondern tonangebend. arbeit der Planer ein großer Schritt nach vorne. Die Pla­ Im Englischen nennt sich dies „Prime Consultant“. Diese nungskoordination und -integration Heraushebung ist auch gut so, denn wird in der dreidimensionalen Planung nicht erst seit Russell Mulcahys High­ Wer die anstrengenden, teilweise aufreiverbessert. Dies hilft den Architekten lander wissen wir: „Es kann nur einen benden Planungskoordinationen zwischen und Ingenieuren, ihre Pflichten zu er­ geben“, wenn Außergewöhnliches statt­ kreativen Architekten und sachorientierten füllen. Denn die Lieferung einer koordi­ finden soll. Gute Architektur zum Bei­ Fachplanern bei einem ambitionierten Pronierten, fehlerfreien Planung ist Teil des spiel, die Baukultur ausmacht, ist au­ jekt einmal miterlebt hat, könnte auf die Werkerfolgs, den sie dem Bauherrn ßergewöhnlich. Idee kommen, dass es für die Effizienz des Diese bewährte Rollenverteilung Projektes vorteilhaft wäre, wenn der Archi- schulden. Um auf den Anfang dieser Überle­ braucht keine Neuregelung. Wer die an­ tekt seine Gestaltungshoheit gegenüber gungen zurück zu kommen: Wie steht strengenden, teilweise aufreibenden Pla­ den Fachplanern verlieren würde. Das es denn nun um die Bootstour mit Kurs nungskoordinationen zwischen kreati­ wäre dann Planungssozialismus am Koorauf die digitale Zukunft des Bauens? Es ven Architekten und sachorientierten dinationsmodell. werden wohl drei Boote an den Start Fachplanern bei einem ambitionierten gehen. Unter mächtigen Segeln startet Projekt einmal miterlebt hat, könnte auf der Innovationsminister mit seinen Bauherren der öffent­ die Idee kommen, dass es für die Effizienz des Projektes vorteilhaft wäre, wenn der Architekt seine Gestaltungsho­ lichen Hand und der planen-bauen 4.0 GmbH an Bord. heit gegenüber den Fachplanern verlieren würde. Das wäre Die Expedition ist auf viele Jahre ausgelegt und soll zur dann Planungssozialismus am Koordinationsmodell. Es Lösung der gesellschaftlichen Herausforderungen des wird noch interessant, wie sich die Bundesarchitektenkam­ 21. Jahrhunderts beitragen. Daneben gibt es die BIM-Bar­ mer zur Rolle des Architekten bei BIM-Projekten positio­ kasse, in der Architekten und Ingenieure mit Hilfe von 3D-Software die Planungsprozesse optimieren, ansonsten nieren wird. Auch aus einem anderen Grund ist die mit BIM ver­ aber vieles beim Alten lassen. Mit einiger Verspätung wird bundene frühe und vertiefte Einbeziehung der Fachplanun­ das batteriebetriebene Sportboot der privaten Bauherren gen in den Entwurfsprozess in einem geometrischen Sys­ ablegen. Die Ladestationen am anderen Ufer sind dann tem kritisch zu sehen. Zum Wesen der Entwurfsplanung bereits installiert. Berater und Softwarefirmen werden üb­ gehört es nämlich, dass in dieser Phase die Planungsauf­ rigens auf allen drei Booten zu finden sein. Heribert Leutner gabe erst noch gelöst werden muss. Das betrifft nicht nur technische Themen, Abstimmungen mit dem Nutzer und Verhandlungen mit Behörden. Auch die gestalterische Lö­ sung wird erst in diesem Prozess gefunden. Je nach Bedeu­ www.heribertleutner.com

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Transformation der Baukultur!? Vom Wandel einer Branche und deren datentechnischen Grundlagen chen Generierung von IFC-Dateien und extern vorgegebenen Attributslis­ ten, dass zeitgleich auch eine Diskus­ sion über neue Handlungsfelder beste­ hender kleiner und mittlerer Firmen geführt werden kann. Die Digitalisie­ rung der Immobilienbranche führt doch auch zur Wandlung des beruf­ lichen Selbstverständnisses.

–i– Die Zukunft als Datenproduzent? Im vergangenen Jahr erschienen zahl­ reiche neue Unternehmen, welche sich der Datenanalyse verschrieben haben. Oft kombinieren diese ihr Angebot mit BIM-Managements oder Schulungen. Die Daten sollten ja auch in passender Qualität entstehen. Im Detail haben sich die Personen hinter diesen Firmen Eine Metapher für die Zukunft der Daten-Produzenten? Ein Markt mit vielen Anbietern g­ uter ­Produktqualität – in unüblicher Arbeitshygiene … (Foto: O. Schoch) seit Jahren sehr kompetent mit der Digi­ talisierung beschäftigt – und wissen was kommt und wie BIM gemacht wird. Informationen sind Macht. Vor allem in einer digitalisierten GeDer Markt wächst und es ist nun also Zeit sich zu schäftswelt wird diese Weisheit als Chance und als Bedrohung positionieren: Möchte man Datenproduzent sein, oder zu­ spürbar. Die digitale Vernetzung der Akteure der Immobilienmindest Veredler? Auch klassische Planungsbüros sind branche wird deshalb viel Liebgewonnenes in Frage stellen. sich der Veränderungs­ BIM ist ein wichtiger Teil dieser Digitalisierung. Dabei wird möglichkeiten der Di­ Britische Pioniere sind zunächst für den ­eines Vergessen: die meisten BIM-Anwender liefern zunächst gitalisierung bewusst ­lokalen britischen Markt gewappnet. Bei nur Daten, d. h. den Nukleus der Digitalisierung. Das ist ehrenund positionieren sich erfolgreicher Lobbyarbeit hätten sie wenig wert und lässt einen nachts zufrieden die IFC-Datei auf den Serentsprechend. Öffent­ später einen signifikanten Vorsprung im ver des BIM-Koordinators kopieren. Vergessen wird dabei allerlich sind von Pionieren ­internationalen Markt, weil Daten schnell dings, dass in unseren Wirtschaftssystemen selten die Pro­ Zustimmung wie Be­ den Standort wechseln können. duzenten den ökonomischen Mehrwert ernten. Die Veredler, sorgnis zu hören: „Ge­ Händler und Analysten haben gemeinhein eine höhere Produk­ winner sind Architek­ tivität. ten, die wieder Boden zurückgewinnen“ (Hayde, 2015) bzw. die Besorgnis über einen stärkeren Einfluss von Pro­ Derzeit diskutieren die meisten Ingenieure und Architek­ jektsteurern (Stracke, 2015). Wenig wird aber diskutiert, wie man sich möglichst ten wie man möglichst viele Daten in bester Qualität er­ stellt. Wäre es nicht auch an der Zeit, sich mit der Vielfalt weit oben auf der Datenpyramide positioniert. Global for­ cieren aktuell die Briten ihre Datenarchitektur als Referenz. an weiteren Geschäftsbereichen dieser neuen Welt zu be­ D. h. britische Pio­niere sind zunächst für den lokalen briti­ schäftigen? Derzeit diskutieren die meisten Ingenieure Im Stillen freuen schen Markt gewappnet. Bei erfolgreicher Lobbyarbeit hät­ und Architekten wie man möglichst viele sich über die vielen ten sie wenig später einen signifikanten Vorsprung im inter­ Daten in bester Qualität erstellt. Wäre es ­Daten jene, die sich um nationalen Markt, weil Daten schnell den Standort wech­ nicht auch an der Zeit, sich mit der Vielfalt die teure Fleißarbeit der seln können. an weiteren Geschäftsbereichen dieser Datenerstellung drü­ neuen Welt zu beschäftigen? cken: jene, die wissen, – ii – wie man Daten analy­ siert. Sie vernetzen Daten zu wertigen Informationen. Die Veränderungen der Immobilienbranche Daten dienen ausgezeichnet zur Steuerung der Datenlie­ feranten. Über solche Gemeinplätze zu schreiben, ist ein­ Wir durften im Alltag bereits den disruptiven Charakter fach – aber Chefs wie Anwender verdrängen bei der tägli­ der Digitalisierung bemerken: den physischen Brockhaus

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sucht man mittlerweile vergebens. Die Frage ist, wie lange Bei derart viel Geld werden Begehrlichkeiten geweckt, man zuwartet, bis ein Wandel kommt. Sich gegen die Ver­ die dazu führen, bei der aktuell stattfindenden Digitalisie­ änderungen zu wehren, verschiebt die Problematik nur rung möglichst oben in der „Nahrungskette“ Fuß zu fassen. und verschlechtert die Situation der kleinen Firmen. Da im Moment in der Immobilienbranche vergleichsweise Nachdem auch Reisebüros, Buch­ wenig standardisiert ist, werden aktuell handlungen oder Schallplattenläden für Prozessdefinitionen und Datenstan­ Auch in realen Projekten wird seit längeden Mainstream-Musikgeschmack dards entwickelt, die evtl. nur eine rem datentechnisch zusammengearbeitet. durch die Digitalisierung verändert oder kurze Halbwertszeit haben. Aber im­ BIM wird trotz unklarer Verschiebungen eliminiert wurden, erreicht sie nun die merhin werden Standards geschaffen. von Leistungen, Verantwortungen und HoImmobilienbranche. Aktuell sind in der Wie man in Zukunft arbeiten könnte, noraren praktiziert. BIM scheint für Planer, deutschsprachigen Immobilienbranche Bauherren und Produzenten Mehrwerte zu ohne dem Analysten alle Daten zu also strategische Positionierungen im erzeugen, welche diese Pioniere dazu verschenken, zeigt ein Blick in die bereits Gange, indem Beratungsfirmen entste­ führen freiwillig ihre eigene Arbeitsweise öffentlich kommunizierten Überarbei­ hen, teils idealisierte Standards festge­ zu verändern und wertvolle Daten fremden tungsstrategien dieser Standards: ggf. in zurrt werden und neuartige Analyse- Firmen zu überlassen. 10 Jahren beglücken uns organisatori­ Software erscheint. Auch in realen Pro­ sche Verbesserungen wie Dezentralisie­ jekten wird seit längerem datentechnisch rung, Modularisierung und semanti­ zusammengearbeitet. BIM wird trotz unklarer Verschie­ sche Beschreibung (buildingSMART, 2014). Das ist dann bungen von Leistungen, Verantwortungen und Honoraren nach BIM-Level 3. Aber warum solange warten? praktiziert. BIM scheint für Planer, Bauherren und Produ­ zenten Mehrwerte zu erzeugen, welche diese Pioniere – iv – dazu verführen freiwillig ihre eigene Arbeitsweise zu ver­ ändern und wertvolle Daten fremden Firmen zu überlas­ Die Zukunft als Analyst? sen. Diese Lek­tionen werden den Pionieren Vorteile brin­ Im Kern der digital gestützten Projektbearbeitung geht es gen. Vor allem o. g. neue Beratungsfirmen machen aktiv aber um datenbasierten Wissen. Das virtuelle Gebäude Standards für Zusammenarbeit oder Technik beliebt. Dies kann vom Wissenden auf seine Leistungsfähigkeit und Feh­ ler analysiert werden. Je mehr Daten der Wissende erhält, erfolgt auch mit dem verständlichen Hintergedanken, in der zukünftigen Immobilienbranche eine zentrale Rolle spielen umso grösser ist der Hebel, die Datenlieferanten zu steuern. zu können. Auch da ist BIM angekommen und entwickelt Die Datenlieferanten sind die Planer. Leider sind die „Wis­ senden“ derzeit meist sehr eng auf Seite der Bauherren, so­ sich. dass eine „Unart“ der Immobilienbranche weiter existieren Weil die Immobilienbranche aber ein milliardenschwe­ rer Markt ist, sollte die Diskussion auch genutzt werden, könnte: der Bauherr gibt weiterhin recht vage Angaben zu um die technischen Grundlagen zu hinterfragen. Binäre Zielen des projektierten Gebäudes, weil sein Analyst er­ Daten sind wertvoll und können trotzdem leicht kopiert rechnet hat, dass eine Änderung ja noch möglich sei. Im werden. Keiner von uns möchte das Äquivalent des Brock­ schlechtesten Fall versucht der Analyst die Fachleute zu führen, ohne dass er sich in deren Disziplin fundiert aus­ haus’ in der Baubranche werden. Kritiker mögen eine Studie (Frey et al, 2013) zitieren, kennt. Mindestens zwei Auswege hat diese ungemütliche Si­ welchen Architekten und Ingenieuren bescheinigte, in den kommenden 20 Jahren nicht durch Software ersetzt zu tuation. Entweder man wird selbst zum wissenden Daten­ werden. Dies basiert auf der Kompetenz dieser Berufs­ analysten und koordiniert die BIM-Projekte oder/und es wird je Projekt klar die Zieldefinition formuliert, um Strei­ gruppe, gesamtheitlich Entscheidungen zu treffen. Aber diese Studie zeigte auch: die Aktivitäten der technischen tereien bei Datenanalysen zu vermeiden: Ein Lastenheft weitergebildeten Zeichner werden wohl zur Hälfte auto­ der Gesamtheit der Projektanforderungen. Software- und matisiert. D. h. es könnte durchaus in 20 Jahren Software Automobilindustrie haben das zentrale Element „Lasten­ heft“ fest verankert. Auch das ist nichts Neues, es heisst geben, die die Datengenerierung übernimmt. Stimmt! Aber BIM-Ausführungsplan, wird aber gerne mal vergessen. wo bleibt Innovation und was machen dann die derzeit als Datenproduzenten ausgebildeten Angestellten (vgl. auch Heise 2015)?

–v–

– iii –

Daten festigen Macht

Goldgräberstimmung?

Daten und deren Analyse werden als das „neue Öl“ gese­ hen, welches einen neuen Boom auslöst – zulasten jener Akteure, die sich nicht anpassen. Allerdings sind Daten ko­ pierbar, Öl hingegen ist bekanntlich endlich. Wie die müh­ seligen Diskussionen und Entwicklung um urheberge­ schützte Musikdateien zeigten, gibt es allerdings für Daten selten realistischen Kopierschutz. D. h. bei BIM geht es auch darum, wie man die unterste Ebene der reinen Daten­ erzeugung verlässt und zumindest für seine eigene Welt mehrwertstiftende Datenanalyse betreiben kann. Eine zeit­

Die Immobilienbranche ist für die Gesellschaft durchaus wichtig. U. a. erarbeitet sie vergleichsweise wertbeständige Immobilien. In der Schweiz wurden im Jahr 2013 für ca. 63 Mrd. Franken Bauinvestitionen getätigt. Im Vergleich nehmen sich andere Domänen klein aus: im selben Zeit­ raum verbuchte Apple’s AppStore® weltweit 10 Mrd. US$ Umsatz und die Volkswagen Gruppe hatte damals welt­ weit ca. 197 Mrd. € Umsatz.

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lang werden jedoch die Datenersteller grosse Wichtigkeit im Büro haben, da an Ihnen die Qualität der Planungsleis­ tung hängt. Betreffend Datenformate sind ambitionierte Akteure derzeit mit mit Einschränkungen und Möglichkeiten der offenen Datenstrukturen wie IFC und COBie konfrontiert. Gleichzeitig sind offene, dokumentierte Datenstrukturen leichter von Konkurrenten und o. g. Datenanalysten les­ bar. Weshalb also nicht proprietäre Systeme und krypti­ sche Typenbezeichnungen favorisieren? Weil dadurch eine gefährliche Anhängigkeit von Software und Auftraggeber entsteht. Die Bekleidungsindustrie zeigt die unangeneh­ men Seiten von Werkzeugen, die auch der Auftraggeber vorschreibt: wenn der Auftraggeber die Technik und Pro­ zesse der Zulieferer kennt, dann liegt eine fremde Kont­ rolle des eigenen Handels nahe – zum Leidwesen der Mar­ gen. Offene Daten ermöglichen auch kleinen Akteuren, mit Wissen und ohne großes Softwarebudget eine Position als Analyst zu erlangen. Es dürfte in der kleinteiligen Im­ mobilienbranche besser sein, sich auf wenige Standards und offene Systeme zu verlassen.

– vi – Ausblick – Ausweg? Welche Wege könnte die Baukultur sonst noch gehen? In­ dem die Planer sich Zeit nehmen, sensibel ihre Rolle im Datenmanagement zu diskutieren, zu agieren und sich in die Diskussion einzubringen. Forschungsprojekte auf EUEbene (innochain) und beispielsweise in der Schweiz (NCCR Digital Fabrication) untersuchen Anforderungen und Möglichkeiten roboterbasierter Bauteilfertigung von nicht-standardisierten Bauteilen. Die maschinelle Produk­ tion ist ein Teil der digitalen Kette, welche per Daten Akti­ vitäten über Phasen und Akteure hinweg verknüpft. D. h. statt derzeit die Planungsdaten an einen zentralen BIM-

Koordinator zu geben, beschäftigt sich die Forschung mit der Interaktion von verteilten, aber verknüpften Daten. Für Anwender ergibt sich bezüglich Daten aus dieser For­ schung folgender Vorteil: Jeder Akteur hat das Werkzeug, das ihm am besten die Aufgabe löst. Und jeder Akteur stellt nur jene Information zur Verfügung, die er rausgeben möchte und soll. Statt derzeit möglichst viele Daten zu lie­ fern, geht es darum, nur die relevanten Daten zu liefern. Im Resultat sind firmenrelevante interne Daten besser ge­ schützt. Da die Forschung meist 5 bis 10 Jahre der Zeit voraus ist, hofft der Autor, dass die aktuellen im Feld statt­ findenden Normierungen diese Entwicklung nicht konter­ karieren. Literatur [1] Heise 2015: http://www.heise.de/newsticker/meldung/In­ dustrie-4-0-koennte-in-Deutschland-rund-60-000-Jobs-kosten2852799.html, [2] Hayde 2015 : http://wirtschaftsblatt.at/home/nachrichten/ oesterreich/4845475/Wettbewerbe-vernichten-Vermogen [3] Stracke 2015: 12. BIM-Anwendertag, 22. Januar 2015, Vor­ trag „Koordinierte 3-D-Planung in Norwegen – Anregungen für die BIM-Anwendung in Deutschland?“ Matthias Stra­ cke, Bollinger Grohmann [4] Frey et. al 2013: http://www.oxfordmartin.ox.ac.uk/down­ loads/academic/The_Future_of_Employment.pdf und ani­ mierter Konfigurator http://www.npr.org/sections/mo­ ney/2015/05/21/408234543/will-your-job-be-done-by-a-ma­ chine [5] buildingSMART, 2014: http://www.buildingsmart.org/stan­ dards/technical-vision/technical-roadmaps/

Dr.-Ing. Odilo Schoch, Forscher an der ETH Zürich und Gründer der Schoch Dienstleistungen für Architektur GmbH

www.schoch-architecture.com

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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Bitte ein BIM Von vier großen „A“ sowie von Offenheit, Ehrlichkeit und Transparenz In einem anonymen Projektwettbewerb der Stadt Basel wurde vor zwei Jahren in den Beurteilungskriterien ein zusätzliches Thema aufgeführt: „Mittels einer Gebäudemodellierung basierend auf den Regeln von Building integrated modeling (Bim) soll die Zusammenarbeit zwischen den Planern optimiert, der Datenaustausch, Gebäudesimulationen und die spätere Bewirtschaftung vereinfacht werden“. BIM, ein Kriterium in einem öffent­ lichen Wettbewerb. Ein Satz. Nicht falsch und mit ehrbarem ­Anspruch. Auch die Wortschöpfung, die einen zunächst schmunzeln lässt, trifft den Kern: integrated und Zusammenarbeit. Aber dennoch zeugt der Satz von Hilfslosigkeit und Un­ wissen. Ein sinnvoller und berechtigter Anspruch: Daten­ austausch, Simulation und Bewirtschaftung vereinfachen. Aber wie messen? Wie beweisen? Wie zwischen den Wett­ bewerbsteilnehmern unterscheiden? Hat man als Auslober irgendeinen messbaren Vorteil, wenn alle Wettbewerbsteilnehmer einem versichern, dass sie mit der Methode BIM arbeiten? Das wäre doch ganz praktisch, ein Satz und schon hat man all die Verheißun­ gen und Vorteile, die seit Jahren mit dem Thema BIM ver­ sprochen wurden, ein­ gekauft. Hat man als Auslober irgendeinen messbaMan merkt schon, ren Vorteil, wenn alle Wettbewerbsteilnehmer einem versichern, dass sie mit der dass dieses Thema mit ­Methode BIM arbeiten? Das wäre doch einem Satz nicht be­ ganz praktisch, ein Satz und schon hat man stellt werden kann – all die Verheißungen und Vorteile, die seit wenn es denn sinnstif­ Jahren mit dem Thema BIM versprochen tend sein soll. Um das wurden, eingekauft. Thema BIM besteht nach wie vor viel Auf­ regung, viele Firmen sind sich der Bedeutung bewusst. Aber wie so oft bei etwas Neuem ist da das Problem, wo man anfängt. Wen fragt man? Und wie kann man eigene Kompetenzen aufbauen? Im Grunde genommen ist es ja richtig, BIM aus Bau­ herrnsicht zu bestellen. Vereinfachter Datenaustausch, Si­ mulation und Bewirtschaftung sind ja berechtigte Ziele, aber ohne selber zu wissen, was das im Einzelnen bedeu­ tet, wird man das Potential nicht heben können. Oder vielleicht doch? Das Schöne ist, es ist eigentlich gar nicht nötig im Einzelnen zu wissen, was das bedeutet. Eine kompetente Bestellung gibt ja nicht den Weg vor, son­ dern beschreibt das Ziel. D. h., ich muss als Besteller meine Ziele angeben und der Markt beantwortet mir, wie er ge­ denkt, mir diese zu erfüllen. Nur etwas weniger allgemein, als oben angegeben, könnten die Ziele schon sein. Allerdings hapert es schon oft an der Zielbeschrei­ bung. Ausgangslage sind die Ziele des Bestellers, in einer Zielmatrix können die Ziele der Wettbewerbsteilnehmer darauf hin untersucht werden, ob sie denn komplementär, konkurrierend, indifferent oder gar antinom sind. Von den Planern wird oft fälschlicherweise die Fertigstellung eines Gebäudes für das Projektziel gehalten. Für einen Bil­ dungseinrichtung ist das Ziel ja nicht eine Schule zu

Bild 1.  DATA is the new oil (Abb.: 1 © ag visuell/Fotolia.com)

bauen, sondern Ausbildung zu betreiben. Verständnis fängt da an, dass der eine die Ziele des anderen kennt und anerkennt. Wenn man heute Bau- und Planungsleistungen verge­ ben kann, und von den Vorteilen digitaler Arbeitsmetho­ den überzeugt ist, braucht man eigentlich nur für sich „nützliche“ Dinge bestellen. Um dahin zu kommen gibt es eine Folge logischer Schritte.

–i– Ausgangslage Um überhaupt etwas anzugehen und eine Veränderung anzustoßen, braucht es eine Schieflage, die es zu verbes­ sern gilt. Ihre Projekte sind immer im Kosten Die Bauindustrie ist aber der größte Ver­ und Zeitrahmen, es ursacher von Emissionen, Termin-, Kostengibt keine Fehlplanung überschreitungen und Fehlplanungen sind und Sie haben alle In­ die Regel, die Produktivität stagniert seit formationen um Ent­ Jahrzehnten und mit einer durchschnitt­ scheidungen zu tref­ lichen Fehlerquote von fast 10 % ist diese fen? Herzlichen Glück­ Branche im Vergleich zu anderen unfassbar wunsch, am besten schlecht unterwegs. ändern Sie nichts und Sie können sich den Rest des Textes sparen. Die Bauindustrie ist aber der größte Verursacher von Emissionen, Termin-, Kostenüberschrei­ tungen und Fehlplanungen sind die Regel, die Produktivi­ tät stagniert seit Jahrzehnten und mit einer durchschnittli­ chen Fehlerquote von fast 10 % ist diese Branche im Ver­ gleich zu anderen unfassbar schlecht unterwegs. Es muss sich also etwas ändern.

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BIM im Diskurs

– ii – Verstehen und Erkenntnis (neudeutsch: Awareness) Um das Potential von BIM zu erkennen, braucht man nur einen guten Vortrag, oder eine der vielen Veranstaltungen rund um das Thema BIM zu besuchen. Oder man begnügt sich mit der bloßen Erkenntnis, dass die Digitalisierung in jeder Branche alle wesentliche Fortschritte der letzten Jahre hervorgebracht hat und dies mit BIM auch in der Baubranche passieren wird. Folgerichtig ist dies ein Thema, mit dem man sich befassen sollte. Als erstes eine Software zu kaufen, also ein Werkzeug, und zu glauben, dass man damit einen Benefit generieren könnte, ist je­ doch abwegig; weil Technologie niemals Nutzen stiftet. Neue Technologien können jedoch die Geschäftsstrategie beeinflussen. Wenn man diese aufnimmt und im Geschäfts­ modell integriert, dann und nur dann kann man Nutzen daraus ziehen.

Bild 2. Zusammenhang Technologie und Nutzen. Es gibt keinen dirketen Zusammenhang

internen BIM Strategie ist, dort die Daten aus der Planung zu übernehmen. Ab hier ist man bereit eine Bestellung zu formulieren, indem man das Geschäftsmodell mit der internen Strategie dafür nutzt, um auf einem konkreten Projekt die eigenen Informationsbedürfnisse zu beschreiben. Dies wird inter­ national als EIR, als Employer Information Requirements bezeichnet und diese Beschreibung der Informationsbe­ dürfnisse sind Grundlage beim Start des Projekts.

– iii –

–v–

Analyse und Anforderung (neudeutsch: Assessment)

Befähigung und Umsetzung (neudeutsch: Advancement)

Den eigenen Nutzen zu erkennen ist schon schwieriger, weil dieser niemals pauschal und für jede Organisation et­ was anderes bedeuten kann. Dafür muss man die eigenen Geschäftsstrategie darauf hin untersuchen, was BIM hier bedeutet. Wo kann mir dies bei meiner Arbeit helfen, was könnte ich damit besser machen? Gleichzeitig sollte man sich fragen, wie schnell es kommen kann und welche Fol­ gen es haben wird. Kurze Lunte? Großer Knall? Dann sollte man hier schnell tätig werden.

Auf den Erkenntnissen aufbauend entwickelt man seine eigene interne Vision und baut sie in die Geschäftsstrategie ein. Daran hängen langfristige Erwartungen, was man mit dem Thema erreichen möchte. Diese sind sehr konkret und persönlich, können sich jedoch deutlich von den all­ gemeinen BIM­Erwartungen unterscheiden. Hier stellt sich auch das erste Mal eine Softwarefrage, wenn z. B. eine bestimmte CAFM­Lösung im Haus ist und es ein Ziel der

Damit ist der Markt gefragt und die Bieter müssen auf Pro­ zessebene nachweisen, wie sie gedenken die Bedürfnisse zu erfüllen. Natürlich muss man, wenn man seine Erwartungen kundgetan hat, sich selber auch in die Lage versetzt haben, die Antworten bewerten zu können. Während das Projekt dann anläuft, baut man seine Fähigkeiten für Natürlich muss man, wenn man seine Erdie Annahme der be­ wartungen kundgetan hat, sich selber auch stellten Informations­ in die Lage versetzt haben, die Antworten pakete (neudeutsch: bewerten zu können. Während das Projekt Datadrops) weiter aus. dann anläuft, baut man seine Fähigkeiten für Das klingt logisch, wird die Annahme der bestellten Informationsaber oft unterschätzt, pakete (neudeutsch: Datadrops) weiter aus. denn auch am Ende wird man ins Strau­ cheln kommen, wenn man sich nicht die Fähigkeiten aneig­ net und die Ressourcen für die Umsetzung bereitstellt. Dies endet dann entweder in Versagensangst oder in Frustration. Gerade der letzte Schritt ist zum Heben von Potential relevant, da man mit einer guten internen BIM Strategie recht schnell zu einer kompetenten Bestellung gelangt. Wenn man sich aber nicht die Fähigkeiten angeeignet hat,

Bild 3. Informationsverlust ist gleichbedeutend mit Risiko. Heutzutage verliert man permanent Information, jemand anders muss diese wieder mit viel Aufwand beschaffen

Bild 4. In einem BIM Projekt erhält man die Information über die Phasen und stellt diese allen Beteiligten zur Verfügung. Hohe Verfügbarkeit von Information ermöglicht Risikominimierung (Abb.: 2–4 Drees & Sommer)

– iv – Grundlagen und Strategie (neudeutsch: Alignment )

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«Bauen digital Schweiz» – www.bauen-digital.ch «Bauen digital Schweiz» vereint die bestehenden Institutionen, Verbände und Unternehmungen rund um das Bauen. Das gemeinsame Ziel heisst: Die Schweizer Bauwirtschaft bei der Transformation hin zur Digitalisierung nachhaltig zu unterstützen und die Konkurrenzfähigkeit, auch international, zu erhalten. Das gemeinsame, nationale Verständnis muss gefördert und koordiniert werden. Bauen digital Schweiz vereint aktuell über 90 Firmen und 30 Institutionen entlang der Wertschöpfungskette «Planung, Zulieferung, Bau und Betrieb» in einer Interessensgemeinschaft und ist damit in der Schweiz einzigartig.

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Stahlbau

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© www.wirth-baustatik.de

ist dann ein zeitgemäßes Risiko­ management. Risiko identifizieren, bestmögliche Informationen dazu er­ halten und auf dieser Grundlage gute Entscheidungen treffen. Heutzutage überwiegt ja noch eher das vertragliche Risikomanage­ ment, bei dem man sich der Illusion hingibt, das Problem gelöst zu haben, oder zumindest das Risiko wegge­ drückt zu haben, weil irgendjemand vertraglich zugesichert hat, dies in der vorgeschriebenen Zeit zu schaffen. All dies sind Dinge, die heute schon möglich sind und es gibt viele gute Planer und Unternehmer, die kompetent Simulationen einsetzen und liebend gerne in einem Team ar­ beiten, das sich gemeinsamen Zielen verpflichtet, um ein hervorragendes Projekt abzuliefern. Offenheit, Ehrlichkeit und Trans­ parenz sind die Grundlagen. BIM ist die Methode, die ein zeitgemäßes Zu­ sammenarbeiten ermöglicht. Simu­ lationen geben die Antwort, um in ­einer immer komplexer werdenden Welt mit steigenden Anforderungen gute Grundlagen zu erhalten. Und Information ist der Schlüssel um diese Dinge zu verbinden, und um auf diese Weise gute Entscheidungen treffen zu können. Alles lässt sich un­ ter dem Thema Risikominimierung einordnen, weil Risiko immer mit dem Fehlen von Information einher­ geht. BIM ist die Digitalisierung unse­ rer Branche, und wir leben nun mal in einem digitalen Informationszeitalter im dem gilt: DATA is the new Oil.

Massivbau

aus der hohen Informationsdichte und -qualität, die BIM bietet, zu pro­ fitieren, kann man die Benefits nicht realisieren. Was sind denn diese Benefits, die durch BIM erzielt werden? Das mächtigste und wesentliche ist sicher­ lich ein Risikomanagement mit dem man in die BlackBox Planung schaut und ein gutes Informationsmanage­ ment, das dafür sorgt, dass der rich­ tige Typ, die richtige Information zur richtigen Zeit bekommt, um damit gute Entscheidungen zu treffen. Aber auch die Grundlagen für die Erfüllung weiterer Ziele lassen sich bestellen! Man möchte ein ener­ getisch einwandfreies Gebäude? Also bestellt man ab der frühesten Phase den energetischen Nachweis mit Energiegewinn- und Energieverlustsi­ mulation, bezogen auf den Standort unter Berücksichtigung der lokalen klimatischen Verhältnisse und der Umgebung (z.B. Verschattung). Oder man möchte im Betrieb eine Durchgängigkeit zwischen sei­ nem CAFM, der Gebäudeleittechnik und hat gehört, dass ein VMS (Vir­ tual Maintain System) große Erspar­ nisse im Unterhalt von Gebäuden mit sich bringt? Dann bestellt man dies und gibt vor, dass am Ende die Informationen in so einem System zur Verfügung stehen müssen. Oder man hat eine schwierige innerstädtische Baustelle, von der man jetzt schon weiß, dass die Logis­ tik ein Gräuel und der Verkehr zu einem riesigen Ärgernis werden wird. Dann bestellt man eine Pull- statt Push Logistik und per Simulation den Nachweis, wie die Baustelle or­ ganisiert wird und wie unter Berück­ sichtigung des Verkehrs die Anliefe­ rung passieren soll! Und vielleicht zeigt einem eine Simulation, die den Aushub, den Ver­ kehr und die Kapazität der Transport­ mittel berücksichtigt, sehr schnell, was möglich ist und was nicht. Dies

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BIM im Diskurs

Die vernetzte Bauindustrie Von digitaler Transformation, einer offenen Kollaborationsplattform und von handfesten Wettbewerbsvorteilen Ziffern all überall. Für das aus dem Arabischen ins Deutsche gekommene Wort hat das Englische das Wort „digit“ angenommen und das ist heute in aller Munde. Die Digitalisierung unseres ­Lebens ist in vollem Gange. Nicht nur wir selbst kommunizieren digital, auch unsere Autos, Häuser und andere Konsumgüter sind immer stärker untereinander und mit der Umwelt vernetzt. Damit können wir Zeit sparen, unser Privatleben komfortabler gestalten oder auch einfach nur quantifizieren. In welchem Umfang wir diese Anwendungen einsetzen, hängt – zumindest zurzeit noch – von unseren persönlichen Vorlieben ab. Ganz anders sieht es im Geschäftsleben aus: Wer dort die digitale Transformation verpasst, riskiert, über kurz oder lang nicht mehr wettbewerbsfähig zu sein. Durch die Ver­ netzung der gesamten Wertschöpfungskette bieten sich Unternehmen handfeste Wettbewerbsvorteile: Das Teilen und Auswerten von Daten macht Arbeitsprozesse einfa­ cher und effizienter. Ermöglicht wird dies durch den Echt­ zeit-Austausch nicht nur von Mensch zu Maschine, son­ dern auch zwischen Produktionsstätten, Maschinen und längst auch Bauteilen. Der Verwaltung und Bereitstellung dieser immer größer werdenden Datenmengen kommt da­ bei eine zentrale Bedeutung zu.

Vernetztes Arbeiten an Bauprojekten Das Teilen und Auswerten von Daten über den gesamten Produktlebenszyklus spart Zeit und Geld und verbessert die Qualität. Davon profitiert auch die Bauindustrie. Echt­ zeit-Meldungen über den Status des Bauwerks bieten flexi­ blere Reaktionsmöglichkeiten im Projektmanagement: Werden Verzögerungen frühzeitig gemeldet, dann lassen sich auch die nachfolgenden Arbeitsschritte rechtzeitig an­ passen. Baumaterialien, insbesondere zeitlich kritische wie Ortbeton, treffen genau zur richtigen Zeit auf der Baustelle ein. Durch die Vernet­ Durch die Vernetzung der gesamten Wertzung von Arbeitsgerä­ schöpfungskette bieten sich Unternehmen ten und Maschinen handfeste Wettbewerbsvorteile: Das Teilen wissen die Projektma­ und Auswerten von Daten macht Arbeitsnager jederzeit, welche prozesse einfacher und effizienter. Maschine wo im Ein­ satz ist, ob sie ausrei­ chend gewartet wird oder ob sie beispielsweise zu lange zum Aufwärmen braucht. Das senkt nicht nur den Treib­ stoffverbrauch signifikant, es kann auch für Ersatz gesorgt werden, bevor das Gerät ganz ausfällt. Auch Betrieb und Wartung von Gebäuden werden optimiert, beispielsweise durch intelligente Sensoren in der Haustechnik und Ge­ bäudeautomatisierung, die das Facility Management durch regelmäßige Statusmeldungen informieren. Die Art der Datenübertragung variiert je nach Anwen­ dungsfall und kann u. a. über das Mobilfunknetz erfolgen. Auch andere Kommunikationstechnologien mit kürzeren Reichweiten wie RFID-Chips (Radio frequency identifica­

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Bild 1.  Das BIM-Gebäudemodell enthält nicht mehr nur 3D-Konstruktionsdaten, sondern erweitert diese um ­Informationen zu Zeit und Kosten. Hier: Das Alta Bates Summit Medical Center in Kalifornien als Modell …

tion) oder Barcodes kommen zum Einsatz. Sie sind beson­ ders interessant für die Verwaltung der vielfältigen Be­ triebsmittel in der Baustellenlogistik sowie für das Gebäu­ demanagement bei der Inventarerfassung und –verwaltung. In beiden Einsatzgebieten tragen sie dazu bei, den Bestand korrekt zu erfassen und Fehlbuchungen zu vermeiden. Ins­ gesamt resultiert die Vernetzung des gesamten Gebäude­ lebenszyklus in einem ressourcenschonenden Einsatz von Arbeitsmaterialien und –geräten. Sie vermeidet Stillstände oder ungenutzte Kapazitäten und verbessert die Qualität des Endprodukts beziehungsweise der Dienstleistung.

Daten für die digitale Transformation Grundlegend für diese digitale Transformation ist die Ver­ waltung der Daten. Nur wenn jeder Beteiligte auf die für ihn relevanten Daten jederzeit Zugriff hat, kann ihr volles Potenzial ausgeschöpft werden. Dies beginnt mit einem wirklichkeitsgetreuen BIM-Gebäudemodell, das einen un­ verzichtbaren Bestandteil eines echten 5D-Workflows dar­ stellt. Es enthält heute nicht mehr nur 3D-Konstruktions­ daten, sondern erweitert diese um Informationen zu Zeit und Kosten. Idealerweise wird dieses BIM-Modell bereits während der Ausschrei­ bungsphase verwendet, Nur wenn jeder Beteiligte auf die für ihn da es präzisere Kosten­ relevanten Daten jederzeit Zugriff hat, kann abschätzungen ermög­ ihr volles Potenzial ausgeschöpft werden. licht und auch die Er­ stellung verschiedener Angebotsvarianten erleichtert. ­Dieses Modell wird dann im Verlauf des Projekts weiter genutzt und ergänzt.


BIM im Diskurs

Bild 2. … sowie als Visualisierung des Architekten

Auch bei der Baustellenplanung ist das Modell hilf­ reich. Mit einer BIM­Software wie Tekla Structures lässt sich beispielsweise der Bauablauf vorab simulieren. So können die Verantwortlichen nicht nur präziser planen, sondern erhalten auch Informationen über die Einsatzzei­ ten und Standorte von Maschinen und die Lieferzeiten von Baumaterialien. Durch diese bedarfsorientierte Liefe­ rung benötigen die Materialien weniger Platz zur Zwi­ schenlagerung. Werden dann die Informationen über den tatsächlichen Bauablauf von der Baustelle in das Modell eingepflegt, ergibt sich ein Echtzeit­Bild des Gebäudes, das eine kurzfristige Anpassung der Planung ermöglicht. Um die Daten aus dem BIM­Modell auf der Baustelle nutzen und Rückmeldung an das Modell geben zu können, ist der Einsatz von Cloud­Lösungen und mobilen Endgeräten un­ abdingbar. Die Bauarbeiter greifen über ein robustes Tablet auf den für sie relevanten Teil des Modells zu und versehen ihn mit Kommentaren zu möglichen Fehlerquellen. Dazu

Das Forum für die Baubranche am 18. und 19. November 2016 im Hotel Grand Hyatt Berlin

benötigen sie nicht einmal die Vollversion einer Konstruk­ tionssoftware. Ein mobiler BIM­Viewer wie beispielsweise Tekla Field 3D reicht dafür aus. Vermessungsinstrumente wie die Trimble Totalstationen nutzen Daten direkt aus dem BIM­Modell und unterstützen die Arbeiter bei Mess­ und Absteckarbeiten auf der Baustelle. Andersherum kön­ nen die lasergestützten Geräte dazu verwendet werden, die bereits umgesetzten Bauabschnitte zu vermessen und damit den tatsächlichen Baufortschritt mit dem Modell ab­ zugleichen. So entsteht ein positiver Kreislauf, der die Prä­ zision und die Effizienz bei Bauprojekten verstärkt. Diese neue Herangehensweise ist allerdings eine große Herausforderung für die Bauunternehmen. Sie bein­ haltet sowohl die Erarbeitung neuer Geschäftsmodelle und die Umstrukturierung von Arbeitsprozessen als auch In­ vestitionen in neue Technologien wie beispielsweise Cloud Computing und mobile Endgeräte im Büro. Langfristig gesehen ist die Ausstattung von Arbeitsmaschinen mit der

BRZ-Mittelstandsforum Megatrends und das Bauen von morgen

www.brz.eu/forum2016

20Berlin 16 Ernst & Sohn Special 2015 · BIM – Building Information Modeling

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Bild 3.  Der Vergleich von tatsächlicher Nutzung von BIM (Gelb) und Einsparpotenzial (Blau) zeigt, dass die ­Effizienzsteigerung durch den Einsatz der 5D-Gebäudemodelle erst am Anfang steht

notwendigen Vernetzungstechnik sinnvoll. Auch bisherige Berufsbilder werden sich ändern. Der klassische Bauzeich­ ner beispielsweise, der als verlängerter Arm des Bauinge­ nieurs dessen Rechen- und Planungsergebnisse auf Papier oder in eine 2D-Zeichnung überträgt, wird sein Aufgaben­ spektrum erweitern und zum Beispiel auch Aufgaben eines Bautechnikers übernehmen. Zugleich entstehen völlig

neue Berufsbilder, wie das des BIM-Managers oder BIMConsultant, dessen Aufgabenspektrum sich je nach Unter­ nehmensgröße, -schwerpunkt und Aufgabenspektrum sehr unterschiedlich gestalten kann. So betreut dieser beispiels­ weise die Einführung und den Einsatz von BIM im Unter­ nehmen oder die Anwendung in spezi­fischen Projekten und stellt sicher, dass sie einer Gesamtstrategie folgen, die beständig an sich verändernde Strukturen und Technolo­ gien angepasst wird. Er beschäftigt sich mit BIM-Standards und Fragen der Interoperabilität und s­ teuert, kontrolliert und koordiniert sowohl den Informationsfluss als auch das Zusammenwirken der unterschiedlichen BIM-Werkzeuge im Unternehmen.

Das BIM-Modell als zentrale Informationsquelle Diese Investitionen brauchen Zeit, doch sie werden sich auszahlen. Denn in der Kommunikation zwischen Modell und Baustelle anhand des BIM-Modells liegt das größte Potenzial für die Effizienzsteigerung und die Umsetzung Bild 4.  Vermessungsinstrumente wie die Trimble Total­ stationen nutzen Daten direkt aus dem BIM-Modell

Bild 5.  Mit einem mobilen BIM-Viewer wie Tekla Field 3D greifen die Bauarbeiter auf den für sie relevanten Teil des Modells zu

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Bild 6.  Die Echtzeit-Informationen von der Baustelle ermöglichen eine kurzfristige Anpassung der Planung


BIM im Diskurs

Bild 7.  Mit einer Cloud-Kollaborationsplattform wie Trimble Connect lässt sich die Nutzung des Gebäude­ modells über den gesamten Gebäudelebenszyklus realisieren   (Fotos/Abb.: 1, 5 u. 6 Tekla, 2 DPR Construction, 3 u. 4 u. 7 Trimble)

von Kosteneinsparungen. Derzeit liegt der Fokus für den Einsatz von BIM jedoch noch stark auf der Planung und Modellierung von Projekten. Ein Grund dafür ist oft der Einsatz von inkompatiblen oder schlecht integrierten Lö­ sungen. So entstehen Datensilos bei den einzelnen Teams, es gehen Daten bei der Übermittlung verloren und es exis­ tiert keine zentrale Informationsquelle, die alle aktuellen Gebäudedaten vereint und als Arbeitsgrundlage für alle Beteiligten dient. Doch die Informationen müssen ohne Hindernisse in alle Richtungen fließen können. Im heterogenen Umfeld der Gebäudekonstruktion funktioniert die Zusammenar­ beit am besten, wenn nicht jeder mit den gleichen Werk­ zeugen arbeiten muss. Jeder einzelne Produktbereich, von Architektur und Design, Konstruktionsplanung und Ge­ bäudetechnik bis hin zu Facility Management, muss die Softwarelösung nutzen können, die am besten für seine Zwecke geeignet ist. Gerade weil die Bauindustrie so frag­ mentiert ist, mit immer wechselnden Projektpartnern und Anforderungen, müssen immer neue Kombinationen an Softwarelösungen problemlos zusammenarbeiten können. Damit alle Beteiligten einfach auf die Gebäudeinforma­ tionen zugreifen und sie ergänzen können, ist ein ver­ lustfreier Datenaustausch zwischen den verschiedenen Anwendungen erforderlich. Offene Standards wie das ­IFC-Format (Industry Foundation Classes) der Initiative buildingSMART sind dafür unabdingbar und werden von den meisten Unternehmen unterstützt. Zusätzlich dazu ist für Datenaustausch und -verwal­ tung zwischen den einzelnen Projektparteien eine über­

greifende, zentrale Plattform notwendig. Eine Lösung da­ für ist das kürzlich von Trimble vorgestellte Cloud-Angebot Trimble Connect, eine offene Kollaborationsplattform für alle Softwarelösungen in der Bauindustrie. Dort stellen die am Bau beteiligten Parteien ihre Teilmodelle zur Verfügung und sehen die Modelle anderer Bereiche ein. Die Projekt­ manager weisen einzelnen Personen oder Teams bestimmte Aufgaben in den Modellen zu und legen fest, wer auf wel­ che Informationen zugreifen soll. Dadurch ist es möglich, für jeden Anwender eine individuelle, an seine Anforde­ rungen angepasste Informations- und Kommunikations­ plattform zu schaffen. Während beispielsweise der Stahlfa­ brikant auf alle Daten für die Stahlträger der Dachkonst­ ruktion zugreifen kann, sieht der Installateur das Modell der Gebäudetechnik und der Vorarbeiter auf der Baustelle hat auf seinem Tablet Zugriff auf die Daten für den gerade relevanten Bauabschnitt. Auch die Organisation des Faci­ lity Managements ist möglich. Mit einer solchen Plattform lässt sich die Nutzung des Gebäudemodells über den ge­ samten Gebäudelebenszyklus, von der Ausschreibung bis zum Abriss, realisieren – und damit eine vollständige Digi­ talisierung des Bauablaufs. Dietmar Bernert, Director Strategic Corporate Accounts bei Trimble

www.tekla.com/de www.trimble.com

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Warum BIM nicht neu ist In den letzten 3 Jahren ist in Deutschland die Methode BIM immer mehr zum Thema geworden, und teils wurde und wird sie auch als Innovationstreiber oder gar als Garant für Termin- und Kostensicherheit von Baumaßnahmen zur Diskussion gestellt. Beinahe zahllose Kongresse, Konferenzen und BIM-Tagungen erwecken den Eindruck, als sei hier etwas völlig Neues erfunden worden. Ist dem tatsächlich so?

–i– Unter BIM versteht man … … die Methode, ein Bauwerk in allen seinen Phasen, von der Projektentwicklung bis hinein in die Übergabe und Nut­ zung digital zu modellieren (Building Information M ­ odeling) und digital zu managen (Building Information Manage­ ment). Mit der BIM-Me­ thode verknüpft werden Mit der BIM-Methode verknüpft werden dann auch noch die dann auch noch die Kürzel 3D (dreidimen­ Kürzel 3D (dreidimen­ sionales Modell), 4D (Modell und Bauablaufplanung sind verknüpft) und 5D (Modell sionales Modell), 4D und Baukosten sind verknüpft). Wem diese (Modell und Bauablauf­ Anzahl von Dimensionen zu wenig komplex planung sind verknüpft) ist, der spricht auch schon von 6D und 7D. und 5D (Modell und Bescheidenere BIM Experten sprechen Baukosten sind ver­ dann von nD … knüpft). Wem diese An­ zahl von Dimensionen zu wenig komplex ist, der spricht auch schon von 6D und 7D. Bescheidenere BIM Experten sprechen dann von nD … Ziel der BIM Methode ist es in jedem Falle, dass alle Projektbeteiligten den gleichen Informationsstand über die aktuelle Planung, die Bauzeiten und die Baukosten erhal­ ten. BIM schafft Transparenz, dies ist der wesentliche Nut­ zen und wohl aus diesem Grunde auch gleichzeitig das

Bild 1.  BIM Modell von 1992 incl. Tragwerk

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große Handicap bei der Einführung von BIM Strategien. Die Frage ist, wer will diese Transparenz wirklich?

– ii – Der Begriff und die Definition BIM … … in seiner ursprünglichen Bedeutung des digitalen Bau­ werksmodells wurde im Jahre 1986 während eines CAD Symposions in Amerika verwendet. Das bei Architekten oft verwendete CAD System ArchiCad wurde erstmals 1987 in Amerika als BIM-fähige Software vermarktet. Damals wurden – und vielfach werden auch heute noch – 3D Bauwerksplanungen bereits als BIM-Modelle bezeichnet, um damit den Unterschied zwischen 2D und 3D zu begründen. In Wirklichkeit ist eine 3D-Planung allenfalls der Be­ ginn eines BIM-Modells. Der wesentliche Unterschied zwi­ schen einer 3D-Planung und einem BIM-Modell ist die Anreicherung des 3D-Modells mit Parametern und Infor­ mationen alphanumerischer Art. Mit dem rein grafischen Modell werden also eine Menge nichtgrafischer Informa­ tionen verknüpft. Eine Wand beispielsweise informiert nicht mehr nur über die geometrischen Daten (Länge, Dicke, Fläche und Volumen), sondern auch darüber, –– in welchem Stockwerk (topologische Informationen) sie steht, –– wann sie gebaut werden soll (4D), –– aus welchem Material sie erstellt wird und was sie somit kostet (5D), –– wann sie gebaut wurde, –– wann sie abgenommen wurde (mangelfrei 6D) und –– was sie im Unterhalt kosten wird (7D).


BIM im Diskurs

Bilder 2 + 3. Vom Modell zu den BIM-Prozessen

Zahlreiche weitere Informationen können mit diesem Wandobjekt verknüpft sein.

– iii – Es gab bereits 1980 … … ein deutsches Software System, das Bauwerke 3D­model­ lieren konnte. Das Modell konnte in der gleichen Softwarelö­ sung mit einem Kalkulationsraumbuch verknüpft werden. Daraus entstand dann automatisch das Leistungsverzeichnis. Im gleichen System konnte das Tragwerk statisch be­ rechnet und auch die Bewehrungszeichnungen inclusive der Stahllisten erstellt werden. Wurde das Modell verän­ dert, so waren alle davon abhängigen Änderungen sehr schnell durchgeführt. Wenn man also unter BIM das Modelling verknüpft mit alphanumerischen Informationen versteht, so war diese Software bereits ein BIM­fähiges System. Die Integration zwischen Planung, Tragwerk und Bau­ kosten war so durchgängig, dass dieses System heute als Closed BIM System vermarktet würde. Diese Leistungen waren 1980 bereits verfügbar, obwohl es zu dieser Zeit noch kein Standardbetriebssystem gab, geschweige denn eine Rechnerleistung, wie sie heute selbstverständlich bereits bei jedem Spielcomputer verfügbar ist. Im Jahre 1984, als dieses Softwarehaus in Konkurs ging, hatte es in Deutschland be­ reits nahezu 1.000 Kunden, überraschenderweise in der Mehrzahl Bauingenieure und wenige Architekten … Eine Lösung mit vergleichbarer Durchgängigkeit der Datenströme ist heute als Closed BIM­Lösung nicht mehr verfügbar, allenfalls als Open BIM­Lösung und dann doch sehr oft noch mit erheblichen Herausforderungen in den Datenströmen.

– iv –

Deutschland als auch in noch größerem Umfang im Aus­ land existieren. In all den Jahren haben zahlreiche Architekturbüros, Bauingenieure, Fachplaner und auch Bauunternehmungen zwar eine CAD­Lösung angeschafft und genutzt. Sehr oft, auch heute noch, werden diese Lösungen allerdings als Er­ satz eines Reißbrettes gesehen. Die früher übliche Planung auf transparenDie früher übliche tem Papier wurde auf den Bildschirm überPlanung auf transparen­ tragen. Bestenfalls beklagte man, dass die tem Papier wurde auf Monitore nicht so groß und biegsam sind, den Bildschirm über­ wie früher die transparente Entwurfsrolle. tragen. Bestenfalls be­ klagte man, dass die Monitore nicht so groß und biegsam sind, wie früher die transparente Entwurfsrolle. Der Mehrwert, die Massenberechnung und die Kos­ tendaten gleich mitzuführen, wurde selten erkannt. Das BIM­Potenzial wurde nicht erkannt und blieb somit unge­ nutzt. Der Datenaustausch zwischen den fachlich Beteilig­ ten erfolgte regelmäßig auf Papier, PDF und allenfalls DXF, also Datenformaten, die lediglich einen flachen In­ formationsgehalt hatten. Im Jahre 2000 fand, initiiert durch einen deutschen Bau CAD­Hersteller, eine IFC Konferenz statt. Die Teil­ nehmer erfuhren hier, dass sich die relevanten CAD­Her­ steller weltweit auf ein einheitliches Datenaustauschfor­ mat für Bau CAD­Systeme geeinigt haben. IFC ist heute weltweit der Datenstandard, der es den Projektbeteiligten ermöglicht, logische Daten zwischen In­ vestoren, Planern, und Ausführenden auszutauschen. Dies geschieht in der Theorie ohne Informationsverluste. In der Praxis zeigt sich, dass heute schon sehr viele Datenströme hervorragend funktionieren. In manchen Projekten fehlt es den Mitarbeitern an der notwendigen Erfahrung, um die­ ses Format sinnvoll zu nutzen.

Fallen heute im Zusammenhang mit BIM Vokabeln wie …

–v–

… „Innovation“, „Quantensprung“, „Paradigmenwechsel“, ergibt sich die Frage, wie dies sein kann, wenn doch schon seit nunmehr 35 Jahren BIM­Erfahrungen sowohl in

…von BIM Strategien innerhalb von Unternehmungen oder in einem konkreten Projekt liegen also heute sicher­

Die Herausforderungen bei der Einführung …

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BIM im Diskurs

Bild 4.  Sehr oft, auch heute noch, werden CAD-Lösungen als Ersatz eines Reißbrettes gesehen (Abb./Foto: BIB, Bernhard Bayer)

lich nicht an der fehlenden Rechnerleistung. Auch die er­ forderlichen BIM fähigen Softwaresysteme sind im Markt verfügbar. Der wesentliche Hinderungsgrund ist das sehr oft fehlende Wissen der Projektbeteiligten. Investoren wissen noch zu wenig darüber, dass BIM eine ständige, planungsbegleitende Kosten und Zeitenpla­ nung ermöglicht. Gerne sprechen die Projektbeteiligten über immense Aufwendungen ein 3D-Modell erstellen zu müssen, obwohl die im Hause vorhandenen CAD-Systeme dies heute sehr gut leisten, wenn ein 3D-Führerschein ge­ macht worden ist. Die Planer und Fachplaner arbeiten zu selten in BIM-Teams zusammen, um Erfahrungen aufzubauen und

diese Erfahrungen in nächsten Projekten nutzen zu kön­ nen. Modelle werden sehr oft unvollständig erstellt (feh­ lende Decken und Gründungen …), oder aber es wieder­ sprechen sich Infor­ mationen. So werden Die Integration zwischen Planung, TragWände zum ­ Beispiel werk und Baukosten war so durchgängig, als Mauerwerk schraf­ dass dieses System heute als Closed BIM fiert und als Mate­ System vermarktet würde. Diese Leistunrialanforderung wird gen waren 1980 bereits verfügbar, obwohl es zu dieser Zeit noch kein StandardbeBeton beschrieben. Diese „Anfangs­ triebssystem gab, geschweige denn eine probleme“ ließen sich Rechnerleistung, wie sie heute selbstverschnell beheben, wenn ständlich bereits bei jedem Spielcomputer man gut ausgebildete verfügbar ist. BIM Experten von den Ausbildungsinstitutionen in die Firmen holen würde. BIM Manager, BIM Modeler und BIM Koordinatoren werden aber Stand heute an den Hochschulen nicht oder sehr sel­ ten ausgebildet. Wenn sich diese Mängel in der Ausbildung nicht kurz­ fristig beheben lassen, wird man in Deutschland auch in 10 Jahren noch davon sprechen, dass BIM eine Innovation sei. In den USA, England und den nördlichen Ländern jedenfalls ist BIM nicht so schrecklich neu. – Es wird Zeit für einen deutschen BIM-Führerschein. Bernhard Bayer, Geschäftsführer BIB GmbH

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BIM und das platon’sche Höhlengleichnis – oder wie sich auch mit antiken Philosophen noch heute Geld verdienen lässt … Erfolgreiche deutsche Bauunternehmen, Architektur- und Ingenieurbüros gewinnen Ausschreibungen in aller Welt und planen, bauen und betreiben dort – oft nach BIM-Methodik – Sport­ arenen, Großkrankenhäuser, Flughäfen und vieles mehr. Die Ergebnisse können sich sehen lassen: Qualität in Form und Funktion, „in time“ und „in budget“. Daheim sieht die Welt vielfach noch anders aus. Fast fühlt man sich an Platons berühmtes Höhlengleichnis erinnert, das wir vielleicht noch aus vergangenen Schultagen im Ge­ dächtnis haben: Schatten fallen durch den Höhleneingang auf die Höhlenwand. Die Höhlenbewohner sehen nur diese zweidimensionalen Abbilder. Diese geben zwar An­ lass zu Spekulationen, die wahre dreidimensionale Reali­ tät dort draußen bleibt jedoch im Verborgenen. Platons These: Gewaltsam ans Tageslicht gezerrt, zwangsweise zur Wahrnehmung der Realität genötigt, drängten manche ver­ stört zurück ins Dunkel und seien nun – ob neuer Kennt­ nisse suspekt geworden – dem Argwohn der Zurückgeblie­ benen ausgesetzt.

Bild 1.  Mit BIM zum transparenten Bauprozess?

–i– Rückblende Mögen manche behaupten, die Griechen hätten die besten Zeiten schon hinter sich und Platon sei ja nun auch schon eine Weile her. Wir alle wissen, die Erkenntnisse der alten Griechen in Naturwissenschaft, Philosophie und Technik haben Jahrtausende überdauert und sind noch heute rele­ vant. Stöbern wir deshalb doch mal vorm eigenen Höhlen­ eingang. Vor noch nicht allzu langer Zeit gab es auch bei uns Architekturschulen, die mit ihren richtungsweisenden Konzepten eine neue Einheit von Handwerk, Kunst und Technik propagierten und mit den Möglichkeiten neuer Werkstoffe eine neue Formensprache entwickelten, um so

die Voraussetzung für die Realisierung eines Gesamtkunst­ werks zu schaffen. So hat das „Bauhaus“ als Schule für neue Architektur bis heute Weltgeltung und seine Kon­ zepte („form follows function“ / „Form folgt Funktion“) finden sich in der Formensprache der modernen Architek­ tur bis heute wieder. Bahnbrechend wie sie waren, überrascht es nicht, dass diese Schulen oft auch den Gedanken der disziplinenübergreifenden Zusammenarbeit, der „Co-Laboration“, konzeptionell weiter entwickelten. Sie wussten, um ein wirklich gutes Gesamt­ ergebnis zu erzielen, Große Teile der vermeintlich neuen Konmüssen viele Einzeldis­ zepte haben ihren Ausgangspunkt durchaus ziplinen ihr Fachwissen bei uns. Begreifen wir die BIM-Initiativen wohlkoordiniert ein­ um uns herum also nicht als Gegenentwurf bringen. Walter Gro­ oder Konkurrenz, sondern als Vorleistung pius hatte aus diesem und Weiterentwicklung dessen, was von Gedanken heraus Mitte weitsichtigen Vordenkern auch bei uns der 1940er Jahre die ­erdacht wurde. Gruppe TAC „The Ar­ chitects Collaborate“ gegründet. Auch die Methodik der „Integralen Planung“ wurde in Deutschland in den achtziger und neunziger Jah­ ren als konzeptioneller Vorläufer von BIM entwickelt. Wir brauchen uns also keineswegs in eine imaginäre Höhle zurück zu ziehen, noch von fremden Methodiken über­ rascht zu zeigen. Große Teile der vermeintlich neuen Kon­ zepte haben ihren Ausgangspunkt durchaus bei uns. Be­ greifen wir die BIM-Initiativen um uns herum also nicht als Gegenentwurf oder Konkurrenz, sondern als Vorleis­ tung und Weiterentwicklung dessen, was von weitsichtigen Vordenkern auch bei uns erdacht wurde. Ein Blick in die Welt um uns kann daher nicht schaden, denn: so brillant die Beiträge oft auch sind, auch dort wird nur mit Wasser gekocht.

– ii – Digitalisierung im Bauwesen – wohin geht die Reise? Seit nun schon deutlich mehr als einem Jahrzehnt habe ich fast tagtäglich Gelegenheit, die BIM-Entwicklungen im Inund Ausland aus verschiedensten Blickrichtungen auf­ merksam zu verfolgen. Meine persönliche Historie bringt es mit sich, dass diese Wahrnehmung aus den verschiede­ nen Blickwinkeln des Ingenieurs, Produktmanagers und Wissenschaftlers geschehen kann. In vielen Gesprächen mit Projektverantwortlichen in Büros und Unternehmen stelle ich immer wieder fest: selbst kleine und mittlere Unternehmen in Deutschland nähern sich bereits vorsichtig dem Thema BIM, ohne die­ ses an die große Glocke zu hängen. Sie wollen den Mitbe­ werbern eine Nasenlänge voraus sein, wenn es „soweit ist“. Auf dem Weg dorthin stellen sie allerdings fest, nicht nur die Image-Verbesserung am Markt ist die Triebfeder, auch

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– iii – BIM Standardisierung in Großbritannien

Bild 2.  Vom Plan zum Modell – ein Paradigmenwechsel

BIM als Arbeitsmethodik bringt große Vorteile. Längst sind an vielen deutschen Architektur- und Bau­informatikLehrstühlen BIM-Labs zur Unterstützung der Studenten­ ausbildung mit BIM-Software, 3D-Druckern, begehbaren virtuellen 3D-Modellen und Touch Tables, an denen man BIM förmlich begreifen kann, eingerichtet worden. Doch was mache ich, wenn ich kein Berufseinsteiger bin und mich heute zum BIM-Manager weiterbilden möchte? Wäre ich in Singapur, ich wüsste an welche Adresse ich mich wenden müsste. Die Building and Construction Au­ thority der Regierung von Singapur bietet in ihrer BIMAcademy (www.bcaa.edu.sg/) unter anderem BIM-Fortbil­ dungskurse für unterschiedliche Fachrichtungen an. Wohnte ich jenseits des Kanals in Großbritannien (UK), ich hätte geradezu die Qual der Wahl … Die Übertragung des guten alten Zeichenbretts auf den Rechner war ja noch keine wirkliche Änderung der Arbeitsweise, auch Nicht nur die Image-Verbesserung am Markt wenn manche schon ist die Triebfeder, auch BIM als Arbeits­ glaubten, CAD sei der methodik bringt große Vorteile, selbst wenn ultimative Durchbruch. der Umstellungsprozess oft nicht leicht ist. Erst BIM schickt sich an, die Möglichkeiten heutiger Rechner, Netzwerke, Sensoren und Automaten wirklich zu nutzen und zu einem Gesamtkonzept zu ver­ schmelzen. Schon bauen Roboter auf Basis digitaler Mo­ delle Brücken (Ingenieur 2015a), 3D-Drucker produzieren maßgeschneiderte Bauteile (Canal House 2015) oder gleich ganze Häuser (Ingenieur 2015b), Roboter oder Drohnen fügen passgenau Stein auf Stein zu Türmen zu­ sammen (Engadget 2015, GramazioKohler 2015). Intelli­ gente Maschinen bauen BIM-Modelle im Maßstab 1 : 1, die Automatisierung ist im Bauwesen angekommen! Bisher, von einigen noch als exotische Experimente angesehen, wird alleine diese Entwicklung, mit allen Implikationen auf Kosten, Qualität, Bauzeit und Arbeitsmarkt, ihre ei­ gene Dynamik entfalten.

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Doch bleiben wir beim Heute. Auf der anderen Seite des Kanals hat man sich vor Jahren offiziell für BIM entschie­ den. Natürlich steht auch in Großbritannien die öffent­ liche Hand als großer Auftraggeber in der Pflicht, sorgsam mit Steuergeldern bei öffentlichem Bauvorhaben umzuge­ hen. Die breit angelegte BIM-Initiative der britischen Re­ gierung brachte dort den „BIM-Stein“ ins Rollen. Die mit BIM erwartete, erhebliche Kosteneinsparung ist wohlbegründet. Studien an realen Projekten (Stanford 2008) und Untersuchungen an ca. 500 Referenzprojekten im Gesamtwert von £ 14 Mrd. (ca. € 20 Mrd.) (Construc­ ting Excellence 2009) über einen Zeitraum von zehn Jah­ ren, zeigen eine signifikant bessere Einhaltung von Zeitund Kostenberechnungen. Geringere Bauzeiten bei weni­ ger Mängeln und Änderungen während und nach der Bauphase bewirken eine frühere Inbetriebnahme. Durch den früheren Rückfluss von Investitionen ist ein insgesamt geringerer Kapitaleinsatz notwendig. Die erwarteten Ein­ sparungen der britischen Regierung durch BIM liegen zwi­ schen 15 und 20 % bei Infrastruktur- und Hochbau-Projek­ ten (HM Treasury 2014, HM Treasury 2011). Der „Review of Education Capital“ (James 2011) geht bei Schulgebäu­ den gar von einem Einsparpotential von 30 % aus. Das im Jahre 2008 formulierte strategische Ziel wurde und wird über mehrere Legislaturperioden hinweg bis heute schrittweise vorangetrieben. Mit dem Ziel der Qua­ litätsverbesserung und Ausgabenverringerung verbunden war auch die Intention, der heimischen Bauindustrie einen international wirksamen Wettbewerbsvorteil zu verschaf­ fen. Ein Action Plan konkretisierte den Weg dorthin (UK Action Plan 2011). Das Mandat lautete: für öffentlich fi­ nanzierte Projekte wird BIM ab 2016 verpflichtend.

– iv – BIM = Modelle + Prozesse Der britische BIM-Ansatz ist prozessorientiert, bei der An­ zahl Beteiligter im Baulebenszyklus und dem daraus ent­ stehenden Kommunikations- und Koordinationsbedarf liegt dies nahe und ist uns, als Betreiber einer der weltweit führenden Bauprojektplattformen, Bestätigung und An­ sporn zugleich. Die Einführung von BIM in Großbritan­ nien erfolgt nicht mit einem großen Knall, sondern in BIM-Schritten, sogenannten BIM-Reifegraden (Maturity Levels). Auf BIM-Level 0 wird noch mit 2D-Zeichnungen, digital oder papierbasiert, gearbeitet, also quasi auf einem für alle machbaren Ausgangsniveau. Level 1 ist dann ein Mix aus 2D und 3D, allerdings ausschließlich digital und über eine zentrale Austauschplattform, dem Common Data Environment CDE. Die CDE ist die zentrale und ein­ zige Informationsbasis für alle Projekt- und Modellinfor­ mationen. Sie ist als zentrale Prozessmanagement-Platt­ form allen Beteiligten zugänglich und steuert Zugriffe und Abläufe. Auf Level 2 kommt das Arbeiten mit den offenen Austauschformaten IFC und COBie hinzu, um die naht­ lose Zusammenarbeit aller Disziplinen und die Kombina­ tion aller einzelnen Fachmodelle und deren Prüfbarkeit


BIM im Diskurs

sicher zu stellen. Dieses Niveau ist für alle öffentlichen Aufträge in UK ab 2016 verpflichtend. Im Level 3 steht Integration aller Modelldaten im Mittelpunkt. Ein zentra­ les Modell vereint alle Gebäudeinformationen. Der Zeit­ plan hierfür ist noch nicht richtig festgelegt, auch wenn 2019 diskutiert wurde.

–v– Mitwirkung der Verbände in UK

Ihre Inhalte wurden hinsichtlich Verpflichtungen, Verant­ wortlichkeiten und Abgrenzungen an neue Anforderungen bezüglich BIM angepasst. Zu den Dienstleistungen des CIC gehört traditionell auch die außergerichtliche Schlichtung von Streitigkeiten (Adjudication) rund um das Baugeschehen. So fällt der durch BIM angestrebte Kulturwandel – weg von der Streitkultur, hin zu gemeinschaftlichem „kollaborativen“ Arbeiten – leichter. Auf dem Plan steht auch die gemein­ same Abdeckung von Restrisiken. Denn eines ist klar, auch BIM-Projekte haben Unwägbarkeiten. Versicherun­ gen haben jedoch erfreulicherweise schon erkannt: bei BIM-Projekten liegen sie niedriger, als bei konventionel­ len Projekten.

Die britischen Verbände haben intensiv an der Entwick­ lung der britischen BIM-Standards mitgearbeitet und ihre jeweiligen Kompetenzen eingebracht. So hat das Royal Institute of British Archi­ tects (RIBA), die Britische Architektenkammer, ihren bereits 1963 eingeführten „Plan of Work for Design Team Operations“ als „RIBA Digital Plan of Connecting Global Competence Work“ zum Bestandteil des britischen BIM-Stan­ dards weiterentwickelt. Hier werden unter ande­ rem Verantwortlichkeiten und Informationsanfor­ derungen in den einzel­ nen Bauphasen festgelegt (RIBA 2013a). Bei der Vorstellung des RIBA Di­ gital Plan of Work konsta­ tierte Angela Brady, Präsi­ dentin des Royal Institute of British Architects, “die britische Architektenkam­ mer ist davon überzeugt, dass Architekten eine zentrale Rolle spielen müssen, um sicher zu stel­ len, dass die Bauindustrie auf die mit BIM verbun­ denen Chancen im öffent­ lichen und privaten Sek­ tor reagiert“ und bringt es schließlich auf den Punkt mit den Worten „BIM bietet eine einzigartige ­ Chance – packen wir’s an!“ [engl. Originaltext siehe (RIBA 2013b).] Auch der Dachver­ band der britischen Bau­ industrie, der Construc­ tion Industry Council CIC (cic.org.uk), sieht sich als Treiber der Entwicklung (CIC 2013). Vom CIC er­ arbeitete Musterverträge und Richt-linien stehen Messe München GmbH · info@bau-muenchen.com Tel. +49 89 949 -11308 · Fax +49 89 949 -11309 zum Download auf dem Webportal zu Verfügung. BAU17-erle-137x190-Sonderheft-BIM-D.indd 1

Die Zukunft des Bauens

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BIM im Diskurs

Bild 3.  Modellbasierte Zusammenarbeit – Der Prozess steht im Vordergrund   (Abb.: CONJECT AG)

– vi –

– vii –

BIM-Chancen?

BIM in Deutschland

Doch worin liegen diese Chancen und wer kann sie nut­ zen? BIM tritt an mit dem Gedanken mehr Aufwand in die Planungsphase zu stecken, um kostspielige Probleme in späteren Phasen zu vermeiden. Der Mehrwert in Form eines reibungsloseren Bauablaufs, eines früheren Nut­ zungsbeginns, einer höheren Gebäudequalität, wird also erst in späteren Phasen abgeschöpft. Liegen Aufwand und Ertrag nicht in einer Hand, müssen Aufwände dem Leis­ tungserbringer entsprechend vergütet werden. Doch hier liegt der Hase im Pfef­ Hier liegt der Hase im Pfeffer: Worin genau fer: Worin genau be­ besteht die Leistung bei der Übergabe eisteht die Leistung bei nes digitalen Modells? Was sind die Qua­ der Übergabe eines di­ litätskriterien? Schlechte Zeichnungen gitalen Modells? Was kann ich wenigstens noch in Augenschein sind die Qualitätskrite­ nehmen, aber schlechte Modelle, wie prüfe rien? Schlechte Zeich­ ich denn die? Eines ist klar, keiner kauft nungen kann ich we­ eine (digitale) Katze im Sack. nigstens noch in Augen­ schein nehmen, aber schlechte Modelle, wie prüfe ich denn die? Eines ist klar, keiner kauft eine (digitale) Katze im Sack. Notfalls erstellt der nächste in der Kette das Modell lieber selber nochmal. Ökonomischer Unsinn, aber da weiß man wenigstens, was man hat … Dabei kann uns BIM zu Produktivitätsquantensprün­ gen wie seinerzeit der Umstieg auf CAD verhelfen. Wir werden nicht mehr von digitalem Papierkram überwältigt, weil Berge von E-Mails mit Zeichnungen und anderen Do­ kumenten von uns gesichtet, beurteilt und fristgerecht wei­ tergeleitet werden wollen. Wo war nochmal die ak­tuelle Version von …? Digitale Prozess-Management-Plattformen können Sie davon befreien. Entspricht die Modellqualität den Vereinbarungen? Prozesse können Vorprüfungen durchführen, noch bevor Sie involviert werden. Hat Büro XY geliefert? Sie müssen nicht ständig Ihren Eingangs­ briefkasten inspizieren, die Plattform informiert Sie, wenn Fälligkeitstermine sich nähern.

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Seit 2013 gibt es einen BIM-Leitfaden für Deutschland (BIMLeitfaden 2013), der bereits Vorschläge für eine deut­ sche BIM-Richtlinie enthält. Einen Aktionsplan in Form von Handlungsempfehlungen haben wir seit 29.06.2015 mit Vorliegen des Endberichts der „Reformkommission Bau von Großprojekten“ nun ebenfalls (Reformkommis­ sion 2015). Auch konkrete Handlungen gibt es in Deutschland bereits. So wurde 2013 der VDI-Koordinierungskreis BIM unter Vorsitz von Herrn Prof. Steinmann gegründet. In nunmehr sieben Arbeitsgruppen, an denen die CONJECT AG in dreien aktiv mitwirkt, wird von den ehrenamtlichen Teilnehmern die BIM-Richtlinie VDI 2552 erarbeitet. Da­ durch wird einerseits die BIM-Anwendung in Deutschland aktiv vorangetrieben, andererseits wird hier auch die Grundlage geschaffen, qualifiziert eine Europäische BIMNorm mitzugestalten. Das Deutsche Institut für Normung e.V. (DIN) vertritt dabei die deutschen Interessen bei CEN und ISO. Eine Normung schafft ja bekanntlich erst die Grundlage, sich in Verträgen und Ausschreibungen auf rechtsverbindliche Leistungen und eine definierte Qualität zu berufen zu können, ohne diese in einem Vertragswerk minutiös beschreiben zu müssen. Unsere VOBs machen dieses seit Jahrzehnten vor.

– viii – Vorteilhafte Rahmenbedingungen für BIM in UK An manchen Stellen erleichtert die angelsächsische Rechts­ ordnung die Umsetzung von BIM. So ist das selective ten­ dering das Standardvergabeverfahren in UK. Es ist ver­ gleichbar mit unserem Verfahren der beschränkten Ver­ gabe. Für besonders komplexe Großprojekte haben die Bri­ ten das Verfahren verfeinert. Ziel ist die frühzeitige Einbe­ ziehung des ausführenden Bauunternehmens in den Pla­


BIM im Diskurs

nationale Normung zu überführen. Inhaltlich gleichartige nationale Standards sind dann zurück zu ziehen. Bei Aus­ schreibungen könnte man sich dann auch in Deutschland auf diesen – ursprünglich britischen – Standard beziehen. Die Übernahme in nationale Standards erfolgt selbst­ verständlich nicht ohne Einwirkungs- und Mitsprache­ recht der betroffenen Mitgliedsländer. Dieses Recht muss natürlich auch aktiv ausgeübt werden, denn: nur wer mit­ wirkt kann auch Einfluss nehmen. Hier kann die von deut­ schen Verbänden in diesem Jahr gegründete „planen bauen 4.0 GmbH“ wichtige Arbeit leisten.

–x– Marktverengung oder raus aus der Höhle? Bild 4.  Die Finanzwelt hat BIM bereits auf dem Schirm

nungsablauf. Im sogenannten two-stage selective tende­ ring, das es in dieser Form in Deutschland nicht gibt, wird in Phase 1 ein begrenzter Bieterkreis zur Angebotsabgabe aufgefordert. Die Angebote werden auf Basis einer funk­ tionalen Leistungsbeschreibung mit Entwurfsskizzen, also nicht einer fertigen Planung, abgegeben. Am Ende dieser Phase steht der beauftragte Bauunternehmer fest. Dieser wird nun in Phase 2 in die detailliertere Planungsphase einbezogen und kann daher sein Know-how schon frühzei­ tig einbringen. Durch diese Vergabeart wird der BIMGrundsatz des phasenübergreifenden Denkens also schon von vorne herein umgesetzt. Lukrative Nachträge in der Bauphase aufgrund lückenhafter Planung sind dadurch also ausgeschlossen. In UK gibt es kein allgemeines und einheitliches Bau­ vertragsrecht analog unserer VOB/B. Bauverträge im Ver­ einigten Königreich beinhalten daher einen möglichst de­ taillierten Satz an Vertragsbedingungen. Ein BIM-Ausfüh­ rungsplan, Grundlage eines jeden BIM-Projekts, der alle zu erbringenden Leistungen und Verantwortlichkeiten detailliert beschreibt, ist also ebenfalls schon üblicher In­ halt in britischen Bauvertragswerken.

– ix – The Empire Strikes Back? Die britischen Investitionen zur Entwicklung des BIMStandardwerkes sollen nun gesichert werden. Dazu wird eine internationale Normung der entwickelten BS/PAS 1192 Standards im Rahmen der internationalen Normungs­ organisation ISO angestrebt. Über die europäische Nor­ mungsorganisation CEN fänden die britischen Standards dann auch ihren Weg zu uns. Im Arbeitsprogramm für 2015 der Europäischen Standardisierungsorganisation CEN ist nachzulesen, “CEN wird ein technisches Komitee für das BIM ins Leben rufen, welches CEN in den Stand versetzt, eine Reihe existierender internationaler (ISO) Standards in europäische Standards zu überführen.“ (CEN Work Pro­ gramme 2015). Einmal als CEN-Standard übernommen, greift ein nach EU-Recht zwangsläufiger Automatismus, der die EU-Mitgliedsländer verpflichtet, diese Standards in die

Ein großer Teil aller Architektenleistungen in Deutschland werden unterhalb der HOAI vergütet. Damit schwindet auch die Neigung qualitativ hochwertige Daten weiter zu geben, da die wirtschaftliche Grundlage zur Umsetzung von BIM in tagtäglichen Routineabläufen fehlt. Die Untersu­ chungen im Auftrag der Bundesarchitektenkammer zum durchschnittlichen Architekteneinkommen zeigen die pre­ käre Lage der 130.632 Architekten (Stand 01.01.2015) in Deutschland (BAK 2015). Prof. Hommerich sieht als Weg aus der Misere die Erschließung neuer Märkte und die Rück­ gewinnung verloren ge­ gangener Tätigkeitsfel­ Ein großer Teil aller Architektenleistungen der. Auch wenn sich das in Deutschland werden unterhalb der HOAI Selbstbild der Architek­ vergütet. Damit schwindet auch die Neiten bereits vom vorwie­ gung qualitativ hochwertige Daten weiter gend künstlerisch Täti­ zu geben, da die wirtschaftliche Grundlage gen hin zum Berater, zur Umsetzung von BIM in tagtäglichen Routineabläufen fehlt. Planer, Entwerfer und Koordinator entwickelt habe, sei eine „Spezialisierung als Strategie“ und „eine marktgerechte Balance zwischen Spezialisierung und Leis­ tungsbreite“ erforderlich (DieArchitekten.org 2012). BIM liefert nun gleich eine ganze Palette von neuen Tätigkeitsfeldern mit neuen Rollen, Aufgaben, Leistungsund Verdienstmöglichkeiten. Das kommt wie gerufen, sollte man meinen. Doch schon sehen manche bereits die Bedrohung des Mittelstandes durch Marktverengung und Wettbewerbsbeschränkung infolge von BIM (BIMberater 06/2015).

– xi – Hat Platon also Recht? Drängt es viele zurück in die vermeintlich sichere Höhle? In diesem Falle kann das auch sein Gutes haben für dieje­ nigen, die Platons Höhlengleichnis kennen und es auf ihre Weise zu nutzen verstehen. BIM fällt nicht vom Himmel. Es gilt, frühzeitig Kompetenzfelder aufzubauen und Markt­ chancen zu nutzen. Nach der jüngst veröffentlichten BIM Studie von Fraunhofer IAO verwendeten in Deutschland ca. 20 % der Befragten IFC (Stand 2014). Wobei hier anscheinend noch mit veralteten IFC-Versionen gearbeitet wurde. Denn 60 % der Befragten geben an, IFC erfülle zu 0 % ihre Anforde­ rungen (Fraunhofer BIM Studie 2015).

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Das Bild in Großbritan­ nien spiegelt der jährlich er­ scheinende NBS BIM Re­ port wieder. Er erhebt seit 2012 jährlich die Entwick­ lung von BIM-relevanten In­ dikatoren. 2015 zeigt der Report für das Erhebungs­ jahr 2014, dass 49 % der Um­ frageteilnehmer IFC verwen­ den (2012 39%). 48 % derer, die bereits BIM verwenden geben an, dass sich dadurch ihre Profitabilität erhöht habe (NBS BIM Report 2015). Im Klartext: Mit BIM lässt sich schon heute Geld verdienen und das nicht nur in Großbritannien. Denn: „BIM bietet einzigartige Möglichkeiten – packen Sie es an!“

Quellen und Links BAK 2015 – https://www.bak.de/architekten/wirtschaft-arbeits­ markt/architektenbefragungen/gehaltsumfrage BIMberater 06/2015 – www.bimberater.de. BIM in Bezug auf das Vergaberecht. Ausgabe Juli 2015. BIMLeitfaden 2013 – BIM-Leitfaden für Deutschland www.bbsr. bund.de/BBSR/DE/FP/ZB/Auftragsforschung/3Rahmenbedingungen/2013/BIMLeitfaden/Endbericht.pdf?__blob= pu­blicationFile&v=2 Canal House 2015 – 3dprintcanalhouse.com/ CEN Work Programme 2015 –www.cencenelec.eu/news/publi­ cations/publications/cen-cenelec-wp2015_en.pdf CIC 2013 – BIM Protocol – www.bimtaskgroup.org/wp-con­ tent/uploads/2013/02/The-BIM-Protocol.pdf Constructing Excellence 2009 – Never Waste a Good Crisis, Constructing Excellence constructingexcellence.org.uk/wpcontent/uploads/2014/12/Wolstenholme_Report_ Oct_20091.pdf DieArchitekten.org 2012 – http://www.diearchitekten.org/bot_ news_newsidx-2329.html Engadget 2015 – www.engadget.com/2015/06/25/robotbricklayer/?a_dgi=aolshare_linkedin Fraunhofer BIM Studie 2015 – http://www.iao.fraunhofer.de/ lang-de/mobilitaets-und-stadtsystem-gestaltung/iaonews/1623-digitales-bauen-noch-zukunftsmusik.html GramazioKohler 2015 – gramaziokohler.arch.ethz.ch/web/d/ forschung/209.html HM Treasury 2014 – Infrastructure Cost Review: Measuring and Improving Delivery www.gov.uk/government/uploads/sys­ tem/uploads/attachment_data/file/330380/PU1684_-_Infrastructure_cost_review.pdf

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HM Treasury 2011, Dept. for Business Innovation & Skills – The Plan for Growth www.gov.uk/government/uploads/ system/uploads/attachment_data/file/221514/2011budget_ growth.pdf Ingenieur 2015a – www.ingenieur.de/Themen/3D-Druck/Stahl­ bruecke-in-Amsterdam-Robotern-Ort-ausgedruckt Ingenieur 2015b – www.ingenieur.de/Branchen/Bauwirtschaft/ In-Dubai-entsteht-weltweit-erstes-Buerohaus-Drucker James 2011 – Der „Review of Education Capital“ www.bdon­ line.co.uk/Journals/60/Files/2011/4/8/james%20review.pdf NBS BIM Report 2015 – http://www.thenbs.com/topics/bim/ reports/index.asp Reformkommission 2015 – Endberichts der „Reformkommission Bau von Großprojekten“ www.bmvi.de/SharedDocs/DE/ Artikel/G/reformkommission-bau-von-grossprojekten.html RIBA 2013a Plan of Work www.ribaplanofwork.com/Down­ load.aspx RIBA 2013b Plan of Work –www.architecture.com/files/rib­ aprofessionalservices/practice/general/bimoverlaytotheribaoutlineplanofwork2007.pdf Stanford 2008 – Benefits and Lessons learned of implementing Building Virtual Design and Construction (VDC) Technolo­ gies, Stanford University web.stanford.edu/class/cee320/ CEE320C/Khanzode.pdf UK Action Plan 2011 – Cabinet Office – Government Construc­ tion Strategy www.gov.uk/government/uploads/system/up­ loads/attachment_data/file/61152/Government-Construc­ tion-Strategy_0.pdf

Britische BIM-Standards BS und PAS 1192 PAS 1192-2:2013 – Specification for information management for the capital/delivery phase of construction projects using BIM. shop.bsigroup.com/forms/PASs/PAS-1192-2-2013/ PAS 1192-3:2014 – Specification for information management for the operational phase of assets using BIM. shop.bsig­ roup.com/forms/PASs/PAS-1192-3-2014/ BS 1192-4:2014 – Collaborative production of information. Ful­ filling employer’s information exchange requirements using COBie. Code of practice. shop.bsigroup.com/forms/PASs/ BS-1192-4-2014/ PAS 1192-5:2015 – Specification for security-minded BIM, digi­ tal built environments and smart asset management. shop. bsigroup.com/forms/PASs/PAS-1192-5/ BS 1192:2007 – Collaborative production of architectural, engi­ neering and construction information. Code of practice. shop.bsigroup.com/forms/PASs/BS-1192-2007/

Ulrich Hartmann, CONJECT AG

www.conject.com


BIM im Diskurs

Einer, der alle beherrscht Gedanken über die Zukunft des Bauens Wir schreiben das Jahr 2050. Zufrieden schaut Martin Maier mit seiner Datenbrille in die Ferne. Siri liest ihm die wichtigsten Kennzahlen seiner Bauprojekte vor. Wieder konnte er fehlerfrei einen großen Bürokomplex entwickeln. Diesmal werden die Gebäude langfristig nur noch die Hälfte an Betriebskosten verursachen. Er klopft seinem Roboter Projektleiter auf die kühle Schulter aus Carbon: „Danke Neo, seitdem Du an Board bist, macht das Bauen endlich Spaß!“. Klingt futuristisch? Im Jahr 2050 wird es über 11 Mrd. Men­ schen auf unserem Planeten geben und wir gehören den­ noch nur zur Minderheit. Auf jeden Menschen, manchen Schätzungen zufolge, kommen 1.000 Roboter. Was heißt das für die Baubranche? Über 70 % der Menschen werden in urbanen Wohn­ räumen leben, das sind 3,3 Mrd. mehr als heute. Um dieses massive Wachstum zu ermöglichen müssen, allein in den Städten, 33 Millionen Gebäude für je 100 Perso­ Bild 1. Eating the world nen gebaut werden. Unsere Infrastruktur muss massiv erweitert bzw. überarbeitet werden. Schöne Aussichten für die Baubranche. Wir stehen also vor den größten Veränderungen in der Geschichte des Bauens. Um diese enorme Bauleistung zu vollbringen, wird es notwendig sein, die Kosten für die Planung, das Bauen Wir werden intelligenter bauen, um den und das Management beschränkten Platz zu nutzen, werden der Gebäude drastisch nachhaltiger agieren, um unseren Lebenszu reduzieren. Wir raum zu erhalten. werden intelligenter bauen, um den be­ schränkten Platz zu nutzen, werden nachhaltiger agieren, um unseren Lebensraum zu erhalten. Die Integration neuer Technologien und Werkstoffe bringt neue Herausfor­ derungen. Die zunehmende Digitalisierung der Bevölke­ rung und der Wirtschaft wird neue Gebäudenutzungsfor­ men mit sich bringen. Es bleibt kein Stein auf dem ande­ ren.

–i– Spiegelbild – die Großprojekte. Großprojekte zeigen uns wo wir heute stehen. Sie sind unser Startpunkt in die Zukunft. Ob der Flughafen Berlin, die Elbphilharmonie oder die San Francisco Bay Bridge, große Bauprojekte sind notleidend, die Menschen vielfach überfordert. Wir bauen heute nach einem System wie vor 100 Jahren. Dabei sollte doch alles besser werden. Die ge­ zielte Ausbildung der Projektleiter, BIM, agile Planungs­ methoden, Werkzeuge aus der Cloud, Apps auf mobilen Endgeräten, vernetzte Kommunikation, Balanced Score­

cards und Heerscharen von Beratern begleiten moderne Projekte. Also wo liegt das Problem? Und noch viel wich­ tiger: Wie kommen wir in die neue Welt des Bauens? Der Mensch ist schlichtweg überfordert. Ja, der einzelne Mensch, sowie auch das ganze am Bau beteiligte Team und die Unternehmen. Es sind nicht die fehlenden Tools, die vielen Vorschriften, die Timelines, die Kosten. Der Mensch arbeitet nach bestem Wissen und Gewissen. Doch genau damit stößt er an seine Grenzen. Das Problem liegt im We­ sen des Menschen. Der Erfahrungsschatz des einzelnen Planers reicht nicht aus, um eine optimale Lösung für komplexe Prob­ leme zu finden; die Vielzahl an Abhängigkeiten ist für den Bauleiter auf der Baustelle nicht mehr planbar. Die Ei­ genschaften im Gebäude­ modell sind nicht ausrei­ chend gepflegt, um dem Facility Manager ein steuer­ bares Bild des Gebäudes zu geben. Es passieren Feh­ (Abb.: AlienCat / Fotolia.com) ler und es werden zu viele Kompromisse gemacht. Der Mensch arbeitet dagegen an, doch er ist nicht immer aufmerksam und wachsam, er ist beschränkt in seinen Möglichkeiten.

– ii – Es wird Zeit, dass der Computer übernimmt. Schauen wir den Tatsachen ins Auge. Der Rechner ist zuver­ lässiger, er rechnet genauer, er kann Millionen Varianten in kurzer Zeit rechnen, er kann Modelle optimieren, verglei­ chen, den Fortschritt überwachen, berech­ Die gezielte Ausbildung der Projektleiter, nen, planen, steuern. Er BIM, agile Planungsmethoden, Werkzeuge schläft nie, kommuni­ aus der Cloud, Apps auf mobilen Endgeräziert in Echtzeit ohne ten, vernetzte Kommunikation, Balanced Emotionen, ist immer Scorecards und Heerscharen von Beratern ansprechbar. Er liefert begleiten moderne Projekte. Also wo liegt 100 % Datenqualität das Problem? Und noch viel wichtiger: Wie und kann diese ständig kommen wir in die neue Welt des Bauens? überprüfen. Watson und das self­driving car zeigen uns, dass er den Menschen selbst in den komplexen Aufgaben überholt hat. Es ist also nur eine Frage der Zeit, bis er die Aufgaben in Bauprojekten von Men­ schen übernimmt. Willkommen in der Zukunft des Bauens.

– iii – Daten weisen den Weg in die Zukunft. Den Treibstoff des Bauens der Zukunft liefern die Daten. Über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes, von der Planung über das Bauen bis zum Facility Management ent­

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BIM im Diskurs

Bild 2.  Um dieses massive Wachstum zu ermöglichen müssen, allein in den Städten, 33 Millionen Gebäude für je 100 Personen gebaut werden   (Abb.: Vrame)

stehen Daten. Und je genauer diese Daten sind, desto bes­ ser können die Berechnungen, Planungen, Simulationen und Auswertungen sein. BIM bietet dafür die Basis. Und sobald der Mensch nicht mehr die wesentlichen Daten lie­ fern und pflegen muss, oder diese auswertet, sondern der Rechner das Steuer übernimmt, beginnt die Zukunft des Bauens. Der Rechner kann den Prozess steuern, die Daten einfordern, Probleme aufzeigen, 100 % Datenqualität si­ cherstellen, mit modernsten Algorithmen optimieren, aus anderen Projekten lernen, vergleichen. Und dabei kann er sich psychologischer Grundlagen bedienen und den Men­ schen motivieren, in seinem Interesse zu handeln. Ein neues Teammitglied im Projekt, kein Problem. Neue Richt­ werte gefordert, sofort berechnet und geplant. Neues Ma­ terial verfügbar, gleich simuliert. Ein Durchbruch in der Konstruktion, sofort in allen Projekten verfügbar.

– iv – Bots übernehmen das Steuer. Die Zukunft gehört den BuildingBots, kleine Softwareund später auch Hardware-Roboter. Sie werden das Bauen der Zukunft gestalten. Einmal im Projekt implementiert, erfragen und erforschen sie proaktiv die Parameter, lesen

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und fordern Daten, übernehmen die Kommunikation und bringen das Projekt 100 %ig zum Erfolg. Wir werden eine Welle an Bots erleben. 2016 übernehmen die ersten Bots die Steuerung und stellen sicher, dass alle Daten mit 100 % Genauigkeit zur Verfügung stehen und der Bauprozess optimal verläuft. 2020 gibt es die ersten selbst-optimierenden Gebäude. Ständig wandern BuildingBots durch die Modelldaten und machen Vorschläge zur Optimierung, die sonst nur die teu­ ersten Experten unter großem Zeitaufwand herausfinden würden. Jederzeit und überall wacht der Bot über die Bau­ daten und Baustellen. 2025 gibt es die ersten selbstbauenden Gebäude. Der Mensch trägt nur noch wenig zu den Gebäuden bei und wird immer vom Bot gesteuert und überwacht. Bots über­ nehmen die Planung und Roboter bauen die Gebäude. Später werden die Gebäude von bots aktiv verwaltet und instandgehalten. – Software and robots are eating the world. Und sie fressen auch die Baubranche und Ihre Kin­ der.

–v– Machen Sie sich bereit! In der Zukunft gibt es in der Baubranche nur noch zwei Jobs. Entweder der Computer sagt Ihnen was zu tun ist, oder Sie sagen dem Computer was zu tun ist. Es wird jedes Jahr tausende neue Bots geben. Sie wollen Watson und das self-d0riving car zeigen in Zukunft noch uns, dass der Rechner den Menschen Bauen? Wollen Sie die selbst in den komplexen Aufgaben überholt Bots beherrschen? hat. Es ist also nur eine Frage der Zeit, bis Dann starten Sie heute er die Aufgaben in Bauprojekten von Menmit der Aufbereitung schen übernimmt. Willkommen in der ZuIhrer Daten. Daten kunft des Bauens. sind das Gold des neuen Zeitalters. Nur wenn Sie Datenkompetenzen haben und Hoheit über Ihre Daten, können Sie in der Zukunft noch erfolgreich agieren. Und halten Sie Ausschau nach den ersten Bots. Insider erzählen, dass innovative Start-ups schon weit in der Konzeption der ersten Bots fortgeschrit­ ten sind. Vielleicht sprechen Sie mich einfach dazu an. Christian Ehl, vrame Consult GmbH

www.vrame-gmbh.com


BIM in der Ausbildung

Generation BIM Von BIM in der Ausbildung, Arbeitspaketen und einem gemeinsamen Nenner Groß ist der Bedarf der Bauwirtschaft an Nachwuchs und er wird größer werden. Doch dem Nachwuchs gefällt das Image der Bau­ wirtschaft nicht so richtig, denn sie erfüllt nicht recht die Anfor­ derungen an „den perfekten Job“. Die Suche nach e­ inem solchen ist allerdings eines der Kriterien, das die heutige Generation (gern auch Generation Y genannt) ausmacht. Betrachtet man nun insbe­ sondere deren höheren Bildungsschichten, prägt zum einen − laut einer durch den Hauptverband der deutschen Bauindustrie e. V. beauftragten bundesweiten Umfrage − der Eindruck von Moder­ nität und Innovationskraft in hohem Maße die Attraktivität einer Branche bzw. eines Arbeitgebers. Modernität und Innovation ins­ besondere deshalb, weil die Generation Y sich durch eine techno­ logieaffine Lebensweise auszeichnet. Sie ist mit Internet und mo­ biler Kommunikation aufgewachsen, weshalb wir uns ja auch auf sie als „Digital Natives“ beziehen. Zum anderen bildet der Begriff „Nachhaltigkeit“ einen festen Bestandteil im Wortschatz der ­Generation Y – auch hinsichtlich der beruflichen Tätigkeiten … Die Bauwirtschaft scheint diese Kriterien, zumindest in der Wahrnehmung der jungen Generation, nicht zu erfüllen. Wie aber können diese Faktoren in der Bauwirtschaft ge­ fördert werden? Was genau bedeutet beispielsweise Nach­ haltigkeit in diesem Kontext? Aus der Grunddefinition von Nachhaltigkeit lassen sich zuerst einmal unterschied­ liche Forderungen für das Bauwesen ableiten: –– Bauwerke sollten so beschaffen sein, dass durch ihre Herstellung, Nutzung und Entsorgung möglichst keine bzw. nur geringe Umweltbelastungen entstehen. –– Bauwerke sollten in allen Lebensbereichen Nutzerkom­ fort und Sicherheit bieten. –– Bauwerke sollten eine hohe Funktionalität und Wirt­ schaftlichkeit aufweisen. Die Grundlage zur Verknüpfung dieser Forderungen bildet der Lebenszyklusgedanke, welcher die ganzheitliche Be­ trachtung aller Prozesse im Lebenszyklus eines Bauwerkes bereits ab der Pro­jekt­ initiierung impliziert. Zur Zeit vermitteln einige Veröffentlichun­ Voraussetzung für die gen, Symposien und Messen den Eindruck, erfolgreiche Umsetzung dass die Entwicklung hin zu BIM revolu­ des Lebenszyklusge­ tionsähnliche Muster aufweist. BIM wird dankens wiederum ist idealisiert. Die Gegenreaktion besteht eine reibungslose, ziel­ dementsprechend überwiegend in Verdrän­ gerichtete Zusammen­ gung, zuweilen Aggression oder gar Panik. arbeit zwischen allen an einem Bauvorhaben direkt oder indirekt beteiligten Personenkreisen. Eine opti­ male Durchführung dieser ganzheitlichen Zusammenarbeit scheint nur mit Hilfe einer Informationsquelle über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks gewährleistet zu sein. Diese Informationsquelle besteht idealerweise aus ei­ ner digitalen Abbildung der physikalischen und funktiona­ len Eigenschaften eines Bauwerks von der Projektinitiie­ rung bis zum Rückbau/Abriss – aus eben dem sogenannten Building Information Model. Sowohl Innovation als auch Nachhaltigkeit sind Kennzeichen der Methode von BIM.

Bild 1.  Für die technologieaffine Generation Y ist der Begriff „Nachhaltig­ keit“ fester Bestandteil ihres Wortschatzes – auch hinsichtlich der beruf­ lichen Tätigkeiten …

Das bedeutet also, BIM könnte den gemeinsamen Nenner zwischen dem Nachwuchs und der Bauwirtschaft bilden. Die Bedeutung des Lebenszyklusgedankens ist auch in der Bauwirtschaft nicht unbekannt. Im Gegenteil, viele Unternehmen befinden sich bereits in der Um­ „CAD ist umgeben von Mythen, übertriebe­ setzung dieses Gedan­ nen Ängsten und unrealistischen Erwartun­ kens. Der Meinung, gen. Entspannen Sie sich und werden Sie dass der Lebenszyklus­ vertraut mit dem Biest“. So beginnt eine um­ gedanke durch die An­ fassende Berichterstattung in der Zeitschrift wendung der Methode „Progressive Architecture“ vom Mai 1984. BIM optimal in die Strukturen der Bauwirtschaft integrierbar ist, ist auch die öffentliche Hand. So hat das europäische Parlament in Straßburg am 15. Januar 2014 eine Richtlinie zur Moder­ nisierung des Vergaberechts in den EU-Staaten verabschie­ det. Die 28 Staaten der EU sollen bis 2016 den Einsatz von BIM bei der Realisierung von öffentlich finanzierten Bauund Infrastrukturprojekten fördern und können diesen genauer spezifizieren sowie verpflichtend anordnen. Als Bindeglied zwischen Nachwuchs und Bauwirtschaft sollten also gerade Hochschulen in der Pflicht stehen, BIM in ihre Lehrpläne zu implementieren. Der öffentliche wie auch der private Bausektor werden künftig mehr und mehr auf fundiertes Wissen in diesem Bereich angewiesen sein. Weshalb ist diese Implementierung in die Lehre bisher nur zu einem geringen Teil erfolgt? Ein Grund ist sicherlich,

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BIM in der Ausbildung

dass unter den deutschen Hochschulen eine gewisse Unsi­ cherheit bezüglich der Entwicklung der für die Methode BIM relevanten Lehrinhalte besteht. Zur Zeit vermitteln einige Veröffentlichungen, Symposien und Messen den Ein­ druck, dass die Entwicklung hin zu BIM revolutionsähnli­ che Muster aufweist. BIM wird idealisiert. Die Gegenreak­ tion besteht dementsprechend überwiegend in Verdrängung, zuweilen Aggression oder gar Panik. Die Auseinanderset­ zung mit dem Thema scheint jedenfalls wenig rational. Zu­ dem führen fehlende deutsche Richtlinien und Regelwerke verstärkt dazu, dass die Methodik für die Mehrheit nicht greifbar genug dargestellt ist. Woran also soll die Qualität neuentwickelter BIM-Lehrinhalte gemessen werden? Wer oder was bestimmt die Messlatte? Und abgesehen davon, wer versichert den Hochschulen, dass sich der Aufwand für die Entwicklung neuer Um die Methode während des Studiums Lehrinhalte und für die ­optimal vermitteln zu können, ist eine Zu­ Umstrukturierung der sammenarbeit von Studierenden, Dozieren­ Lehre überhaupt lohnt? den, Lehr- und Forschungsgebieten, Abtei­ Wird BIM auch in Zu­ lungen, Fakultäten und auch Hochschulen kunft ein Thema in sinnvoll. Der gesteigerte Wettbewerb an Deutschland bleiben, Universitäten erschwert diese Zusammenar­ oder platzt die „BIMbeit jedoch und ist einer der Gründe dafür, Blase“ irgendwann? dass BIM an deutschen Universitäten − Die gesamte Ent­ wenn überhaupt − dann bisher zum größten wicklung erinnert sehr Teil nur auf eine Fachdisziplin und auf eine stark an die Einfüh­Teilphase im Lebenszyklus eines Bauwer­ rung von Computer­ kes ausgerichtet gelehrt wird, was dem aided Design (CAD) in Grundgedanken von BIM nicht gerecht wird. den 1980iger Jahren. Auch die Anwendung von CAD erforderte damals eine völlig neue Denkweise. Der Unterschied besteht insbesondere darin, dass sich die Entwicklung hauptsächlich auf den Entwurfsprozess bezog. Die Einführung von CAD führte damals dazu, dass der ge­ samte Prozess neu organisiert werden musste. Die alten Vorstellungen des Entwerfens mussten aufgegeben werden. Das wesentliche Problem war also auch damals nicht die Hard- oder Software, sondern das erforderliche Umdenken. „CAD ist umgeben von Mythen, übertriebenen Ängs­ ten und unrealistischen Erwartungen. Entspannen Sie sich und werden Sie vertraut mit dem Biest“. So beginnt eine umfassende Berichterstattung in der Zeitschrift „Progres­ sive Architecture“ vom Mai 1984. Vielleicht gilt es auch heute wieder, den Begriff BIM zu entmythologisieren, um eine allgemeine Akzeptanz zu erreichen. Ein weiterer Grund dafür, dass BIM bisher nur zu ei­ nem geringen Teil in die universitäre Lehre implementiert wurde, könnte der Wettbewerbsmechanismus zwischen und innerhalb von deutschen Universitäten sein. Dieser zeigt sich z. B. dort, wo – wie in vielen Bundesländern üblich – die Höhe der staatlichen Zuwendungen für Universitäten von deren Leistungen abhängig ist, wobei die Leistungsmessung durch den Vergleich mit anderen Universitäten vorgenom­ men wird; aber auch innerhalb von Universitäten sind sol­ che Maßnahmen üblich. Einige Hochschulgesetze fordern, dass die Mittel innerhalb der Universitäten über Evaluatio­ nen und Leistungsindikatoren verteilt werden. Die Folge: Die Fachbereiche konkurrieren untereinander um die Mit­ tel der Universität. Darüber hinaus sind Professoren durch die eingeschränkte Grundfinanzierung der Universitäten häufig darauf angewiesen, Drittmittel einzuwerben, um For­

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Bild 2.  Von (neuen) Wegen   (Abb.: 1. Fotolia / Thomas Pajot; 2 Fotolia / tontectonix)

schungsvorhaben zu verwirklichen. Da Drittmittel häufig in kompetitiven Verfahren vergeben werden, führt auch dieser Aspekt zur Verstärkung der Konkurrenz. Die Methode BIM erfordert demgegenüber gerade Zu­ sammenarbeit − interdisziplinär und gewerkeübergreifend − und damit einen hohen Grad an Transparenz. Um die Me­ thode während des Studiums optimal vermitteln zu können, ist also eine Zusammenarbeit von Studierenden, Dozieren­ den, Lehr- und Forschungsgebieten, Abteilungen, Fakultäten und auch Hochschulen sinnvoll. Der gesteigerte Wettbewerb an Universitäten erschwert diese Zusammenarbeit jedoch und ist einer der Gründe dafür, dass BIM an deutschen Uni­ versitäten − wenn überhaupt − dann bisher zum größten Teil nur auf eine Fachdisziplin und auf eine Teilphase im Lebens­ zyklus eines Bauwerkes ausgerichtet gelehrt wird, was dem Grundgedanken von BIM nicht gerecht wird. Das Lehr- und Forschungsgebiet (LuFG) Baubetrieb und Bauwirtschaft der Bergischen Universität Wuppertal (Lehrstuhlinhaber Univ.-Prof. Dr.-Ing. Manfred Helmus) und das Institut für datenbankorientiertes Konstruieren im Ingenieurbau der Jade Hochschule (Institutsleiter Prof. Dr.-Ing. Jörg Härtel) verfolgen nun gemeinsam einen neuen Ansatz. Ziel ist die Entwicklung eines ganzheitlichen, alle Lebenszyklusphasen eines Bauwerkes und mehrere Fach­ disziplinen berücksichtigenden Aus- und Weiterbildungs­ konzeptes, das der Integration von BIM in die Lehrpläne von Hochschulen und in die Weiterbildung von bereits in der Praxis Tätigen dient. Dabei steht sowohl der Lebens­ zyklusgedanke als auch die Interdisziplinarität im Fokus. Anhand von drei Arbeitspaketen sollen nun der ak­ tuelle Stand der BIM-Entwicklung und die damit einherge­ henden Veränderungen systematisch erfasst und analysiert werden, um daraus relevante Lehrinhalte umfassend und schrittweise entwickeln zu können. Arbeitspaket 1: Aufnahme des bestehenden Aus- und Weiterbildungsangebotes zum Thema BIM im In- und Ausland Da die Implementierung von BIM in die Lehre nicht nur innerhalb von Deutschland, sondern auch im Ausland zu­ nehmend an Relevanz gewinnt, ist es von großer Bedeutung bei der Erarbeitung eines deutschlandweiten Aus- und Wei­


BIM in der Ausbildung

terbildungskonzeptes, auch die internationalen Entwicklun­ dene standardisierte Szenarien prozessgerecht modelliert gen der Implementierung zu beobachten, zu bewerten und sowie Informationsdetaillierungsgrad und -inhalte definiert. das Übertragungspotenzial auf die deutsche Hochschulland­ Dabei sollen Ergebnisse aus parallelen Forschungsprojekten schaft zu untersuchen. Daher wurde bereits eine umfangrei­ des LuFG Baubetrieb und Bauwirtschaft, die sich mit Teilen che Recherche mit Fokus auf die Länder USA, Deutschland, dieser Prozesskette auseinandersetzen, integriert werden England, Schweiz, Niederlande, Finnland und Dänemark (z. B. „Entwicklung eines Anforderungskatalogs an Gebäude­ zur Erfassung des aktuellen Standes der Implementierung datenmodelle in Bezug auf die Standardisierung der Detail­ von BIM in die Hochschullehre und in die Weiterbildung inhalte und Detailtiefe aus Sicht des Arbeitsschutzes“ sowie von bereits in der Praxis Tätigen im In- und Ausland durch­ „Entwicklung eines Anforderungskatalogs an Gebäude­ geführt. Die Untersuchung umfasst dabei sowohl Studien­ datenmodelle in Bezug auf die Standardisierung der Detail­ gänge des Bauingenieurwesens als auch der Architektur. inhalte und Detailtiefe aus Sicht der Bauausführung“). Die Erhebung hat ergeben, dass in allen bisher unter­ suchten Ländern die Implementierung von BIM sowohl in Arbeitspaket 3: Definition der Lehrinhalte für ein die Lehrpläne von Hochschulen als auch von Weiterbil­ Aus- und Weiterbildungskonzept und Entwicklung dungsinstituten begonnen hat. Bezüglich des Fortschritts von Aus- und Weiterbildungscurricula der Implementierung sind deutliche länderspezifische Un­ Anhand der Ergebnisse aus den Arbeitspaketen 1 und 2 wer­ terschiede zu erkennen. So werden beispielweise in Eng­ den die Lehrinhalte und die dazugehörigen Curricula zum land eine Vielzahl von BIM-Masterstu­ einen für die akademische Lehre und diengängen mit dem Ziel, die Methode Die Hochschulen müssen jetzt schnell auf zum anderen für die Weiterbildung von BIM im gesamten Lebenszyklus des die Veränderungen reagieren. Denn Deutsch­ in der Praxis Tätigen abgeleitet. Dabei Bauobjektes zu betrachten, angeboten. land befindet sich gerade am Anfang eines wird besonderer Wert auf Aspekte wie Im Vergleich dazu sind in Deutschland Umdenkprozesses, der im Ausland anschei­ z. B. den optimalen Einsatz prozessrele­ weitestgehend nur einzelne Module nend sehr viel weiter fortgeschritten ist. Der vanter BIM-Software und die Beschrei­ zum Thema BIM in die Lehrpläne von Wettbewerbsdruck steigt damit. bung der standardisierten Rollen und Hochschulen integriert. Im Allgemei­ der Verantwortlichkeiten in einem BIMnen richtet die Mehrheit der BIM-Aus- und Weiterbil­ basierten Bauprojekt gelegt. Parallel dazu werden für die dungskonzepte in Deutschland derzeit den Fokus auf den Weiterbildung von in der Praxis Tätigen Zertifizierungsmög­ Umgang mit bestimmter BIM-Software. Bei der Anwen­ lichkeiten analysiert und definiert. dung der eigentlichen Methode hinsichtlich der veränder­ Natürlich müssen die gewählten Schritte während die­ ten Kommunikationsstrukturen hingegen liegt Deutsch­ ser Arbeitsprozesse regelmäßig neu überdacht werden, ins­ land im internationalen Vergleich weit zurück. besondere aufgrund der vergleichsweise geringen Erfah­ rung, die die deutsche Bauwirtschaft mit der Methode BIM Arbeitspaket 2: Ermittlung einer Basis für die Definition bisher gemacht hat. Dennoch müssen die Hochschulen von Lehrinhalten jetzt schnell auf die Veränderungen reagieren. Denn Damit eine Basis für die Entwicklung von Lehrinhalten Deutschland befindet sich gerade am Anfang eines Um­ zum Thema BIM geschaffen werden kann, werden nun im denkprozesses, der im Ausland anscheinend sehr viel wei­ Rahmen von zwei Forschungsprojekten die veränderten ter fortgeschritten ist. Der Wettbewerbsdruck steigt damit. Anforderungen an die Kompetenzen aller am Bauprozess Die Hochschulen müssen jetzt schnell auf die Veränderun­ Beteiligten untersucht. gen reagieren. Denn Deutschland befindet sich gerade am BIMiD heißt das Forschungsprojekt an der Jade Anfang eines Umdenkprozesses, der im Ausland anschei­ Hochschule in Oldenburg, das sich mit der Sichtung und nend sehr viel weiter fortgeschritten ist. Der Wettbewerbs­ Bewertung der an einem Referenzprojekt angewendeten druck steigt damit. Gerade die junge Generation könnte BIM-Methode beschäftigt. Das Ziel des Forschungsteams den Prozess mit ihren Grundsätzen und (Arbeits-)Lebens­ um Prof. Hans Hermann Prüser am Institut für Datenban­ vorstellungen in einer Kombination mit einer guten Ausbil­ korientiertes Konstruieren ist es, die sich am Referenzpro­ dung schneller vorantreiben. Wir sollten also neue Wege jekt einstellenden Planungs- und Bauabläufe zur Imple­ mit ihnen gehen, denn der Nachwuchs muss auf seine Zu­ mentierung der Methode BIM didaktisch für die Aus- und kunft vorbereitet werden und nicht auf unsere Vergangen­ Weiterbildung von Architekten und Ingenieuren aufzube­ heit. reiten. Nahid Khorrami, M.Sc., WMA Bergische Universität In einem zweiten Forschungsprojekt an der Bergischen Wuppertal, Fachbereich D – Bauingenieurwesen, Lehr- und Universität Wuppertal wird die standardisierte idealtypi­ Forschungsgebiet Baubetrieb und Bauwirtschaft / sche Soll-Prozesskette entlang des Lebenszyklus eines Bau­ Jade Hochschule Oldenburg , Institut für datenbankorienwerkes unter Einsatz der Methode BIM erarbeitet. Dort tiertes Konstruieren im Ingenieurbau wird bereits seit 2006 an der Optimierung des Bauprozesses durch digitale Methoden geforscht. Acht Wissenschaftler Christian Heins, M.Eng., WMA Jade Hochschule Oldenburg, am Lehr- und Forschungsgebiet Baubetrieb und Bauwirt­ Institut für datenbankorientiertes Konstruieren schaft beschäftigen sich unter Leitung des Lehrstuhlinha­ im Ingenieurbau bers Prof. Manfred Helmus und der beiden Projektleiterin­ nen Dr. Anica Mein-Becker und Agnes Kelm aktuell mit verschiedenen Aspekten rund um das Thema BIM. In diesem Projekt werden gemeinsam mit zahlreichen www.uni-wuppertal.de Unternehmen aus der Praxis und BIM-Experten verschie­ www.jade-hs.de

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BIM in der Ausbildung

BIM in der Ausbildung – Ungewohnte Nähe zum Fachingenieur Von interdisziplinärem Lernen, fachübergreifender Ausbildung und von Vorbehalten Die Verbreitung von BIM in der Immobilienbranche hängt stark von der Akzeptanz der unterschiedlichen Nutzergruppen ab – vom Planer, über den Bauherrn, bis hin zum Generalunternehmer und dem späteren Betreiber. All diesen Beteiligten müssen die Vorteile der BIM-Methodik frühzeitig vermittelt werden, um Vor­ behalte abzubauen, die Mehrwerte zu vermitteln und eine nach­ haltige BIM-Anwendung am Markt zu erreichen.

mittlung stehen. Fachübergreifende Teamarbeit kann aber nur in der Gruppe trainiert werden. Keine Software, keine Kollaborationsplattform, aber auch kein Planer allein kann dies isoliert praktizieren. Nur durch interdisziplinäre Schulungen lassen sich die Vorteile der Interaktion und ihre Ausprägungen wirksam erarbeiten. Die unterschiedli­ chen Nutzergruppen erkennen so, wie die jeweils anderen Parteien mit BIM arbeiten, welche Rolle man im Prozess einnimmt und welcher Nutzen sich daraus ziehen lässt. Doch wie kann BIM erlernt werden? Wie können enga­ Mit diesem Fokus auf die Mehrwerte, erfahren die Betei­ gierte Planer oder Ingenieure Zugang zu BIM erhalten? ligten, dass BIM Reibungsverluste aus­ Wichtig ist an dieser Stelle erst einmal schaltet, fehleranfällige Prozesse ver­ der Hinweis, wie es nicht geht: durch Der digitale Dialog erfolgt zwischen den bessert, die Konzentration auf das We­ Software-Schulungen allein! Viele se­ einzelnen Fachbereichen, also interdis­zi­ sentliche erlaubt sowie die Qualität der hen in BIM in erster Linie ein neues plinär. Genau diese Nähe zu anderen Dis­ Planung erhöht. Programm. Aber BIM ist bekanntlich ziplinen muss im Mittelpunkt der Wissens­ Im Mittelpunkt des BIM-Wissens­ keine Software und sollte auch nicht so vermittlung stehen. aufbaus steht selbstverständlich immer vermittelt werden. Die Gefahr ist sonst der Mensch als Individuum. Die Me­ groß, dass BIM als geschlossenes Sys­ tem für einen einzelnen Planer gedacht wird, als „Little thodik sollte anhand von Kursen, je nach Vorwissenstand, überwiegend in Modulen, Vorträgen und Workshops ver­ BIM“, und damit all seine Vorteile aufgegeben würden. mittelt, geübt und trainiert werden. Über Beispielprojekte kann BIM erklärt und schrittweise eingesetzt werden. Am –i– Beispiel des Urtyps Haus, nämlich dem Haus vom Niko­ Interdisziplinär lernen und gemeinsam profitieren laus werden die Methodik erklärt und Prozesse abgebil­ det. Erste Modellierungsarbeiten werden in den Leistungs­ BIM ist viel mehr, nämlich digitale Planungskommunika­ phasen entsprechenden LODs erarbeitet und ausge­ tion. Der digitale Dialog erfolgt zwischen den einzelnen tauscht. Das Referenzieren, Clashen und Kommunikation Fachbereichen, also interdisziplinär. Genau diese Nähe zu am Modell wird im Team geübt und durch Experten be­ anderen Disziplinen muss im Mittelpunkt der Wissensver­ gleitet.

Bild 1.  Semesterübersicht „Interdisziplinäre Einführung in die BIM-Planungsmethode“

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BIM in der Ausbildung

Wichtig ist bei der BIM­Implementierung das fachli­ che Wissen auf der Projektebene und bei den Anwendern, aber auch das strategisch, unternehmerische Verständnis in der Geschäftsleitung. Wann immer es geht, sollten des­ halb die unterschiedlichsten Anwendergruppen an einem (virtuellen) Tisch zusammen sitzen, vom Fachexperten bis hin zur Geschäftsführung von Planungsunternehmen, und auch die Bauherren. Nur so kann der Mehrwert einer BIM­Planung nach außen transportiert und angewendet werden. Denn selbst Immobilienbetreiber, Entwickler und Projektsteuerer wollen inzwischen mehr über BIM und seine Vorteile wissen, finden aber nur wenige, kaum kon­ sistente Antworten.

– ii – Vorbehalte der Planer sind unbegründet Interessanterweise sind gerade in der Planungsbranche, die ja den größten Einfluss auf eine durchgehende Einbin­ dung von BIM hat, die Vorbehalte gegenüber BIM tenden­ ziell noch am größten. Insbesondere die Architekten sind sehr zögerlich, teilweise sogar ablehnend, gegenüber der Planungsmethode eingestellt. Das verwundert, denn ei­ gentlich sollte der Architekt der erste im Referenzprozess der BIM­Methodik sein. Bedeutender ist hier aber das Be­ drohungspotenzial, welches viele Planer vermuten: So wird oft geäußert, dass BIM der erste Schritt zu austausch­

barer Architektur sei und eine Unterbindung des kreativen (analogen) Entstehungsprozesses darstellen würde. Diese Sorge ist gänzlich unbegründet. Der kreative Entwurf wird auch in Zukunft im Mittelpunkt der Pla­ nungstätigkeit stehen. Er wird weiterhin klassisch mit Stift und Papier erfolgen. Ganz so, wie dies im Design von Au­ tos, Mode oder Möbeln heute auch noch der Fall ist. Un­ terstützend kann zur eigenen Plausibilisierung des Ent­ wurfs möglicherweise ein einfaches Modell hinzugezogen werden. Dieses ist insbesondere im städtebaulichen Ein­ stieg sehr hilfreich und kann sehr früh Aufklärung über Baumassenstudien und z.B. Verschattungen bringen. Aber erst auf dem weiteren Weg im Vorentwurf und Entwurf greift BIM ein, um die nachfolgenden Prozesse zu unter­ stützen und die Interaktion mit allen involvierten Parteien zu verbessern. Gerade die Ingenieure der TGA sind oft in der Situation, dass sie aus Ermangelung eines 3­dimensio­ nalen Gebäudemodells eigene Arbeitsmodelle erstellen. Auch einige Statiker finden sich in dieser misslichen Situa­ tion. Das führt zu schwer darstellbaren Mehrleistungen, welche bei ganzheitlicher Wertschöpfungskette über alle Fachdisziplinen mit BIM gar nicht erst entstehen. Im Rahmen interdisziplinärer Schulungen werden die Vorteile der Interaktion und ihre Ausprägungen erfreuli­ cherweise schnell verstanden – auch von den Architekten. Die Kernkompetenzen der Architekten, Ingenieure, Fach­ planer, Bauunternehmen, etc. sind nämlich mehr denn je gefordert. Wird dieser Grundsatz den Lernenden erfolg­

Die BIM-Welt der DeuBIM® BIM der Baumeister – softwareunabhängig und interdisziplinär führt BIM heute digital wieder die Informationen zusammen, die seinerzeit der Baumeister managte. Erfolgreiche BIM-Implementierung startet immer mit der Definition angemessener BIM-Ziele zur Unterstützung Ihrer Prozesse im Unternehmen und nie mit der Auswahl des Werkzeuges (Software). Wir leben OpenBIM.

BIM für Bauherren – DeuBIM® BIM-Implementierung, BIM-Management BIM für Bestandshalter – DeuBIM® Inventur DeuBIM® Immoinvent – BIM (AIM) an der Schnittstelle zu Asset- und Facilitymanagement BIM für Ihr Projekt – DeuBIM® Planung Generalplanung – über 500 Architekten, Ingenieure, über 1.000 BIM-Anwendungsfälle, über 10.000 konventionell realisierte Bauvorhaben BIM im Verbund – DeuBIM® Partner Interesse an einer Partnerschaft? Bereits 18 Unternehmen arbeiten BIM-konform zusammen BIM in der Ausbildung – DeuBIM® Akademie Erste interdisziplinäre BIM-Akademie in Deutschland – seit 2014

Strategischer Kooperationspartner

Schon BIM-fertig? Ernst & Sohn Special 2015 · BIM – Building Information Modeling

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BIM in der Ausbildung

Bild 2.  Beispielhafte BIM-Planung: Berggalerie Bergkamen

reich vermittelt, weicht die anfängliche Skepsis einer gro­ ßen Begeisterung. Aus eigener Erfahrung als Geschäftsführer einer Pla­ nungsgesellschaft kann ich über meine persönliche Wand­ lung berichten: Ich hatte mich vor BIM eigentlich nie mit dem Leistungsbild des Statikers oder Haustechnikers be­ schäftigt, außer bei der Kalkulation von Generalplanungs­ leistungen. Aber die der HOAI hinterlegten Prozesse habe ich in 20 Jahren Berufs­ erfahrung in Bezug auf Verlässliche Standards, eindeutige Be­ die Bedürfnisse der an­ griffsdefinitionen und eine qualifizierte Aus­ deren fachlich Beteilig­ bildung sind der Grundstein für die weitflä­ ten nie nachvollzogen. chige Einführung von BIM in Deutschland. Ich wusste immer, was ich vom Statiker erwar­ ten kann, aber wie er dazu kommt wurde von mir nicht hinterfragt. Erst mit BIM habe ich verstanden, wie die Pro­ zesse ineinandergreifen und wie wir uns gegenseitig helfen können, eine optimale Planung für den Bauherrn zu errei­ chen. Auch das Verlassen auf den anderen fällt mit BIM deutlich leichter, da die Prozesse interdisziplinär viel trans­ parenter sind. Dies ist aber zugleich ein Kulturwechsel. Die Transparenz der eigenen Planungsschritte ist unge­ wohnt, denn das Fehlermachen wird so für alle Parteien, bis hin zum Bauherrn, sichtbar. Andererseits greift jedoch der BIM-Prozess sinnvoll ein und beseitigt diese Fehler vor der Realisierung, z. B. durch Kollisionsprüfung.

– iii – Fachübergreifende Ausbildung Die im Jahr 2014 ins Leben gerufene DeuBIM®-Akademie setzt mit ihrem interdisziplinären Ausbildungsmodell zur BIM-Implementierung in Planungsunternehmen und zum

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(Abb.: 1 DeuBIM, 2 pos4 architekten)

BIM-Manager genau hier an. Sie hat ihr Lehrangebot be­ wusst für unterschiedliche Berufsgruppen geöffnet. Dabei ist die DeuBIM®-Akademie völlig unabhängig von Soft­ wareanbietern oder Generalunternehmern. Dr. Thomas Liebich von AEC3 und Andreas Kohlhaas von GSP haben zusammen mit dem Verfasser einen Lehrplan erarbeitet, der sich nicht nur an die Anwender richtet, sondern auch in den Vortragsveranstaltungen den Geschäftsführungen der beteiligten Planungsunternehmen den unternehmeri­ schen Mehrwert der BIM-Methodik vermittelt. Schließlich haben sich bereits Im­ mobilienbetreiber, Ent­ Auch das Verlassen auf den anderen fällt wickler und Projekt­ mit BIM deutlich leichter, da die Prozesse steuerer der Thematik interdisziplinär viel transparenter sind. angenähert. Dabei wird Dies ist aber zugleich ein Kulturwechsel. stetig die Nähe zu Richt­linienkreisen wie building smart, VDI sowie planen und bauen 4.0 gepflegt, um die Ausbildung stetig weiterzu­ entwickeln und Standards für die Qualifikation vorzube­ reiten. Das Bestellen von „BIM“ darf für den Bauherrn nicht weiter mit Fragezeichen, sondern sollte vielmehr mit Ausrufezeichen belegt sein. Verlässliche Standards, eindeu­ tige Begriffsdefinitionen und eine qualifizierte Ausbildung sind der Grundstein für die weitflächige Einführung von BIM in Deutschland. Eines ist dabei sicher: Anwender, die den vielfältigen Nutzen einer systematischen BIM-Imple­ mentierung verstanden haben, bleiben der Methodik treu und werden zu überzeugten Botschaftern für digitales Pla­ nen, Bauen und Betreiben. André Pilling , Geschäftsführender Gesellschafter der DeuBIM® GmbH

www.deubim.de


BIM im Consulting

InfraBIM in den Niederlanden: Mehr als nur eine Planungsmethode Die Reformkommission „Bau von Großprojekten“ rügt den deut­ schen Staat als Bauherr. Vieles sei in den letzten Jahren schief gegangen. Die Reformkommission fordert jetzt u. a. die An­ wendung von BIM, sowie klare Prozesse und Zuständigkeiten und sieht eine sachliche und regelmäßige Kommunikation als Schlüssel zum Erfolg. Zum Ende dieses Jahres ist ein Aktions­ plan und ein Seminar angekündigt, wie man in Deutschland den Hebel umlegen könnte. – In den Niederlanden dagegen hat der Bauherr Staat in den letzten 5 Jahren schon einen ähnlichen Ak­ tionsplan umgesetzt und definiert Anforderungen für die Projekt­ übergabe der digitalen Bestandsinformationen. Das Verkehrs­ ministerium (Rijkswaterstaat, RWS) ist der Vorreiter; andere ­Behörden wie ProRail, Provincie Gelderland und die Stadt ­Amsterdam folgen. Dieser Artikel beschreibt die Informations­ kette in Tiefbauprojekten, die in den Niederlanden künftig mit Hilfe von Open BIM-Standards gestaltet werden und welche zentrale Rolle der Bauherr Staat hierbei einnimmt.

–i– Initiative des Staates als Bauherr Der niederländische Staat als Bauherr hat in der Rolle des Auftraggebers im Tiefbausektor die Aufgabe, Objekte zu ver­ walten und benötigt valide Daten für die Unterstützung des Asset (AM) und Facility Managements (FM). Die erforderli­ chen Instandhaltungsmaßnahmen und der Neubau von Straßen, Brücken, Schienen und Schleusen werden auf dem Markt angeboten, während die Regie vom Staat geführt wird, der die Informationen über die Änderungen von den Bauobjekten wiederum aus der Privatwirtschaft erhält. An­ hand dieser Informationen werden die eigenen Systeme in den Bereichen AM / FM aktualisiert. Damit die Systemak­ tualisierung reibungslos stattfinden kann, fordert der Bau­ herr die digitale Projektübergabe der Informationen über offene Standards und Methoden vom Beginn der ­Planungsphase an. Weil diese Informationen für alle Pro­ jekte auf offenen Stan­ dards beruhen, wird ie Strukturierung dieser Informationen in eine Struktur für die Form von „Daten“ und „Daten-Containern“ ganze Wertschöpfungs­ ist unabhängig von Vertragsformen, Pro­ kette geschaffen, die jektphasen und Arbeitsweisen, sodass sie auch auf alle zukünf­ international einsetzbar und unabhängig tigen Großbauprojekte von lokalen Prozessen und Abläufen ist. Der niederländische Staat griff zu dieser und den ganzen Tief­ Maßnahme mit innovativen Methoden, um bausektor angewandt seine in den vergangenen Jahren durch werden kann. Die Outsourcing verloren gegangene Datenho­ Strukturierung dieser heit wieder zu erlangen und seiner lenken­ Informationen in Form den Aufgabe gerecht werden zu können. von „Daten“ und „Da­ ten-Containern“ ist un­ abhängig von Vertragsformen, Projektphasen und Arbeits­ weisen, sodass sie international einsetzbar und unabhängig von lokalen Prozessen und Abläufen ist. Der niederländi­ sche Staat griff zu dieser Maßnahme mit innovativen Me­ thoden, um seine in den vergangenen Jahren durch Outsour­

Bild 1.  Infrastrukturprojekte mit Open BIM des NL Verkehrsministeriums – Stand September 2015

cing verloren gegangene Datenhoheit wieder zu erlangen und seiner lenkenden Aufgabe gerecht werden zu können. Mit der Kombination aus BIM Management und Geo­ graphischen Informationssystemen (GIS) wird ein neuer Weg beschritten, der die Informationen bündelt und diese viel schneller abrufbar macht als das mit einer traditionel­ len Dokumentation von Plänen und Verträgen jemals mög­ lich wäre.

– ii – Aktuelle InfraBIM-Projekte in den Niederlanden Bild 1 zeigt die aktuellen Tiefbauprojekte des niederländi­ schen Verkehrsministeriums mit der Anwendung von Open BIM-Standards. Es handelt sich sowohl um Straßen- als auch um Wasserbauprojekte (Schleusenprogramm). Das Verkehrsministerium hat die Absicht, Open BIM-Standards für alle Bereiche der Verwaltung von Infrastrukturbauwer­ ken flächendeckend in den Niederlanden einzuführen.

– iii – Eine Kombination aus verschiedenen Datenstrukturen Die in den Niederlanden angewandten Open BIM-Metho­ den sind auf die Bauherren abgestimmt, die zurzeit über verschiedene Informationssysteme mit unterschiedlichen Datenstrukturen verfügen. Der Open BIM-Standard COINS bietet eine Struktur, die eine Informationsübertragung von

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BIM im Consulting

IDMs funktional zu realisieren, muss gewährleistet sein, dass die Software-Komponenten auf der empfangenden Seite jede zur Verfügung gestellte Information lesen und interpretieren können.

– iv – Der Lebenszyklus von Bauwerken Der Lebenszyklus eines Infrastrukturbauwerks gliedert sich in den Aufbau, die Verwaltung und die Instandhaltung und wird folgenden Akteuren zugeordnet: –– Auftraggeber / Asset Management; –– Auftraggeber / Projektorganisation; –– Auftragnehmer.

Bild 2.  Der COINS-Container ist eine Mischung von strukturierten Daten­ bankinformationen, GIS, 3D-Modellen und Dokumenten wie 2D-Zeichnun­ gen, PDFs, Texten, Tabellen, etc.

kombinierten Datenstrukturen und damit verschiedenen Dokumenten ermöglicht. Die COINS-Methode ist in den Niederlanden aus der Motivation entstanden, BIM, GIS, System Engineering und die Lebenszyklus-Informationen eines Bauwerks kom­ binieren zu können. Die verschiedenen Informationsarten werden von den Vertragspartnern in den sogenannten „COINS-Container“ anhand einer intelligenten Struktur verpackt, die Dateien miteinander verbindet. Die Informa­ tionsstruktur ist vom COINS-Standard spezifiziert und damit für alle Großbauprojekte identisch. Der Container wird in Form eines An­ Die COINS-Methode ist in den Niederlanden hangs in einem IDMaus der Motivation entstanden, BIM, GIS, Bericht digital an den System Engineering und die LebenszyklusBauherrn übertragen. Informationen eines Bauwerks kombinieren Das Kommunika­tions­ zu können. Die verschiedenen Informations­ protokoll ist ein ISOarten werden von den Vertragspartnern in Standard IDM Part II den sogenannten „COINS-Container“ an­ (ISO 29481-2:2012), hand einer intelligenten Struktur verpackt, der von building­SMART die Dateien miteinander verbindet. Die In­ entwickelt wurde und formationsstruktur ist vom COINS-Standard international in dem spezifiziert und damit für alle Großbaupro­ Datenaustausch Anwen­ jekte identisch. dung findet. Der Bau­ herr kann die Contai­ ner auspacken und die benötigten Dateien an die verschie­ denen Informationssysteme weiterleiten, die man sich als Datenbanken, ähnlich bereits kommerziell verfügbarer Projekträume, vorstellen darf. Diese Methode der Informa­ tionsübertragung gewährleistet die Vollständigkeit der ver­ tragsgemäß von den Auftragnehmern zu liefernden Daten und die Sicherheit, die eine schlanke Bürokratie braucht, um effizient arbeiten und lenken zu können. IDM steht für „Information Delivery Manual“ und beschreibt eine Me­ thodologie mit der existierende und zukünftige Prozesse sowie der dazugehörige Informationsaustausch dokumen­ tiert werden kann. Das Ergebnis der Anwendung dieser standardisierten Methodologie kann genutzt werden, um detaillierte Methoden und Spezifikationen zu erarbeiten und dient als Lastenheft für die Softwareentwicklung. Um

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In dem Tiefbaubereich versteht man unter Assets alle Teile, die für Aufbau, Verwaltung und Wartung nötig sind: Ober­ flächen, Beleuchtung, Bankette, Grünstreifen und die Oberflächenentwässerungssysteme. Das Asset Manage­ ment wird durch eine Datenbank unterstützt, in der die Verwaltung und die Wartungsprozesse abgebildet werden. Wenn die Qualität der Bauwerkssubstanz eines Infra­ strukturobjektes unter das geforderte Mindestniveau sinkt, werden von der Behörde entsprechende Maßnahmen aus­ gelöst und eine Projektorganisation etabliert. Die Projektorganisation bekommt vom AM eine Art ‚Informationspaket‘, das nötig ist, um einen Vertrag für die Ausschreibung vorzubereiten. Dies betrifft die Anforderun­ gen des Auftraggebers und eine Datensammlung, die die „AsIs“-Situation, also den aktuellen Zustand, beschreibt. Die Projektorganisation verfügt über alle relevanten Informatio­ nen, die für die Vorbereitung und Durchführung des Projekts unter Berücksichtigung der Anforderungen, der Risiken, des Umfangs und der Prüfmethoden benötigt werden. Zu einem bestimmten Zeitpunkt wird ein Vertrag – der Vergabeprozess sei hier nicht berücksichtigt – mit einem Auftragnehmer geschlossen. Der Bauunternehmer erhält verschiedene Informationspakete mit den Anforderungen und der „As-Is“-Dokumentation in einem Container. Nach Abschluss seiner Bau- oder Instandhaltungsmaßnahmen wird der Auftragnehmer ein Informationspaket über das Projekt an die Projektorganisation zurücksenden, das die sogenannte „As-Built“-Situation dokumentiert. Dieser ­„As-Built“-Datensatz wird in die Projektdatenbank aufge­ nommen. Nachdem die Projektorganisation die Lieferung des Auftragnehmers bestätigt und bewertet hat, sendet sie den „As-Built“-Datensatz an die AM-Abteilung zurück. Nach der Annahme der Lieferung durch das Asset Manage­ ment, wird der „As-Built“-Datensatz in den entsprechenden Datenbankbereichen eingelesen und damit die Asset-Infor­ mation aktualisiert. Das Eisenbahninfrastrukturunterneh­ men der Niederlande ProRail und die Stadt Amsterdam fragen nicht nur „As-Built“- sondern auch „To-Build“-Daten.

–v– Instrumente für die Informationssteuerung Es gibt verschiedene Open Standard Produkte, um den In­ formationsfluss in der Lieferkette zu steuern und zu kon­ trollieren:


BIM im Consulting

–– Informationslieferspezifikation (ILS), basiert auf IDM Part-I, –– Prozessmodell, basiert auf IDM Part-II, –– Asset Informationsmodell, basiert auf COINS-Standard, –– Bibliothek (OTL), basiert auf COINS Standard.

tionskombinationen sowohl in Hoch- und Tiefbau, als auch außerhalb des Bausektors. Prozessmodell Das Prozessmodell, welches aus der Methode IDM Part-II konzipiert ist, stellt die Informationsstruktur für den Aus­ tausch der Asset-Daten da.

Informationslieferspezifikation (ILS) Die Informationslieferungsspezifikation ist ein Dokument, in dem festgelegt wird, welche Informationen über Pro­ Asset-Informationsmodell zesse und andere Vereinbarungen zu welchem Zeitpunkt Die Asset-Daten werden in einer zweiten Informations­ und in welcher Form zur Verfügung gestellt werden müs­ struktur gespeichert, die für den Zusammenhang der Da­ sen. Die Anforderungen für die Infor­ ten (COINS) steht und als Container mationsübertragung sind mit den soge­ übertragen wird. Das Ziel der niederländischen Regierung nannten Informationspaketen gekop­ ist, so viele „Open Standards“ wie möglich pelt. Dadurch wird erreicht, dass der Die Bibliothek zu verwenden, um eine unabhängige Lang­ Umfang der ILS begrenzt werden kann. Die Bibliothek (OTL) ist ein leistungsfä­ zeitarchivierung, die Unabhängigkeit von An der Schnittstelle zwischen Projekt higes Werkzeug, um Konzepte und In­ Softwareherstellern sowie die Austausch­ und Auftragnehmer ist die ILS ein Be­ barkeit von Software-Komponenten zu ge­ formationen zu standardisieren. In den standteil des Vertrages. Niederlanden wird eine solche Biblio­ währleisten. Es besteht die Möglichkeit ver­ thek mit dem Rijkswaterstaat entwi­ gleichbare Richtlinien oder Leitfäden ckelt, in der z. B. ein Objekt „Schräg­ wie die Britische BS1192:2007 & PAS 1192 oder den seilbrücke“ mit allen Eigenschaften zu finden sein. Deutschen BIM-Leitfaden für die Erstellung von Informa­ tionslieferspezifikationen zu nutzen. Der wesentliche Un­ – vi – terschied zwischen dem deutschen Leitfaden und der eng­ lischen BIM-Richtlinie zu IDM Part I ist der Fokus. Wäh­ Offene Standards rend die deutschen und englischen BIM-Leitfäden auf die Anwendung und Abstimmung von 3D-BIM-Modellen in Das Ziel der niederländischen Regierung ist, so viele „Open Standards“ wie möglich zu verwenden, um eine un­ Hochbauprojekten abgestimmt sind, zeigt sich die IDMPart I Methode unabhängig von Formaten und Informa­ abhängige Langzeitarchivierung, die Unabhängigkeit von

Wie realisiert man am besten zukunftsweisende Bauwerke? Mit zukunftsweisendem Planen und bauen. WOLFF & MÜLLER ist digitaler Vorreiter bei Building Information Modeling. Mit der BIM - Methode planen wir Bauwerke schon heute durchgängig am digitalen Modell in fünf Dimensionen – Länge, Breite, Tiefe, Termine und Kosten. Für unsere Kunden bedeutet dieser integrierte Ansatz mehr Transparenz, Präzision und Effizienz. Das brachte uns den iTWO Award für den besten technischen Workflow in 2014. Erfahren Sie mehr unter www.wolff-mueller.de | WOLFF & MÜLLER – Bauen mit Begeisterung

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Klassifikationen entwickelt; in Deutschland steht dies noch aus. –– COINS – ein niederländischer Standard für die Festle­ gung eines Asset-Informationsmodells. Die Firma Gobar adviseurs BV mit Standort in Lisse – NL und in Düsseldorf – DE ist ein unabhängiges Beratungsun­ ternehmen, das direkt mit Bauherren, u.a. Rijkswaterstaat, und zahlreichen Behörden zusammenarbeitet und an der (inter-)nationalen Entwicklung von Open BIM-Standards beteiligt ist. Gobar berät sowohl mit technischer Expertise zu Open BIM als auch im Projektmanagement Einführun­ gen dieser Open BIM-Standards in Großbauprojekten. Bild 3.  Beispiel eines Umfelds zur Anwendung der IDM-Part II

– vii – Informationsmodell

Softwareherstellern sowie die Austauschbarkeit von Soft­ ware-Komponenten zu gewährleisten. Diese verwendeten Standards sollen frei verfügbar sein und von Non-ProfitOrganisationen verwaltet werden. Die Entwicklung dieser Standards basiert auf einem offenen Entscheidungsverfah­ ren und steht allen interessierten Parteien zur Verfügung. Einige relevante Open BIM-Standards sind: –– ISO-Standard IDM Part I (ISO 29481-1:2010) – be­ schreibt Methodologie und Formate der Informations­ lieferspezifikation. Der ILS wird vom niederländischen Bauherr als eine Art „Informations-Paragraph“ in Form eines Anhanges als Bestandteil des Vertrags aufgenom­ men und damit den Vertragspartnern vorgeschrieben. –– ISO-Standard IDM Part II (ISO 29481-2:2012) – be­ schreibt die Interaktions-Rahmenstruktur (in dieser in­ ternationalen Norm ist der NL-Standard VISI aufge­ nommen worden) –– IFC (ISO 16739:2013) – eine buildingSMART Spezifi­ kation, die in einen ISO Standard für den Austausch von Gebäudeinformationen überführt wurde; –– bsDD, buildingSMART – sieht für die Kommunikation ein gemeinsames Datenwörterbuch vor, das einer Klas­ sifizierung und Vereinheitlichung der Nomenklatur von Bauteilen entspricht und dient über verschiedene Spra­ chen hinweg als Erweiterung des Namensraums der IFC Struktur. Viele Länder haben mittlerweile ihre eigenen

Bild 5 zeigt ein vereinfachtes Bild eines Asset-Informations­ modells. Von zentraler Bedeutung für dieses Modell ist die „Funktionserfüllung“. Dies kann sowohl ein physisches Ob­ jekt als auch ein Teil des räumlichen Verkehrsnetzwerks sein. Ein physisches Objekt erfüllt eine Funktion, an dessen Funktionen Anforderungen gestellt werden, die mit dem Ob­ jekt verknüpft werden können. Ein solches Objekt hat Funk­ tionseigenschaften, beispielsweise hat eine Straßenüberfüh­ rung eine bestimmte Tragfähigkeit und ist durch technische Informationen in der Objekttyp-Bibliothek beschrieben. Auf der rechten Seite des Diagramms in Bild 5 ist zu erkennen, dass die Beschreibung an ein physisches Objekt gekoppelt wird, die als eine GIS-Darstellung, 3D-Modell oder in Form einer 2D-Zeichnung realisiert werden kann. Normalerweise werden Anwendungen für das Asset Management im Bauwesen mit typischer 2D-GIS-Software realisiert. Als Ergebnis der ak­tuellen BIM-Entwicklungen in Europa ist nun in den ­verschiedenen Beschreibungsfor­ men und in der Informa­tionsstruktur ein neuer Trend fest­ zustellen. Abhängig von den Nutzern können die Informa­ tionen durch verschieden Formen visualisiert werden: als GIS-Darstellung, als 3D-Bauwerksmodell oder als klassi­ sches 2D-Dokument.

– viii – BIM und zukünftige Anwendungsmöglichkeiten

Bild 4.  Vertrag und Interaktion in VISI anhand einer IDM-Part II Spezifika­ tion

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Angesichts der oben beschriebenen Entwicklungen ist zu erwarten, dass BIM-Informationssysteme zur Unterstüt­ zung des Asset Managements zukünftig häufiger in ver­ schiedenen Ausprägungen realisiert werden (mit Eigen­ schaftenobjekten einschließlich GIS und 3D). M. a. W., in Echtzeit könnten dann vielen verschiedenen behördlichen Abteilungen zuverlässige, vollständige, genaue und ak­tuelle Informationen zur Verfügung stehen. Die behördlichen In­ formationssysteme werden dann auch als Informations­ quellen für Festigkeits- und Sicherheitsanalysen dienen. Dies stellt Anforderungen an die BIM-Modelle; die Tragelemente müssen somit auch in dem Modell zur Ver­ fügung stehen; die 3D-Position und die Abmessungen müs­ sen abgeleitet werden können. Die Art und Lage der Be­ wehrung sollte vorhanden und in offenen Formaten allge­ mein zugänglich sein.


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Bild 5.  Struktur des Informationsmodells des Open BIM-Standards COINS

– ix –

Verbreitung von den Open InfraBIM-Standards Obwohl der niederländische Bausektor erst am Anfang der Einführung der Open BIM-Standards in dem Infrastruk­ tursektor steht, ist eine Rückkehr schon jetzt kaum noch vorstellbar. Das niederländische Verkehrsministerium bringt seine Erfahrungen in die Standardisierungsgremien des buildingSMART International ein und stimmt sich mit Verkehrsministerien aus anderen Nationen über das Zu­ standekommen von internationalen BIM-Standards für den Infrastruktursektor ab. Auf diesem Weg sind auch die IDM-Spezifikationen Teil I und II entstanden und in die ISO-Normen überführt worden. Auch Deutschland könnte sich an den Abstimmun­ gen und Standardisierungen beteiligen. Die in den Nieder­

(Abb.: Gobar)

landen angewandten Normen bieten den Beteiligten gene­ relle Strukturen und gehen über bestehende Arbeitsme­ thoden, Bauprozesse und Kommunikationsstrukturen hinaus. Diese Methoden wären damit auch für deutsche Großprojekte geeignet und sofort einsetzbar. Die verschie­ denen Open BIM-Standards können kombiniert, aber auch einzeln in der Praxis eingeführt werden; sie ergänzen einander. Fabiana Oscari-Bergs, Gobar adviseurs BV Andreas Kohlhaas, GSP Network GmbH

www.gobar.nl www.gsp-network.com

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3 Ratschläge und ein Dekalog Von Qualitätstüren, Hygiene-Zyklen und offener Grammatik Vor einigen Wochen traf ich mich mit jemandem aus der ein­ schlägigen BIM-Gemeinde in einem Biergarten zum Gedanken­ austausch und bekam am Ende unseres Gespräches einen Rat­ schlag. Das Wort „Qualitätstür“, beschied man mir, existiere nicht. Zuerst war ich ein wenig bedrückt, da ich das Wort seit Jahren benutze um die in-and- out-Protokolle der BIM-QualitätsSicherung zu definieren, wofür ich es einfach aus dem Engli­ schen – „quality doors“ – übernommen hatte. Als Halbspanier, der ich meiner Herkunft nach bin, war mir das peinlich. Doch bald kam ich zu folgendem Entschluss: Das Wort existiert ab jetzt doch! Genau wie hunderte andere Wörter, die entstehen, weil man sie braucht (Wie z. B. „BIM-Hygiene-Zyklus“ – ein Wort, das ab jetzt auch existiert). BIM-Qualitätstür ist, so will es mir scheinen, das schönste Wort, um einen abstrakten Filter zu beschreiben, den man durchschreiten muss, um auf der anderen Seite qualitätsmäßig „sauber“ herauszukommen. Unser Umfeld, unsere Art und Weise zu arbeiten, unsere Prozesse und sogar unser Vokabular sind in konstanter Evolution. Und so hätten wir das Thema dieses Artikels: Wie können alle Beteiligten der Wertschöpfungskette Bau diese Evolution in Richtung BIM voll­ ziehen, ohne dabei die Kontrolle über Ihre Informationen zu ver­ lieren? Genau damit beschäftigt sich Solibri als einziges globa­ les BIM-Qualitäts-Sicherungsystem seit über 15 Jahren. Hier also 3 Ratschläge und ein Dekalog für die Einführung von BIM mit der ganzen Erfahrung von mehr als 15 Jahren Model-Checking.

Ratschlag 1: Die Zeitspanne Wenn Sie dieses BIM Heft in den Händen haben, heißt das bestimmt, Sie führen BIM gerade ein, … oder Sie haben vor BIM einzuführen, … oder Sie interessieren sich für BIM. Wie dem auch sei, Sie dürfen eine Sache nicht aus den Augen verlieren: Bei BIM geht es darum, mit den Da­ ten in virtuellen Reali­ Die nötige Zeitspanne für das Erlernen und täten Information zu Einführen der BIM-Methode in einem generieren, mit der ­Unternehmen ist nur schwer einschätzbar, man etwas anfangen denn sie hängt stark davon ab, wie intensiv kann. Falls die Daten­ man sich mit dem Thema beschäftigt. Klar qualität in diesen Mo­ ist nur: Man kann BIM nicht einkaufen! dellen nicht „gut ge­ nug für…“ das ist, was Sie oder andere danach damit vorhaben, dann ergibt es auch keinen Sinn sich damit zu beschäftigen, unnütze Da­ ten in ein dreidimensionales Modell einzupflegen. Die nötige Zeitspanne für das Erlernen und Einführen der BIM-Methode in einem Unternehmen ist nur schwer einschätzbar, denn sie hängt stark davon ab, wie intensiv man sich mit dem Thema beschäftigt. Klar ist nur: Man kann BIM nicht einkaufen! Die Einstellung „Wir warten noch ein Jahr bis der Markt reifer ist, und dann stellen wir jemanden ein, der das kann“ ist ein trauriges Spiegelbild des Missverständnisses um BIM. Grundsätzlich sollte man aber davon ausgehen, dass der Prozess nicht weniger lange dauern wird, als das erste Projekt, das man komplett mit

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Bild 1.  Information Take Off mit Solibri Model Checker

BIM durchführt. Demzufolge sind 2–4 Jahre sicherlich eine gute erste Einschätzung. Einmal alles gemacht zu ha­ ben (inklusive Fehler), ist die Voraussetzung dafür, sagen zu können: Wir haben jetzt BIM Erfahrung im Haus. Wenn Sie also in geschätzten 3 Jahren BIM-fähig auf dem Markt sein wollen, sollten Sie spätestens gestern anfangen.

Ratschlag 2: Fokus auf BIM-Konsum Gehen Sie als Planer nicht davon aus, dass die BIM-Di­ mension nur Sie und die ausführenden Unternehmen be­ trifft. Es betrifft die Planer sicherlich insofern, als sie die ersten Grundmodelle generieren werden. BIM ist jedoch vielmehr das Benutzen und Auswerten der Modelle, das Bereichern der Modelle mit business-spezifischen Informa­ tionen, um strategische Entscheidungen in den Immobi­ lienprojekten treffen zu können. BIM-Konsum ist und wird sich stark auf Seiten der Bauherren und de­ Die stärksten Marktkräfte um BIM herum ren Banken und Versi­ werden bei den Bestellern der Modelle und cherungen abspielen. den Konsumenten der Gebäude anzutreffen Auch Behörden und sein. Und diese Marktkräfte werden mit spätere Benutzer sowie den Modellen nur etwas anfangen können, Bewirtschafter der Ge­ wenn sie sie in bestimmten Qualitäten ge­ bäude sind berufen, liefert bekommen. BIM-Konsumenten zu sein. D. h.: die stärksten Marktkräfte um BIM herum wer­ den bei den Bestellern der Modelle und den Konsumenten der Gebäude anzutreffen sein. Und diese Marktkräfte wer­ den mit den Modellen nur etwas anfangen können, wenn sie sie in bestimmten Qualitäten geliefert bekommen. Wer diese Qualität in der Zukunft nicht liefern kann, weil er sich nicht mit BIM beschäftigt, und kein Qualitätssystem integriert hat, wird davon abhängen, dass dritte seine Mo­ delle neu erzeugen und prüfen (diesen Markt gibt es schon – auch im DACH-Raum), und das hat wiederum Konse­


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quenzen sowohl für den Preis als auch für die Beziehung zu den eigenen Kunden.

Ratschlag 3: DIY (Do it yourself) Manche Unternehmen versuchen die BIM-Qualitäts­ dimension mit eigener Programmierung anzugehen. Das Verständnis der Größe dieses Vorhabens ist manchmal der­ maßen falsch, dass man glaubt, mit diesem einen Mitarbei­ ter, der ein wenig programmieren kann, die wichtigsten An­ gelegenheiten in den Datenstrukturen selber zu prüfen. Dies ist eine Sackgasse, aus der man nicht mehr herauskommen wird, und vor allem ein titanisches Vorhaben, dass man dann spätestens drei Jahre später wird abbrechen müssen. Soweit die drei Ratschläge, welche uns die Erfahrungs­ kurve aus in Sachen BIM avancierteren Ländern gezeigt hat. Nun zum Dekalog der BIM-Qualität:

1. Gebot: Ein BIM Qualitätsmanagmentsystem (QMS) muss offen und unendlich ausbaubar sein. Ein BIM-Qualitätssystem funktioniert ähnlich wie ein spell checker (Korrektor) in einem Text-Editierungsprogramm. Es besteht aus Regeln, die, wenn gebrochen, den „Fehler hervorheben“. Danach ist es immer noch die Verantwor­ tung des Menschen, zu entscheiden, was man mit diesem Regelbruch macht: Akzeptieren? Mit anderen besprechen und eine Entscheidung treffen? Direkt bestimmen, dass er korrigiert werden muss? Sie werden nicht vom ersten Tag an alle Qualitäten der Welt prüfen (sowohl die minimalen internen eines BIM-Modelles wie die Qualitäten Ihrer Kunden und die öffentlichen Normen die das Projekt be­ treffen). Sie werden schrittweise Regeln zu Regelsätzen zusammenfügen wollen und Ihr Qualitätssystem auf eine kontrollierte Weise aufbauen. Entscheiden Sie sich also für ein System, dass Ihnen erlaubt, sich mit den ersten Basics zu beschäftigen (wie etwa Kollisionen und Inkonsistenzen im Datenmodell), aber stellen Sie sicher, dass das System erweiterbar ist bis hin zu Normenprüfungen, Barrierefrei­ heiten und vor allem den zukünftigen unternehmensspezi­ fischen Qualitäten Ihrer Kunden. Es muss sich also um ein System handeln, dass eine offene Grammatik darstellt, mit der man jegliche Fragestellung in der Zukunft formulieren kann, und nicht um ein geschlossenes Regelwerk, das be­ stimmte Checks kann. Der Solibri Model Checker basiert auf Schablonen, die Sie unendlich weit parametrisieren und kombinieren können.

die gleiche Modellier-Software benutzen wie Sie). Wenn Ihr Qualitätsprüfsystem intern in einer Modellier-Software agiert und auf deren nativen Dateien basiert, dann hängt der in der Zukunft wichtigste Teil Ihres Unternehmens, die Qualitätskontrolle, von einer spezifischen Software ab. Es wäre undenkbar, dass irgendein Qualitätssystem, wel­ cher Industrie auch immer, davon abhängt, was konkrete Maschinen produzieren. Vermeiden Sie diesen strategi­ schen Fehler.

3. Gebot: Ein BIM-QMS muss auf global austauschbaren Standards basieren.

Machen Sie sich von Anfang an folgendes klar: Das Qua­ litätsmanagement ist der wichtigste Bestandteil Ihres BIM2. Gebot: Prozesses. Lassen Sie sich von niemandem überzeugen, Ein BIM-QMS muss von den Modellier-Werkzeugen dass Sie zuerst anfangen sollen BIM-Modelle mit Model­ unabhängig sein. lier-Software zu produzieren, und erst wenn Sie das kön­ nen, das Thema Qualität anzugehen. Das ist falsch. Sie Entscheiden Sie sich für ein softwareneutrales Qualitäts­ müssen das Modellieren Hand in Hand mit dem Qualitäts­ system, mit dem Sie nicht an eine Modellier-Software ge­ management lernen und aufbauen, denn nur so lernen Sie bunden sind. Sie werden in den kom­ das korrekte Modellieren. Autofahren menden Jahren vielleicht Ihr Model­ Autofahren mit geschlossenen Augen zu ler­ mit geschlossenen Augen zu lernen, ist lier-Werkzeug wechseln wollen, weil nen, ist auch nicht sonderlich empfehlens­ auch nicht sonderlich empfehlenswert. bessere Optionen auf dem Markt sind; wert. Sie müssen die Straße sehen, müssen Sie müssen die Straße sehen, müssen und Sie werden auf jeden Fall früher sehen, wo Sie hin wollen, und welchen Weg sehen, wo Sie hin wollen, und welchen oder später Modelle mit anderen Fach­ sie hinter sich lassen, sonst sind die ersten Weg sie hinter sich lassen, sonst sind planern austauschen müssen (die nicht drei Jahre Modellieren-Lernen für die Katze. die ersten drei Jahre Modellieren-Ler­

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Bild 2.  Fluchtweg Analyse mit Solibri Model Checker

nen für die Katze und Sie müssen danach vieles wieder „verlernen“ und umgestalten.

4. Gebot: Ein BIM-QMS muss projektspezifische Beteiligte in das eigene System einbinden können. Entscheiden sie mit „the end in mind“. Wo wollen Sie hin? Projekte sind temporäre Vorhaben, in denen immer wieder verschiedene Unternehmen kollaborieren und etwas Neues erschaffen. Es geht hier nicht um ein Projekt, son­ dern darum, dass Sie Projekte (hunderte) in den nächsten Jahren machen werden. Dazu sollten Sie die Fähigkeit ha­ ben, je nach Projekt, Ihre eigenen Qualitätstüren mit den Qualitätstüren der übrigen Beteiligten auszutauschen, um die Zusammenarbeit zu ermöglichen. Sie brauchen also ein System mit austauschbaren, weitergebbaren Regelsät­ zen, die im Rest der Welt Standard sind, so dass sie überall kompatibel sind. Sie verschicken ja auch keine Texte in einem nativen, lokalen Format, das nur in Ihrer Stadt exis­ tiert.

5. Gebot: Ein BIM-QMS darf nicht auf ungetesteten Produkten basieren, hinter denen keine Erfahrung und kein solides ­Unternehmen steht. Das Qualitätssystem Ihres BIM ist der wichtigste Bestand­ teil Ihres Datenmanagements. Sie sollten bei der Anschaf­ fung darauf achten, dass das Produkt das Sie anschaffen und in das Sie Ihr Vertrauen legen, nicht vor ein paar Jahren von einem Startup auf den Markt geworfen wurde, um zu testen wie es funktioniert, sondern sich für ein Jah­ relanges global bewährtes Werkzeug entscheiden, das ih­ nen alle Garantien gibt. Solibri Model Checker ist seit über 15 Jahren im globalen BIM-Markt der Standard für Qualitätsprüfung. Es ist daher nicht nur das vertrauens­ würdigste Werkzeug, sondern auch das meistgebrauchte, was dann die Kollaboration mit allen Benutzern der Welt vereinfacht.

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6. Gebot: Ein BIM-QMS muss die Möglichkeit haben, die Modelle mit Informationen zu bereichern, um nicht vom Modellierer abhängig zu sein. Es ist wichtig, dass Sie beim Aufbauen Ihres Qualitätssys­ tems folgendes beachten: Sie werden nicht immer Modelle entgegennehmen, die alles enthalten was sie enthalten müssen, damit Sie das machen können, was Sie damit ma­ chen wollen. Daher muss Ihr Qualitätschecker die Mög­ lichkeit aufweisen, das Modell selber nochmals mit Infor­ mationen zu bereichern. Sonst sieht die Zukunft düster für Sie aus und Sie begeben sich in Abhängigkeit von dritten. Der Model Checker muss die Fähigkeit besitzen, Klassifi­ zierungen in das Modell zu „kleben“, so dass sie dann wie­ derum auf Ihre Art und Weise weiterarbeiten können.

7. Gebot: Ein BIM-QMS muss den kontinuierlichen Verbesserungs­ prozess unterstützen. Ein Qualitätsmanagement baut man nicht für ein spezifi­ sches Projekt auf, sondern für die Projekte der Zukunft. Es muss nicht nur QC (Quality Control = Fehler Finden) kön­ nen, sondern auch QA (Quality Assurance = Qualitäts­ sicherung). Es muss die gefundenen Qualitätsmängel be­ werten und speichern können, so dass man sich dann über viele Projekte hinweg immer wieder verbessern und lernen kann. Es geht darum, dass man einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess einführt, und nicht die Fehler in sei­ nem ersten BIM-Projekt findet – am besten noch am letz­ ten Tag, sodass es dann sowieso keinen Sinn mehr ergibt, mehrere tausend Inkonsistenzen zu beheben …

8. Gebot: Ein BIM-QMS muss Regelsatz-basiert sein. Entscheiden Sie sich für ein System, das es Ihnen ermög­ licht, die Qualitäten in Form von leicht überschaubaren Regelwerken in Baumstrukturen zusammenzufügen. Dies


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Bild 3.  Interferenzen zwischen Gebäudetechnik Model und Architektur Model mit Solibri Model ­Checker (Abb.: Solibri)

ermöglicht dann, diese Regelwerke (z. B. Barrierefreiheit) zu kopieren, und für das nächste Projekt, abgestimmt mit den lokalen Normen des Nächsten Projektes, neu zu para­ metrisieren. Was ein Regelsatz für Barrierefreiheit prüft, ist grundsätzlich dasselbe – überall auf der Welt. Was sich im­ mer wieder verändert, sind konkrete Parameter wie etwa die breite eines Rollstuhls. Dasselbe passiert praktisch mit allen weiteren Qualitätsprüfungen. Sie wiederholen sich, nur mit verschiedenen Parametern.

9. Gebot: Ein BIM-QMS muss einen offenen, global kompatiblen ­Kommunikationsprozess integrieren. Auf alle Fälle sollten Sie sich auch verdeutlichen, dass der Qualitätsprozess die Kommunikation von gefundenen Feh­ lern u. Ä. ermöglichen muss. Wir müssen die Regelbrüche intern oder an andere Fachplaner und Beteiligten weiter­ leiten. Damit dies möglich ist, muss der Checker am besten das Internationale Format BCF (BIM Collaboration For­ mat) unterstützen, mit dem konkrete BIM-Situationen mit dritten geteilt, besprochen, bearbeitet und entschieden werden könne. Es wäre dumm, nach all der Mühe bezüg­ lich eines Datenmodells, nicht Information intelligent zu verwandeln, um sie zum Entscheiden zu nutzen, sondern stattdessen einfach wieder alles „flachdrücken“ oder per Text zu kommunizieren. Ein BIM-Prozess kommuniziert Angelegenheiten (issues) N-dimensinal via BCF.

10. Gebot: Ein BIM-QMS muss für jedes Projekt einen spezifischen ­Prüfzyklus bestimmen. Zuletzt noch der BIM-Hygiene-Zyklus: Bereiten Sie sich darauf vor, dass das prüfen der Qualität eines BIMs nicht

am letzten Tag vor der Abgabe passiert. Die Menge der Inkonsistenzen, die Sie ins Modell hineinmodelliert haben werden, geht im Normalfall in die Hunderte und Tausende (je nach Größe und Komplexität des Projektes). Sie müssen vielmehr einen Prüfzyklus einführen, der je nach Modellier­ intensität (und auch der Menge der zu prüfenden Regeln) eventuell wöchentlich oder alle 15 Tage sinnvoll ist, so dass man im schlimmsten Fall die Arbeit der letz­ Ein BIM-Prozess kommuniziert Angelegen­ ten 7 Tage korrelieren heiten (issues) N-dimensinal via BCF. muss. Es gibt schon Un­ ternehmen, die von overnight checks sprechen, und auch bestimmte high-end Solibri-User die real time Prüfungen machen (Gebäudetechnik in Echtzeit gegen Architektur und deren Veränderungen prüfen), aber das ist wahrschein­ lich zunächst nicht Ihr Fall, solange Sie bei der Einführung von BIM sind. Damit wären wir am Ende angelangt … und zwei Vo­ kabeln reicher. Nun muss jeder Einzelne entscheiden, wie er den BIM Weg beschreiten will, intuitiv und selbsterfin­ derisch, oder sich die Erfahrungskurve aneignend. Wie dem auch sei:

Also lautet ein Beschluss, dass der Mensch was lernen muss. Lernen kann man, Gott sei Dank, aber auch ein Leben lang

Dipl. Ing. Architekt, MBA, PMP, MPM, Andres Garcia Damjanov, Sales and Marketing Manager Solibri D-A-CH

www.solibri.com

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„Wer kriecht stolpert nicht“ Von scheiternden BIM Implementierungen und dem, was man dagegen tun könnte –i– Das Dilemma BIM ist einfach!? Es ist überschaubar und kann auf einem Bier­ deckel zusammengefasst werden!? BIM ist populär geworden, weil es einen einfachen Start in die Digitalisierung bietet!? BIM ist erfolgreich weil man damit neue Geschäftsmodelle eröffnen kann!? BIM bringt dem Implementierenden auf mittlere Sicht mehr Produktivität und bietet das Fundament für eine wesentlich professionellere Projektentwicklung!? Nicht zuletzt profitiert auch die Unternehmens- und IT-Consulting Branche von BIM. Doch BIM ist weit mehr als das. BIM ist unpräzise. Viele meinen, sie praktizieren BIM, dabei wenden Sie nur Soft­ ware an. Sie stehen vor großen Monitoren und schauen sich Visualisierungen an, erzeugen modellbasierte Pläne und Listen, investieren in Software ohne auch nur einen prozessualen Benefit zu erzielen. BIM ist transparent. „Hört sich gut an“ mag man den­ ken. Das ist auch richtig, ist aber für prokrastinierende Planer-Veteranen und altgediente Manager kein Spaß – Überwachungskultur und BIG-Brother-gefühle einge­ schlossen. Politik und der staubige Filz von Lobbyisten tragen dann gegenläufig auch noch dazu bei, dass BIM in Deutschland die Steinzeit substituiert und verunglimpft wird. In den Unternehmen wird Angst verbreitet à la „wenn Sie jetzt nicht umsteigen fallen Sie hinten herun­ ter“: Von den „deutschen Büros“ liest man dann, sie seien „den anderen Ländern meilenweit hinterher und in Groß­ britannien würden ab 2016 alle öffentlichen Bauprojekte mit BIM Level 2 durchgeführt.“ Sind wir aber wirklich so weit hinterher? Nein In den Unternehmen wird Angst verbreitet sind wir nicht! Die à la „wenn Sie jetzt nicht umsteigen fallen BIM-Methode sollte Sie hinten herunter“: Von den „deutschen nicht zum Zwang wer­ Büros“ liest man dann, sie seien „den an­ den. deren Ländern meilenweit hinterher und in Sie müssen BIMGroßbritannien würden ab 2016 alle öffent­ Methoden einsetzen lichen Bauprojekte mit BIM Level 2 durch­ aber nicht zwingend in geführt.“ Sind wir aber wirklich so weit jedem Projekt und für hinterher? Nein sind wir nicht! Die BIMalle Vorgänge. BIM ist Methode sollte nicht zum Zwang werden. in gewisser Weise streng und verlangt viel Disziplin. Es ist aber auch dafür gemacht, in komple­ xen Umgebungen mit vielen Abhängigkeiten und vielen Änderungen agieren, und regelmäßig hohe Qualität liefern zu können. Die Implementierung von BIM betrifft in der Regel eine Vielzahl von Individuen die miteinander interagieren und mit verändernden Strukturen in Wechselwirkung ste­ hen. Aus Sicht der Planer oder Ausführenden beinhaltet die Implementierung von BIM andere Herausforderungen als auf Seite des Bauherren. Sich auf den BIM-Pfad zu be­ geben, bedeutet Wandel zu akzeptieren und Mitarbeiter sowie die gesamte Organisation dabei zu unterstützen, die

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nötige Entwicklung durchzumachen. Dazu brauchen Sie vor allem fähige Leute auf allen Ebenen, einen guten Draht zu Ihren Projektpartnern, Auftraggebern und eine offene, wertschätzende Firmenkultur.

– ii – Was der Bauherr bestellt bekommt er auch Die momentane Realität zeigt, dass die Planer und Aus­ führenden immer mehr in BIM-Technologien investieren und Ihre Prozesse daraufhin anpassen. Die Methode er­ möglicht eine deutlich effizientere Arbeitsweise und damit wesentliche interne Mehrwerte für einige Beteiligte. Aus dem Blickwinkel des Bauherren ist es nicht logisch, dass für dieselbe wie die bis­ her geschuldete Leis­ Mit der Nutzung der BIM-Methode ergibt tung wesentliche Mehr­ sich jedoch die Chance für Planer und kosten anfallen. Mit ­Ausführende, dem Bauherren auf ihn zu­ der Nutzung der BIM- geschnittene Mehrwerte zu erzeugen und Methode ergibt sich je­ ­hieraus neue Geschäftsmodelle abzuleiten. doch die Chance für BIM kann somit für alle Parteien eine Planer und Ausfüh­ ­Win-win-Situation darstellen. rende, dem Bauherren auf ihn zugeschnittene Mehrwerte zu erzeugen und hieraus neue Geschäftsmo­ delle abzuleiten. BIM kann somit für alle Parteien eine Win-win-Situation darstellen. Wenn die Bauherren von den Vorteilen des Informa­ tionszeitalters profitieren wollen, muss BIM besser ver­ standen und angewendet werden. BIM verändert die Pro­ zesse der Bauherren und gestaltet die bisherigen Geschäfts­ modelle um. Durch BIM können qualitativ höherwertige Prozesse mit größerer Transparenz und Konsistenz bestellt werden. Der Bauherr ist das integrale Bindeglied zwischen al­ len am Bau Beteiligten und über alle Phasen hinweg. Ein erfolgreiches BIM-Projekt ist somit nur mit umfassend de­ finierten Anforderungen und einer adäquaten Bestellung des Bauherren erfolgreich. Hierbei sind insbesondere die Informationsanforderungen für die Zielerreichung des Bauherren zu definieren, und es sollten nur mit Bedacht die internen Prozesse der Planer und Ausführenden vorge­ geben werden.

– iii – Stellen Sie Fragen und definieren Sie Ziele Stellen Sie sich vor, Sie sind auf Wanderung und suchen den Weg zu einer Berghütte, die Ihnen wegen der tollen Aussicht und des guten Essens empfohlen wurde. Das Pro­ blem ist nur, Sie stehen an einer Wegkreuzung und können mehrere Richtungen einschlagen, doch ein Wegweiser zur gesuchten Hütte fehlt.


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Ganz ähnliche Situationen ergeben sich auch in BIM­ Projekten: Wenn z. B. ein Objektplaner ohne klar formu­ lierte BIM­Ziele unterwegs ist, kann die Reise tendenziell in jede Richtung gehen. Die Konsequenz daraus ist: Es wird jede Richtung eingeschlagen. Das kostet Zeit, Geld und Nerven. Sie beheben das, indem Sie sich als Organisation u. a. Klarheit über folgende Punkte verschaffen: – Wer sind unsere Kunden? Was sind ihre Bedürfnisse? – Auf welchen Märkten sind wir aktiv? Auf welchen nicht? – Wer sind unsere Mitbewerber? Worin sind diese besser/ schlechter? – Ist unsere Organisations­Struktur dazu fähig? – Sind unsere Mitarbeiter dazu fähig? – Gibt es Alternativen zu Dingen, die uns aktuell fehlen? Auch intern über die Projektebene hinaus brauchen Sie Ziele. Eine übergreifende Vision sowie Teilziele für jede einzelne Anwendung, die tendenziell jeweils ein Geschäfts­ modell für sich bedeutet. Eine klar definierte Zieldarstel­ lung des Bauherren ist ein hervorragender Ausgangspunkt, um den Blick für das große Ganze und Teilziele abzuleiten, die sich dann in einer Roadmap (z. B. BIM­Projektabwick­ lungsplan) konkretisieren lassen.

wird ein starkes Change­Management von allen beteiligten aufgesetzt. Während das Change Management an sich gut ist, ist doch die häufig anzutreffende Intuition, damit möglichst viele Änderungsanforderungen abschmettern zu können, sehr zweifelhaft. „Änderungsanforderungen, die zu berück­ sichtigen sind werfen das Projekt zurück!“ Besser: „Auf Änderungen zu reagieren ist wertvoller, als einem Plan zu folgen“ Änderungen sind gut, weil sie im Regelfall die Planung verbessern und damit dem Auftrag­ geber das optimale Bauwerk liefern.

– vi – „Welcome changes early and often, even late in development“ … … ist eines der wesentlichen Prinzipien. Sie sollten es schlichtweg akzeptieren, dass Dinge sich ändern, dass Feh­ ler passieren und dies nicht als Scheitern bewerten, son­ dern eine Umgebung und Kultur schaffen, in der es erlaubt und sogar willkommen ist, Fehler zu entdecken und darauf entsprechend zu reagieren. Genau das wollen Sie doch: Mitarbeiter, die mitdenken.

– iv – So wird es nichts mit dem BIM Begreifen und akzeptieren Sie BIM als Initiation für einen fortlaufenden Wandel der Prozesse, Arbeits­ und Denkwei­ sen in Ihrem Unternehmen. Rufen Sie sich bitte immer wieder ins Gedächtnis, dass Sie sich aus bestimmten Grün­ den für BIM entschieden haben und das es ein Faktum ist, dass Märkte sich ändern, Auftraggeber sich ändern, Pro­ dukte sich ändern, staatliche wie politische Rahmenbedin­ gungen sich ändern und es heutzutage keine erfolgverspre­ chende Überlebensstrategie sein kann, all das zu ignorie­ ren und das Unternehmen nicht anzupassen.

–v– Auf Änderungen reagieren: Change­Management = Chancen­ management Insbesondere durch die Fehlplanung der in der Vergangen­ heit durchgeführten, komplexen Großbaustellen ist er­ kennbar, dass kein Projekt nach Plan durchgeführt werden kann. Die Planungsmethoden reagieren zurzeit auf Ergeb­ nisse der einzelnen Projektphasen. Durch intelligente Me­ thoden ist es jedoch möglich, Prognosen zu erstellen und geänderte Anforderungen kontinuierlich in den Projekt­ verlauf einfließen zu lassen. Bei der herkömmlichen Planungsmethode wird zu­ nächst viel geplant. Es wird viel Papier erzeugt, was man als „big design up front“ (BDUF) bezeichnet. Erst anschlie­ ßend geht es in die Gebäudeimplementierung und es ent­ steht das Bauwerk als Ergebnis des Prozesses. Da ein sol­ cher Prozess einige Monate – manchmal gar Jahre – läuft, und die Welt rund um das Projekt nicht still steht, gibt es Änderungsanforderungen. Um das Projekt zu schützen,

– vii – Falsche Rollenbesetzung – Finden Sie die Schweine Ein Schwein und ein Huhn erwägen, gemeinsam ein Res­ teraunt zu eröffnen. Aber wie soll es heißen? „Lass es und ‚Schinken und Eier‘ (Ham & Eggs) nennen“, schlägt das Huhn vor. „Besser nicht“, antwortete darauf das Schwein, „denn du wärst nur daran beteiligt, ich aber wäre dem aus­ geliefert und würde voll und ganz darin aufgehen.“ So wie dem Schwein und dem Huhn in dieser kleinen Geschichte, ergeht es auch den verschiedenen Protagonisten rund um ein Unternehmen. Die einen haben sich mit Leib und Seele der Sache verschrieben, gehen ganz darin auf und haben am Ende zum Erfolg beigetragen – das sind die Schweine (Pigs). Die anderen sind dabei und haben ein berechtigtes Interesse an dem, was passiert. Sie reden gern

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(Abb.: Mongiesama / Flickr.com)

überall mit, sind aber im Zweifel nicht für den Projekter­ folgt verantwortlich und im Misserfolg unter Umständen verschwunden – das sind die Hühner (Chicken).

– ix – Copy & Paste klappt nur bedingt

Sie entwickeln komplexe Bauwerke in komplexen Umge­ Wozu eine solche Geschichte? Weil sie in bestimmten bungen. Und alle Probleme werden mit BIM beherrsch­ ­Situationen die Komplexität reduziert und die Kommuni­ bar? Sehr unwahrscheinlich! Aus Erfahrungen wissen wir, kation vereinfacht. Um fokussiertes Arbeiten sicherzustel­ dass Sie in solchen Umgebungen nicht vorhersagen kön­ len, kann es hin und wieder hilfreich sein, zu klären, wer nen, wie sich die projektbeteiligten verhalten werden. Schlimmer noch: Sie können erst recht in der aktuellen Situation die Akteure nicht vorhersagen, wie sich der Projek­ (Pigs) sind und wer lediglich beteiligt ist Wenn Sie sich für BIM entscheiden, ent­ tablauf verhalten wird, wenn Sie etwas (Chicken). Kennen alle Anwesenden scheiden Sie sich dafür, dass manches ändern. die beiden Metarollen, reicht unter Um­ künftig anders läuft. Sie beginnen mit Da Sie eigentlich nicht wissen, was ständen schon ein Hinweis auf die Ge­ ­einem Change-Prozess. Akzeptieren und morgen passieren könnte, kann es auch schichte vom Schwein und Huhn. An­ kommunizieren Sie diesen Umstand. Spre­ chen Sie über das, was sich ändern wird schlecht funktionieren, dass man sich dernfalls ist sie schnell erzählt. z. B. nur am Wettbewerb orientiert und (Quelle: Drähter R., et al. 2013. Scrum und machen Sie es transparent. Visualisie­ ren Sie. Und am allerwichtigsten: Denken deren Ideen und Lösungen kopiert. Sie – kurz und gut) Sie um, trennen Sie sich von alten Zöpfen. fokussieren damit die Konkurrenz, se­ hen aber nur deren Ergebnisse an der Um sicherzustellen, dass das erforderli­ che Engagement und Durchhaltevermögen für die Imple­ Oberfläche und kennen weder den Einsatz noch die Opfer, mentierung vorhanden ist, ist es notwendig, Mitarbeiter zu die sie bringen mussten. Um die eigene Lernkurve zu ver­ entwickeln und zu fördern, die das Potential für die neuen bessern, ist es empfehlenswert, sich „externe DNA“, in Form von z. B. BIM-Spezialisten, gleich von Beginn an zu Aufgaben haben. Unterstützen Sie diese Mitarbeiter dabei, eine klare Stellung im Unternehmen zu bekommen und sichern. Umso wichtiger scheint es, die Vorgehensweisen so ihr Know-How in Projekten einbringen können. Frühe und vorzeigbare Erfolge werden an umwandelnden Skep­ früh wie möglich anzuwenden. Und BIM als ersten Schritt im Projekt zu adoptieren. In der Phase „NULL“. tikern im Unternehmen sichtbar.

– viii –

–x–

BIM ist auch Chefsache. – Lost in Management und Report.

Phase „NULL“ und Phase „ZEHN“

Wenn Sie sich für BIM entscheiden, entscheiden Sie sich dafür, dass manches künftig anders läuft. Sie beginnen mit einem Change-Prozess. Akzeptieren und kommunizieren Sie diesen Umstand. Sprechen Sie über das, was sich än­ dern wird und machen Sie es transparent. Visualisieren Sie. Und am allerwichtigsten: Denken Sie um, trennen Sie sich von alten Zöpfen. Wenn Sie mit der BIM-Methode arbeiten werden, krempeln Sie früher oder später Ihr Unternehmen um. Sie verändern Prozesse und Workflows ebenso wie das Re­ porting. Ihre Teams arbeiten transparent und zeigen, was sie erreicht haben. Sie arbeiten mit Projektpartnern und Bauherren zusammen und können jederzeit Auskunft ge­ ben, welche Probleme vorhanden sind, wie Änderungen umgesetzt werden können und welche nächsten Schritte wichtig sind.

Die Qualität eines kompetent geplanten, offen kommuni­ zierten und professionell realisierten Bauvorhabens wird erst erkennbar, indem der vorkonzeptionellen Phase, der sogenannten „Phase Null“, ausreichend Ressourcen einge­ räumt wird; nur so können Rahmenbedingungen, Ziele und Ausgangslagen genauer ausgearbeitet werden. Es ist ratsam, dass bereits an dieser Stelle die Anforderungen aus der späteren Nutzung dokumentiert und berücksichtigt werden. Auch wenn der Zeitaufwand dadurch zunächst wächst, minimiert die anfängliche Sorgfalt spätere Restrik­ tionen, Mehrkosten und Konflikte und führt schließlich zu Zeitersparnis. Nach den Leistungsphasen 1 (Grundlagenermittlung) bis 9 (Dokumentation) nach der HOAI ist grundsätzlich auch Phase „Zehn“ einzubeziehen, denn im Betrieb und in der Bewirtschaftung ergeben sich Kosten, die über den Le­

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  (Abb.: Vrame)

benszyklus des Gebäudes betrachtet, in der Regel sehr deut­ lich die Herstellkosten überschreitet (Quelle: Bundesstif­ tung Baukultur: Baukulturbericht 2014/2015).

– xi – Ist es zu früh für BIM? Nein. Die oben genannten Mängel und Anforderungen können gravierende Auswirkungen nach sich ziehen. Sie können BIM-Projekte behindern. Ja sie sind sogar Grund für das Scheitern von Projekten und Implementierungen. Doch man kann diesen Schwachpunkten entgegenwirken. Es sei nochmals daran erinnert: Bloß weil BIM noch nicht perfekt ist, heißt es nicht, dass es ungeeignet ist, um Pro­ jekte erfolgreicher zu machen. Konsequenterweise bleibt nach dieser mehr oder min­ der langen Kritikliste zur Implementierung von BIM eine große Frage offen: was kann man tun, um BIM erfolgreich im Unternehmen und in Projekten zu implementieren und die Schwachstellen zu eliminieren? Die Antwort auf diese Frage ist – wie BIM selbst – nicht so einfach, wie es scheint. Der Grund, aus dem Unternehmen an BIM scheitern, liegt zumeist darin, dass sie BIM kopieren und nicht adop­ tieren. Sie versuchen BIM in alte Tücher zu wickeln, und es für Ihre bestehende Planungskultur passend zu machen. Jedoch kann man BIM nicht adoptieren, wenn man ver­ sucht neue Methoden in alten Methoden unterzubringen.

Die Ursache dafür, dass Projekte mit BIM scheitern, besteht darin, dass BIM nicht richtig bestellt und aufge­ setzt wird. Für den Bauherren sollte es klar sein, dass ein Modell, welches von dem Auftragnehmer er­ Der Grund, aus dem Unternehmen an BIM stellt wurde, auch nur scheitern, liegt zumeist darin, dass sie BIM für dessen Anwendun­ kopieren und nicht adoptieren. Sie versu­ gen und Vorteile ausge­ chen BIM in alte Tücher zu wickeln, und es richtet ist. Das bedeu­ für Ihre bestehende Planungskultur passend tet, dass z. B. ein Ob­ zu machen. Jedoch kann man BIM nicht jektplaner kein BIM adoptieren, wenn man versucht neue Me­ für das Bauunterneh­ thoden in alten Methoden unterzubringen. men, andere Fachpla­ ner oder sogar den Bauherren und Betreiber erzeugen wird. In den meisten Fällen ist dies sogar davon abhängig, ob die Auftragnehmer vom Bauherren bezahlt werden, um BIM zu liefern. Die Moral – „Wer kriecht stolpert nicht.“ Viele Bauherren und Unternehmen, die zurzeit BIM implementieren, wis­ sen noch gar nicht, dass sie gerade scheitern. Diejenigen, die gescheitert sind, sind aber nun gescheiter – haben eine wertvolle, aber auch teure Erfahrung gemacht. Jens Bredehorn – vrame Consult GmbH

www.vrame-gmbh.com

Die BIM-Ausbildung für mehr Produktivität

BIM kommt. Die modellbasierte Methode des Building Information Modeling macht Ihre Planungen effizienter, hochwertiger und transparenter. Die BIM Ready Ausbildung macht Sie hierfür startklar. www.mum.de/bimready

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Financial Fair Play Von der Frage, wie die BIM-Umstellung finanziell kompensiert werden kann Es ist inzwischen sattsam bekannt, dass BIM nicht nur eine soft­ waretechnische Aufrüstung bedeutet, sondern es sich hierbei um eine Management-, Planungs- bzw. Arbeitsmethode handelt. Es gibt nicht „das BIM“, jedoch für jeden Anwender das ­eeignete BIM. Der Weg zum passenden BIM ist eine Optimie­ rung, die als solche wahrscheinlich nie enden wird. Unstrittig ist, dass die Anwendung von BIM die Qualität der Immobilienprojekte maßgeblich steigern wird. Es ist davon auszugehen, dass diese Qualitätsanforderungen wahrscheinlich eher früher als später durch die Bauherren vorausgesetzt werden. Welche finanziellen Belastungen kommen durch die BIM-Umstellung auf einen zu?

Das vorhandene Software Portfolio sollte ebenfalls bei der Entwicklung der BIM-Prozesse Berücksichtigung finden, und durch verschiedene BIM-Tools erweitert ­werden. Abhängig von den entwickelten BIM-Prozessen, werden neue Softwareprodukte oder speziell angepasste Applikationen benötigt, die teilweise mit zusätzlicher Hardwareanschaffung einhergehen. Die Folgen sind An­ schaffungskosten, Schulungen, schulungsbedingte Ver­ dienstausfälle sowie Einrichtungs- und Programmierleis­ tungen. Von initialen Effizienzverlusten durch Softwareund Prozessumstellung ganz zu schweigen.

– ii –

–i–

Was passiert eigentlich genau?

Auf Änderungen reagieren

Es gibt aber zahllose Unternehmen und Manager, die wis­ sen noch nicht genau, was da passiert und was sie tun müs­ sen, während die Verbände von großen Chancen schwär­ men. Müssen sie neue Software kaufen? Müssen sie neue Hardware kaufen? Prozesse umstellen? Neue Mitarbeiter für viel Geld einkaufen? Oder kann das nicht bitte die nächste Generation machen? Der zwanghafte Implementierungs-Schluckauf, der uns befallen hat, hilft also oft nicht weiter. Wenn Umsätze sich in Luft auflösen, weil das Geschäftsmodell erodiert, muss man mehr als nur BIM-Software kaufen oder einen „Chief BIM Officer“ installieren.

Mit der Abwandlung von der herkömmlichen 2-dimen­ sional orientierten Planungsweise zur intelligenten, infor­ ma­tionsbasierten und objektorientierten Planungsmethode er­wei­tern sich auch die Möglichkeiten – Planungs­abläufe können simuliert und Planungsabläufe können simuliert und vor­ vorhergesagt werden, hergesagt werden, Änderungen können Änderungen können konsistent und schnell in die Planung inte­ konsistent und schnell griert werden und Informationen können in die Planung integ­ während der Gebäude­bewirt­schaftung ge­ riert werden und In­ nutzt werden, nicht zuletzt mit Hinblick auf formationen können den Rückbau des Bauwerkes. während der Gebäude­ bewirtschaftung ge­ nutzt werden, nicht zuletzt mit Hinblick auf den Rückbau des Bauwerkes. Die Umstellung von Listen und Plänen zu Ge­bäude­ modellen mit auswertbaren bzw. integrierten Informatio­ nen führt zu tiefen und gravierenden Eingriffen in die bis­ herigen Arbeitsweisen und Un­ter­neh­mens­strukturen aller am Bau Beteiligten. Entschließt sich ein Unternehmen, sei es Planer, Architekt oder Bauunternehmen, seine Arbeits­ weisen nach der BIM-Methode auszurichten, um auch in Zukunft konkurrenzfähig zu bleiben, steht es vor der Frage: „Welches BIM brauche ich?“ bzw. „Wie sieht mein BIM aus?“, „Wie verändert BIM mein Ge­schäfts­modell?“. Um diese Fragen beantworten zu können, muss sich das Unternehmen zeitintensiven Analysen unter­ziehen, die zum Ziel haben, die BIM-Methode möglichst effektiv in die bisherigen Arbeitsmethoden zu integrieren. Die darauf aufbauende BIM-Prozessentwicklung ist durch erhöhte Komplexitäts-, Abstraktions- und Problem­ lösungsanforderungen charakterisiert. Sämtliche Kompo­ nenten, wie z. B. Bedingungen aus vorhandenen Partner­ schaften, Kundenanforderungen und die interne Infra­ struktur, müssen berücksichtigt werden. Hierzu sollten Beratungsleistungen kompetenter Fachkräfte hinzugezo­ gen werden, die bereits Erfahrung mit der BIM-Methode und deren prozessorientierten Arbeitsweisen haben.

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– iii – Entwicklung neuer Geschäftsmodelle Ein weiterer nicht unbedeutender Punkt, der untersucht werden muss, ist das bisherige Geschäftsmodell. Dabei sollten bisherige und zukünftige Partnerschaften betrach­ tet und konkretisiert werden. Ebenso werden kompetente Mitarbeiter benötigt, die das entwickelte BIM korrekt um­ setzen können. Damit steigt aber auch gleichzeitig die Un­ entbehrlichkeit dieser Mitarbeiter. Nur mit intensiver Zusammenarbeit aller integrierten Beteiligten lassen sich die BIM-Prozesse und BIM-Tools optimal auf die internen und externen Bedürfnisse „Sie waren zu sehr damit beschäftigt, Geld des Unternehmens abstim­ zu verdienen, wie sie es immer getan ha­ men. Erste BIM basierte ben“, sagte der Rapper. „Sie konnten sich Projektabwicklungen wer­ nicht selbst zerstören.“ Das ist das Kern­ den wahrscheinlich nicht problem. den erhofften Mehrwert generieren. Erst wenn die anfängliche Ineffizienz der An­ wender schwindet und die Umstrukturierung der internen und externen Prozesse verinnerlicht wurde, folgen die er­ sehnten Vorteile, die mit BIM einhergehen. Je größer die „Kette“ der BIM-Anwendungen dabei ist, desto größer fällt der Mehrwert aus. Man sollte sich jedoch bewusst sein, dass der Mehrwert nicht überall den gleichen Umfang hat. Er


BIM im Consulting

schwankt von Disziplin zu Disziplin. Entscheidend für den gewonnen Mehrwert ist das Verständnis für BIM und die passende Phantasie, BIM bestmöglich zu integrieren. Es wird oft behauptet, dass kleine Büros durch BIM ver­ drängt werden. Jedoch können kleine Büros die anspruchs­ vollen Folgen der BIM-Umstellung, durch die geringe Anzahl an Mitarbeitern und die weniger komplexe Unternehmens­ struktur, viel schneller umsetzen und anwenden. Die Umstel­ lung großer Unternehmen ist vergleichbar mit einem alten Ozeandampfer, der langsam dem Ziel, dem BIM-Mehrwert, entgegen schippert. Kleine Büros hingegen können Schnell­ booten gleich dem BIM-Mehrwert entgegen düsen.

– iv – Die Investitionen Nach der knappen Skizzierung der Aufwendungen und der damit verbundenen Kosten, kann konstatiert werden, dass die BIM-Umstellung viel Zeit und Geld kostet. Um diesen Aufwand kompensieren zu können, muss der er­ zielte Mehrwert in Einkommen um­ge­wan­delt werden. Ein­ fach die Mehrkosten eins zu eins, auf den Bauherrn abzu­ wälzen, wird nicht funktionieren. Wie also nun die ent­ standenen Kosten decken? Planer, Architekten und Bauunternehmen müssen die gewonnen Qualitätssteigerungen durch BIM in passende Produkte „packen“ und dem Bauherren anbieten. Auch simple Dienstleistungen wie z. B. eine nachgewiesene Kol­ lisionsfreiheit zur Ausschreibung oder akkurate Massen, sind Dienste, mit extremen Mehrwert für den Bauherren. Bauherren bezahlen nur dann mehr, wenn sie auch mehr für ihr Geld bekommen. Allein die Anwendung von BIM ist noch kein ausreichender Vorteil. Daher sind alle, ob zu­ künftige oder bereits praktizierende BIM-Anwender, aufge­ rufen, innovative und mutige Produktentwürfe zu gestalten, die für den Bauherren einen investiven Vorteil bringen

–v– Excurs – von anderen lernen Als der Rapper Will.i.am auf dem Weltwirtschaftsforum ge­ fragt wurde, was man von der Musikbranche lernen könne, sagte er: „Meine Lektion ist: Euer Platz ist nicht garantiert.“ Ja, natürlich gebe es inzwischen Spotify und andere Strea­ mingdienste, „aber das Geschäftsmodell hat sich für immer verändert.“ Um Geld zu verdienen, produziere ein Künstler ein Album und lutsche es durch Konzerte und Live-Auftritte dann so lange wie möglich aus. Denn nur mit dem alten Produkt Musik, also dem Album selbst, verdiene er zu wenig. Dann nannte Will.i.am das Beispiel Kodak, gegründet 1888, ein Riese mit einst 145.000 Mitarbeitern, der 2012 insolvent ging. Warum gelang es Kodak nicht, die FotoApp Instagram zu entwickeln? „Sie waren zu sehr damit beschäftigt, Geld zu verdienen, wie sie es immer getan ha­ ben“, sagte der Rapper. „Sie konnten sich nicht selbst zer­ stören.“ Das ist das Kernproblem. Der Vater der Disruption (der Urvater ist Joseph Schumpeter), Clayton Christensen, hat dies 1997 als das „Dilemma des Inno­vators“ bezeichnet. Der Professor an der Harvard Business School hatte, vor allem am Beispiel der

  (Abb.: Vrame)

Diskettenindustrie, dargelegt, dass etablierte Unternehmen in der Regel damit scheitern, sich an der Spitze zu halten – obwohl sie aus ihrer Sicht alles richtig machen. Neue Fir­ men verändern die Spielregeln, weil sie mithilfe technischer Innovationen Produkte viel billiger herstellen können. Den Platzhirschen gelingt es oft nicht, neue Produkte für neue Märkte oder Kunden zu finden. Weil sie nach alten Regeln spielen und sich darauf konzentrieren, ihre bestehenden Kunden und deren Bedürfnisse zu pflegen.

– vi – Ein neues Geschäftsmodell für Planer und Ausführende?! Informationstechnologien wie BIM werden üblicherweise unter Berücksichtigung von Kosten und Nutzen definiert. Bei der Immobilienverwaltung geht die Bewertung von strategischen Zielen, wie Eigentum, Management, Beschaf­ fung von Dienstleistungen, langfristigen Qualitätszielen etc. aus. Darüber hinaus werden die Investitionen in Infor­ mationssysteme auf der Basis von Anlaufkosten, Benutzer­ freundlichkeit, Verfügbarkeit von Kundenbetreuung, Date­ naktualisierung, Kosten usw. ausgewertet. Die Gebäude­ managementprozesse können durch modellbasierte Anwendungen auf verschiedenen Ebenen und für verschie­ denen Informationsbedarf genutzt werden: operatives Ge­ bäudemanagement, Erbringung von Dienstleistungen, Ma­ nagement der Instandhaltung usw. Das klingt zunächst sehr einfach. Nur die gebrauchten Informationen und der Nutzen der daraus entstehen kann, die Strategie und die Ziele für das Informationsmanagement, der Charakter von Gebäudenutzung und -management müsse zu Beginn des Bauvorhabens bekannt und festgelegt sein, so dass die Bedürfnisse des Kunden bzw. Auftraggebers auf angemessene Weise bei der Festlegung der Anforderun­ gen für die Anwendung der BIM-Methode von allen Betei­ ligten berücksichtigt werden können. Es ist Aufgabe der Pla­ ner und Ausführenden, die gebrauchten Informationen be­ reitzustellen. Allein dieser Mehrwert für den Betreiber und die Kosteneinsparungen in der Lebenszeit des Bauwerkes ist ein neues Geschäftsmodell auf Seiten der Projekterstellung. Marc Heinz, BIMUpYourLife

www.bimupyourlife.com

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BIM im Consulting

BIM-Daten firmenübergreifend und sicher austauschen Von der Frage, ob BIM einen Projektraum überflüssig mache Durch die zunehmende Komplexität von Bauwerken, Vorgaben des Gesetzgebers und dem steigenden Anteil der technischen Ausstattung sowie der wachsenden Bedeutung der Betriebs­ kosten für die Entscheidungsfindung, fordern Bauherren immer häufiger die zu einem Bauwerk zugehörigen Daten, die von Pla­ nern und Bauunternehmern zu erbringen sind. – Die schnell fort­ schreitende Digitalisierung des Bauens hat zum Ziel, allen am Bau Beteiligten die Kosten- und Effizienzpotentiale des digitalen Bauens zugänglich zu machen. Die ständig steigenden Anforderungen an Nachhaltigkeit, Sicherheit, Komfort und Energieeffizienz machen das Bauen und Betreiben zu einer äußerst komplexen Thema­ tik, in der alle Informationen unterschiedlicher Beteiligter von- und zueinander abhängig sind. D. h. der gewerkeüber­ greifende Datenaustausch, Zusammenarbeit, Abstimmung und Prüfung müssen technologisch und systematisch durch einen Projektraum unterstützt werden.

–i– Echter Mehrwert durch Projektraum Um zu verstehen, in welchen Bereichen ein Projektraum echte Mehrwerte generieren kann, muss man kurz den Blick auf die Intransparenz von Informationen zwischen den Pro­ jektteilnehmern richten. In Deutschland ist die Aufgabentei­ lung zwischen den Fachplanern sehr kleinteilig. An diesen Schnittstellen kommt es häufig zu Koordinations- und Infor­ mationsschwierigkeiten. Erschwerend hinzu kommt die Komplexität der Bau­ In Deutschland ist die Aufgabenteilung objekte, die in Kombi­ zwischen den Fachplanern sehr kleinteilig. nation mit unzurei­ An diesen Schnittstellen kommt es häufig chender Abstimmung zu Koordinations- und Informationsschwie­ zwischen den Fachpla­ rigkeiten. nern verstärkt zu Feh­ lern führt. Auslöser sind nur allzu oft Änderungen an der Planung, mit entspre­ chenden Auswirkungen auf Terminierung und erhöhte Bau­ kosten. Aufgrund der Tatsache, dass die Fachplanung eines Gebäudes heute parallel und verteilt stattfindet, muss bei der Koordinierung darauf geachtet werden, dass Informa­ tionen versionsgeprüft und mit Statusangaben vorliegen, sodass sich bspw. Bauteile nicht überschneiden. Grundsätzlich ermöglicht ein webbasierter Projekt­ raum ohne Installation proprietärer Software Teams jeder Größe die zeitgleiche Arbeit an Modellen und Datensät­ zen, unabhängig vom genutzten Endgerät. Es spielt dabei keine Rolle, ob die Anzahl der Nutzer wächst oder die Projekte größer werden. Durch die Verlagerung des Pro­ jektraums in die Cloud ist diese Lösung komplett skalier­ bar.

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– ii – Vorteile bei Nutzung eines Projektraums mit der BIM-Methode: –– Zentrale Kommunikationsplattform mit definiertem Rechtekonzept –– Strukturierter Informationsaustausch in allen Prozess­ stufen des Projektes –– Jederzeitiger Zugriff auf das BIM-Modell –– Visualisierung und Kommunikation von Änderungen und Fortschritten –– Verfügbarkeit der richtigen Information zu jedem Zeit­ punkt –– Wirtschaftlichere Umsetzung von Bauprojekten Durch Integration eines BIM-Werkzeugs („BIM-Mana­ ger“) in den Projektraum, können durch auf den Kunden­ prozess zugeschnittene Regelvorgaben, Nutzer­ Der Mehrwert eines Projektraums liegt definitionen, Zugriffs­ im Zusammenspiel mit einem BIM-Manager rechte und Workflows nicht in der Modellierung, sondern in bei Durchführung der Dienstleistungen rund um Koordination und BIM-Methode unter­ Kommunikation innerhalb der Projektteams. stützt werden. Der An­ wender, der über den BIM-Manager wacht, verantwortet die zentrale Verwaltung aller Modelle und Prozesse. Die dezentrale Verwaltung aller Modelle und Pla­ nungsdaten im Projektraum ermöglicht zudem nur den Datenaustausch kleinster Datenmengen (z. B. nur die Änderungen), was Komplexität reduziert und den Aus­ tausch kleinerer Datenpakete mit externen Büros ermög­ licht. Zusammengefasst liegt der Mehrwert eines Projekt­ raums im Zusammenspiel mit einem BIM-Manager nicht in der Modellierung, sondern in Dienstleistungen rund um Koordination und Kommunikation innerhalb der Projekt­ teams. Der Projektraum ermöglicht den direkten Zugriff auf alle BIM-Daten und digitale Bauwerksmodelle. Mit einem integrierten BIM-Manager können partielle Mo­ delle zu einem Gesamtmodell kombiniert werden, sodass alle Inhalte für jeden zugriffsberechtigten Anwender nutz­ bar sind.

– iii – Individuell zugeschnittene Services Durch individuell auf den internen Prozess des Kunden zugeschnittene Services können, wie nachfolgend darge­ stellt, diverse Lösungen innerhalb des Projektraums zur optimierten und vereinfachten Durchführung der BIMMethode angewandt werden:


BIM im Consulting

Ein Projektraum unterstützt den firmenübergreifenden Datenaustausch und ermöglicht die Betrachtung von BIM-Daten (Abb.: PMG Projektraum Management)

1. Koordination –– Automatisierte Kommunikation des aktuellen Planungs­ stands per E-Mail mittels definierter Empfängerkreise –– Verlinkte Projektdokumente zu den Modellen, z. B. Mängel, Protokolle, Notizen etc. –– Kombination partieller Modelle zu einem Gesamtmo­ dell –– Verknüpfung der Modelle mit Informationen aus exter­ nen Datenquellen sowie eigenen Dokumenten 2. Austausch –– Versionssichere Speicherung der einzelnen Modelle mit Metadaten –– Organisation und Ablage der (Teil-)Modelle diverser Projektteilnehmer in angepasster Verzeichnisstruktur –– Zugeschnittene Workflows für Zustellung, Revisionie­ rung und Freigabe 3. Prüfung –– Freigabe von BIM-Modellen durch berechtigte Anwen­ der –– Visualisierung der Modelle im Browser, z. B. für Baufort­ schritt oder Auswertung von Ressourcen über die Zeit

–– Navigieren, Filtern und Sortieren im Modell –– Vergleich unterschiedlicher Modellversionen –– Speichern eigener Modellansichten Darüber hinaus bietet die konsistente und vollständige Da­ tenhaltung zu einem Bauvorhaben innerhalb des Projekt­ raums eine Vielzahl an Vorteilen über die Planungs- und Bauphase hinaus: Alle Daten und Dokumente, die bei der Inbetriebnahme von Bauwerken übergeben werden, kön­ nen durch Anbindung an ein FM-System über den kom­ pletten Lebenszyklus des Objekts genutzt und weiter ange­ reichert werden. Letztlich kann aber nur im Zusammenspiel der fünf Faktoren – Daten, Menschen, Technologie, Rahmenbedin­ gungen und Prozesse – der volle Vorteil eines konfigurier­ baren Projektraums zusammen mit den geschilderten BIM-Services ausgespielt werden. Patrick Reininger, PMG Projektraum Management GmbH, München

www.pmgnet.de

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BIM im Ingenieurbau

Bild 1.  Aktuelles BIM Modell

BIM und 5D Planung bei Fichtner Bauconsulting Von neuen Lösungsansätze für das Planen und Realisieren von Ingenieurbauwerken oder komplexen Tragwerken Regional verzahnt in die Struktur der FICHTNER-Gruppe am Stammsitz in Stuttgart, bearbeiten die Mitarbeiter der FICHTNER BAUCONSULTING anspruchsvolle und komplexe Projekte jeder Größe. Mit den fachübergreifenden Geschäftsfeldern Architektur und Objektplanung, Tragwerksplanung und Ingenieurbau, Verkehrsplanung und Infrastruktur, Technische Ausrüstungsplanung sowie Flughafenplanung bietet das Unternehmen individuelle, den Bedürfnissen angepasste Lösungen aus einer Hand. Bei der Planung von Ingenieurbauwerken nutzt man sein Wissen aus erfolgreich realisierten Projekten und der Zusammenarbeit in interdisziplinären Projektteams. Die Erfahrungen des Unternehmens reichen hierBIM liefert neue Lösungsansätze für das Planen und Realisieren von Ingenieurbaubei von der Planung werken oder komplexen Tragwerken. Es ist von Stützbauwerken der konsequente nächste Schritt, der dem und Baugruben aller klassischen Planungsprozess in der BauArt, Brückenbauwerplanung mit 2D und 3D CAD-Daten folgt. ken, Unterführungen, Behälter und Siloanlagen bis hin zu Bahnhöfen, Bahnsteigen und deren behindertengerechter Erschließung. Zukunftsorientiert und qualitätsbewusst bearbeiten die Mitarbeiter des Hauses Projekte in allen Regionen der Welt.

–i– Neue Lösungsansätze Ingenieurbauwerke leben von Präzision und Genauigkeit: Nur wenn wirklich alle Elemente und Bauteile perfekt auf-

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einander abgestimmt, bemessen und berechnet sind, passt jedes Detail genau. BIM liefert neue Lösungsansätze für das Planen und Realisieren von Ingenieurbauwerken oder komplexen Tragwerken. Es ist der konsequente nächste Schritt, der dem klassischen Planungsprozess in der Bauplanung mit 2D und 3D CAD-Daten folgt. Zunächst einmal bleibt festzuhalten, dass die Anwendung von BIM in der Abwicklung von Ingenieur-Bauprojekten auch in Deutschland bereits Realität ist. International ist die Anwendung der BIM-Methodik schon gängige Praxis. Die dafür notwendigen Softwaretools sind auf dem Markt erhältlich und werden bei Fichtner Bauconsulting wie bei vielen anderen Planungsbüros und größeren Bauunternehmen bereits erfolgreich eingesetzt. Das Kernelement des Planens nach der BIM-Methodik ist ein intelligentes 3D-Modell, welches direkt mit der Datenbank gekoppelt ist und neben den geometrischen CAD-Daten alle technisch relevanten Bauteilinformationen enthält. Diese Datenstruktur wird vom ersten Planungsschritt an aufgebaut und im fortlaufenden Planungsprozess immer weiter detailliert und ergänzt, so dass praktisch alle In BIM-Modellen bestehen wechselseitige zum Gebäude gehören- (Datenbank-) Beziehungen zwischen den den Informationen logisch zusammengehörenden Bauteilen. über das BIM Modell So ist z. B. erkennbar, wie eine Wand aufan den Nutzer, ausfüh- gebaut ist, an welchen Raum sie grenzt und rende Firmen oder an ob Fenster oder Türen eingesetzt sind. der Planung beteiligte Ingenieure übergeben werden kann. Bei der Fichtner Bauconsulting werden derartige intelligente Datenmodelle mithilfe von Autodesk Revit bzw. Nemetschek Allplan erstellt.


BIM im Ingenieurbau

Bild 2.  Katalogbauteil aus Revit mit den ­relevanten Informationen

Viele Projekte werden innerhalb der einzelnen Planungsphasen mit dem jeweiligen notwendigen Fertigungs- oder Detaillierungsgrad auf der Basis intelligenter BIM-Modelle geplant. Innerhalb des Stammhauses wird derzeit in der G3 ein Wasserkraftwerksprojekt „BIM- fähig“ gemacht, indem im Rahmen eines EPC-Vertrages die 2 dimensionale Planung des Generalunternehmers in ein graphisches 3D-Modell umgewandelt und mit Kosten und Terminen verknüpft wird. Der Zweck der Anwendung ist darin begründet, im Projekt während des Baus für den Kunden und die Bank eine genaue Kosten- und Terminverfolgung zu liefern. Aus dem BIM-Modell können automatisch Grundrisse, Ansichten, Schnitte und Details erstellt werden. In diesem BIM-Modell sind ebenso alle seine Elemente, also Bauteile wie Wände, Stützen, Decken, Fenster, Türen,

Treppen, Fassaden usw. klar mit ihrer Funktion identifiziert und beinhalten sämtliche Eigenschaften wie z. B. Materialgüte, Bewehrungsgrad, Korrosionsschutz, Wärmeleitwert etc. des jeweiligen Bauteils (Bild 2). Darüber hinaus bestehen in BIM-Modellen wechselseitige (Datenbank-) Beziehungen zwischen den logisch zusammengehörenden Bauteilen. So ist z. B. erkennbar, wie eine Wand aufgebaut ist, an welchen Raum sie grenzt und ob Fenster oder Türen eingesetzt sind. Die so aufgebaute Datenintelligenz unterstützt nicht nur die reine CAD-Konstruktion, sondern den gesamten Planungsprozess. Somit können alle Informationen, die zur Massenermittlung und Kostenschätzung bzw. Kostenberechnung sowie zur Erstellung von Leistungsverzeichnissen erforderlich sind, direkt aus dem BIM-Modell übergeben werden.

Bild 3.  Aufwandsverlagerung und Einfluss auf Kostenentwicklung durch die Anwendung der BIM-Methode

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BIM im Ingenieurbau

– ii – Vorteile von BIM bei der Bauplanung Durch Nutzung von BIM-Tools und mittels der Planung mit intelligenten Bauteilen sind wir bereits frühzeitig in der Lage, Visualisierungen und Kostenaussagen zu erstellen, aber auch Fehler und Schwächen mit Hilfe der Software sichtbar zu machen. Kollisionen von Bauteilen und Komponenten, fehlende Attribute, doppelte Elemente oder andere typische CAD-Planungsfehler können so rasch entdeckt und korrigiert werden. Die BIM-Methode ermöglicht, Fehler in frühen Planungsphasen zu entdecken und zu korrigieren und somit kostspielige Änderungen in einer späteren Bauphase zu vermeiden (Bild 3). Die BIM-Datenmodelle können praktisch „auf Knopfdruck“ ausgewertet werden. So lässt sich z. B. mit Hilfe von Bauteil-, Tür- oder Raumlisten überprüfen, ob das Raumprogramm eingehalten wird, ob sämtliche Türen den Sicherheitsbestimmungen entsprechen oder Fluchtweglängen und Brandschutzvorschriften eingehalten werden. Die früher sehr zeitaufwändige MasseDie früher sehr zeitaufwändige Massenernermittlung läuft nach mittlung läuft nach der BIM-Methode autoder BIM-Methode aumatisiert, mit großer Genauigkeit und einer tomatisiert, mit großer direkten Datenbankverbindung zu KostenGenauigkeit und einer und Ausschreibungselementen. direkten Datenbankverbindung zu Kostenund Ausschreibungselementen. Hierbei kommt im Wesentlichen die innovative Software iTWO von RIB zum Einsatz. Neben der direkten Auswertung der BIM-Datenmodelle für die Erzeugung von Zeichnungen und anderen Planungsergebnissen ist es möglich, die Daten- und Planungsqualität permanent zu prüfen und zu verbessern. Hierzu stehen BIM-Tools wie z. B. Navisworks oder Solibri zur Verfügung. Mittels dieser Prüfsoftware (Modelchecker) können die einzelnen Gewerke wie Architektur, Ingenieur Haustechnik, Bauphysik usw. zusammengeführt und gegeneinander auf Kollisionen und Plausibilität geprüft werden.

– iii – BIM der Schritt von der 3D- zur 5D-Planung 5D-Planung beschreibt die Erweiterung des BIM fähigen 3D-Modells um den direkten Bezug zu Kosten und Zeit. Hierzu werden die Bauelemente des 3D-Modells mit Kostenelementen (als 4. Dimension) einer Ausschreibung bzw. Kostendatenbank und Vorgängen in Terminplänen (als 5. Dimension) verknüpft und intelligente Beziehungen innerhalb der Datenbanken erzeugt. Bei der FBC wird hierzu die Softwareumgebung iTWO von RIB eingesetzt.

– iv – Kostenberechnung (4D) Das aus Revit mittels Exporter bzw. direkt über die IFCSchnittstelle übertragene BIM-Modell wird in iTWO in seine Bestandteile zerlegt und über Filter werden dynamische Auswahlgruppen gebildet (Bild 5). Diesen dynamischen Auswahlgruppen gehören jeweils nur eine Art von Bauteilen an, im vorliegenden Beispiel die tragende Außenwand aus Stahlbeton (RB_TAW_

Bild 5.  Erstellung Dynamischer Bau­teilgruppen über Filterfunktionen und Objekt­abfrage

Bild 4.  Export Datei eines BIM-Model zur Verwendung in iTWO

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BIM im Ingenieurbau

Bild 6.  Zuordnung des jeweiligen Kostenelements nach DIN 276/3. Ebene

(Abb.: fibaucon)

STB_OB-25.0). Durch Bilden dieser Gruppen werden bei späteren Aktualisierungen des Modells dazugekommene oder entfallene Elemente automatisch erkannt. Über Filterfunktionen werden zudem bereits erfasste Bauteile ausgeblendet. Bei neuen Projekten werden jeweils nur die noch nicht in iTWO erfassten Bauteile angezeigt. So verringert sich der Arbeitsaufwand von Projekt zu Projekt, da sämtliche bereits vorhandene Bauteile und deren Verknüpfungen mit Kostenelementen bzw. LV-Positionen immer wieder verwendet werden können. Auch die zugehörigen Kosten-Datenbanken werden ständig online aktualisiert. Zur Kostenberechnung (gem. DIN 276) werden diese Gruppen mit Kostenelementen verknüpft, die über das iTWO Plug-In DBD (Dynamische Bau Datenbank) erstellt wurden. Bei diesen Kostenelementen handelt es sich um die genaue Zusammensetzung standardisierter Bauleistungen (Rezeptur nach STLB) des jeweiligen Bauteils (Bild 6). Durch Variable werden Masseneigenschaften des Bauteils abgefragt, die für die Berechnung der jeweiligen Anteile in der Rezeptur erforderlich sind. Dadurch werden bei späteren Änderungen am Entwurf die geänderten Kosten direkt dargestellt und man ist in kürzester Zeit in der Lage, Änderungen oder Varianten im 3D-BIM-Modell preislich auszuwerten.

– vi –

–v–

Simulation von Bauwerkszuständen und –Kosten

Automatisches Erstellen von LVs

Mit iTWO 5D können Simulationen über Projektdauer und Projektkosten in sämtlichen Projektphasen dargestellt werden. Auf Basis des BIM-Modells erfolgt eine Simulation und Visualisierung der Bauzustände sowie zugehöriger Kosten und Mengen über die Bauzeit. Bereits in frühen Projektphasen lassen sich alle Projektdaten transparent darstellen.

Das Erzeugen von LVs aus dem BIM–Modell und der zugeordneten Kostenberechnung erfolgt innerhalb von iTWO automatisch. Hierzu werden die Rezepturen der erfassten Bauteile aufgegliedert und den richtigen Gewerken der Ausschreibung komplett mit Lang- und Kurztext (aus STLB), den zugehörenden Kosten sowie den aus dem Modell erhaltenen Massen zugeordnet. Durch Komplettierung dieses Grob-LV’s mit Positionen aus der Stammdatenbank, welche ihre Massen ebenfalls per QTO-Abfrage (Quantity takeoff) direkt aus dem Modell berechnen, werden Leistungsverzeichnisse auch bei Änderungen massensicher, schnell und sauber erstellt.

Kostenkontrolle Durch die Kostenkontrolle von iTWO, in der die Schätzkosten, Angebotskosten, Budgetkosten aber auch Nachträge, Abschlagszahlungen und Schlussrechnungen zusammengefasst werden, ist jederzeit eine detaillierte Übersicht über den aktuellen Kostenstand möglich.

– vii – Modellbasierte Bauablaufplanung (5D) In der Ablaufplanung werden die Arbeitsvorgänge mit der zugehörigen Arbeitsdauer sowie den geplanten Kosten bzw. Preisen definiert. Hierzu wird der Terminplan aus MS-Project importiert oder direkt im iTWO-Modul erstellt. Im Anschluss werden die LV-Positionen oder Bauteile per Drag & Drop mit den Vorgängen verknüpft. Zur Analyse von Ablaufvarianten können beliebig viele Versionen eines Terminplans mit den Elementen des BIM-Modells verknüpft werden.

– viii –

Andreas Häusler, Abteilungsleiter Integrale Planung / 5D-Planung, Fichtner Bauconsulting

www.fibaucon.de

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BIM im Ingenieurbau

BIM in der Tragwerksplanung Von Planungsablauf, Möglichkeiten und Chancen Durch den zunehmenden Einsatz der BIM-Methode in der Planung von Gebäuden ergeben sich auch für Tragwerksplaner neue Möglichkeiten. Wurde erst einmal ein umfassendes 3DModell eines Gebäudes erstellt, so möchte man es auch für die statische Berechnung weiter nutzen und den größtmöglichen Vorteil daraus erzielen. Dabei entstehen aber auch einige neue Herausforderungen an den Tragwerksplaner und die verwendete Software, auf welche in diesem Beitrag eingegangen wird. Einer der wesentlichen Vorteile von 3D -BIM- Modellen liegt darin, dass alle Informationen zentral in einer Datenbank vorliegen. Geht man davon aus, dass zunächst ein Entwurf eines Gebäudes vom Architekten erstellt wird, liegt der Fokus nicht in erster Linie auf dem statischen Tragwerk. Der Schwerpunkt seiner Arbeit liegt in erster Linie auf der Nutzung und Formgebung des Gebäudes sowie der Einhaltung eines Kostenrahmens in enger Zusammenarbeit mit dem Bauherrn. Darauf aufDie Information, ob ein im BIM-Modell vorbauend werden dann handenes Bauteil zur Statik des Tragwerks beiträgt oder nicht, steckt aber nicht notnotwendige tragende wendigerweise in jedem BIM-Modell und Strukturen für das Gemuss vom Tragwerksplaner dem Modell bäude entworfen. Dieentweder mitgegeben werden oder er muss ses Strukturmodell durch entsprechende Filter diese für ihn stellt sozusagen das nicht wesentlichen Elemente aus dem tragende Gerippe eiTragwerksmodell entfernen. nes Gebäudes dar und ist für den Tragwerksplaner von besonderem Interesse. Die restlichen nichttragenden Teile des Gebäudes sind für ihn entweder unbedeutend (z. B. Detailausführungen von Türen und Fenstern, genauer Fußbodenaufbau, Elektro- und Sanitärinstallation etc.) oder maximal für die Lastannahmen wichtig. Daher ist nur ein Teil des BIM-Modells für den Statiker auszuwerten und er muss statisch relevante Objekte von nicht relevanten trennen. Die Information, ob ein im BIM-Modell vorhandenes Bauteil zur Statik des Tragwerks beiträgt oder nicht, steckt aber nicht notwendigerweise in jedem BIM-Modell und muss vom Tragwerksplaner dem Modell entweder mitgegeben werden oder er muss durch entsprechende Filter diese für ihn nicht wesentlichen Elemente aus dem Tragwerksmodell entfernen. Es gibt auf dem Markt BIM-Software, welche bereits im Architekturmodell erlaubt, Bauteile als tragend zu markieren. Unter der Voraussetzung, dass der Architekt es als seine Aufgabe sieht, diese Markierung vorzunehmen, erleichtert dies eine automatisierte Modellübergabe an die Statiksoftware.

Physikalisches Strukturmodell und idealisiertes Analysemodell Sind die tragenden Bauteile einmal aus dem globalen BIMModell eliminiert, so liegt das physikalische Strukturmodell vor, welches in Lage und Form dem späteren realen (Volumen-)Modell entspricht. Aufgrund beschränkter Rechenkapazitäten und notwendiger Vereinfachungen für die

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Berechnungen werden aber in der Regel nicht alle Bauteile als Volumenmodelle berechnet, sondern auf Stab- und Flächenelemente reduziert, auf deren Ergebnisse (beispielsweise Stab- und Flächenschnittgrößen) sich auch die aktuellen Normen beziehen. Die Verwendung von Volumenmodellen beschränkt sich in der Regel auf sehr dicke Bauteile oder auf die Analyse von speziellen Teilbereichen wie z. B. einer Stahlbauverbindung, in der auch Details wie Schrauben, Schweißnähte oder Kontaktbedingungen abgebildet werden. Durch die Reduktion auf Stäbe und Flächen stellt sich die Frage nach der Lage der Schwerachsen dieser Bauteile und wie diese aneinander angeschlossen werden. Durch unterschiedliche Bauteilhöhen, Zuschnitte und Verbindungen entstehen zunächst unter Umständen keine konsistenten, in einem Punkt verbundene Schwerelinienmodelle, welche weiter angepasst werden müssen, um als analytisches Rechenmodell dienen zu können. Daraus ergeben sich weitere Fragen für den Tragwerksplaner: –– Wo sollen die Systemlinien liegen? –– Wie geht man mit eventuellen Stab- und Flächenexzentrizitäten um? –– Müssen Systemlinien gekürzt oder verlängert werden und welchen Einfluss hat das auf die Belastung (Eigengewicht, Linienlasten, Flächenlasten etc.)? –– Reicht die Modellierung mittels einfacher analytischer Knoten aus oder müssen eventuell ingenieurmäßig angepasste erweiterte Modelle gebildet werden (z. B. Stütze schließt nur in einem Knoten an Decke an: Problem von Singularitäten)? –– Sind die Anschlüsse der Stäbe und Flä chen gelenkig, nachgiebig oder biegesteif? –– Welche Stellen sind als Auflager mit welchen Lagerungsbedingungen aufzufassen? –– Sind Stäbe oder Flächen gegebenenfalls zu unterteilen, um ein sinnvolles Analysemodell zu bekommen. Bei der Entscheidungsfindung für all diese Fragen kann eine Software in der Regel nur wenig Unterstützung leisten und diese Entscheidungen müssen letztendlich vom Tragwerksplaner getroffen werden. Ein neuer Trend in der Architektur- und Konstruktionssoftware besteht aber darin, dass innerhalb der Programme bereits stati- Ein neuer Trend in der Architektur- und sche Systeme mitgeführt Konstruk­tionssoftware besteht darin, dass und zum Teil auch auto- innerhalb der Programme bereits statische matisch gebildet wer- Systeme mitgeführt und zum Teil auch autoden. Der Vorteil besteht matisch gebildet werden. darin, dass einmal richtig definierte statische Grundsysteme im Idealfall inklusive Belastung dann ohne größere Nacharbeit in ein Statikprogramm überführt werden können. Voraussetzung dafür ist aber, dass diese BIM-Software von Anwendern bedient wird, die auch über entsprechende Kenntnisse in der Statik und in der Anwendung des Berechnungsprogramms verfügen. Dieser Umstand ist aus traditioneller Sicht der übli-


BIM im Ingenieurbau

Bild 1 a–c.  Oben: BIM-Modell mit integrierten ­Statikobjekten in Autodesk Revit Structure. Mitte: Steuerungsdialog zur Übergabe des Analysemodells von Revit Structure an RFEM Unten: Berechnetes Analysemodell in Dlubal RFEM

Besondere Gesichtspunkte der Modellbildung

Bild 2.  BIM-Vorteil: Lage der Systemlinien und FE-Knoten tragender Bauteile lassen sich bei Revit bereits im physikalischen Modell definieren. Dieses Modell kann direkt in Dlubal RFEM importiert werden

chen Zuständigkeiten für Architekturbüros und Statikbüros in Deutschland häufig ein Grund dafür, dass der Datenaustausch und somit der BIM-Workflow ins Stocken gerät. Schließlich wird der Architekt auch nicht für die Erstellung des Statikmodells bezahlt.

Bei der Anfertigung von FE-Modellen können an Übergängen von Flächen zu Stabelementen oder z. B. bei Unterzügen besondere Hilfskonstruktionen erforderlich werden. Diese Hilfskonstruktionen erfordern eine manuelle Nacharbeit von importierten Strukturen. Dies führt zwangsweise dazu, dass das initiale BIM-Modell und das idealisierte Analyse-Modell weiter auseinander driften und eine Zuordnung zusammengehöriger Bauteile in den Anwenderprogrammen unterschiedlicher Disziplinen erheblich erschwert wird. Diese Problematik spiegelt sich insbesondere beim Abgleich der Änderungen in beiden Modellen wieder. Häufig werden zur Kopplung von fest verbundenen Bauteilen in der statischen Modellbildung starre Koppelstäbe verwendet. Diese besonderen Stabtypen können aber je nach Implementation in der Statiksoftware zu numerischen Problemen führen, wenn diese Stäbe sehr kurz und sehr steif sind. Daher ist bei automatischer Bildung solcher Koppel-Elemente aus einer BIM-Software heraus besondere Aufmerksamkeit geboten. Ein großes und mitunter nicht einfach zu erkennendes Problem können vermeintlich verbundene Bauteile in einem Analysemodell darstellen. Durch Ungenauigkeiten der Modellierung in der BIM-Software oder durch numerische Genauigkeits-

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BIM im Ingenieurbau

einschränkungen können auch sehr nahe beieinanderliegende Knoten im FE-Modell entstehen. Diese bereiten entweder Schwierigkeiten bei der Vernetzung oder geben verbundene Bauteile vor, die aber dann im Rechenmodell nicht verbunden sind. Daraus resultieren falsche Berechnungsergebnisse. Deshalb ist auf die Kontrolle des importierten Modells ein besonderes Augenmerk zu legen.

Lastannahmen und Lastkombinationen In einigen BIM-Applikationen ist auch die Vorgabe von Lasten und Lastkombinationen möglich. Die Ermittlung von z. B. Windlastprofilen, Schneelasten oder Lasten aus Erddruck wurde durch die in den letzten Jahren neu eingeführten Eurocodes erheblich komplexer. Gleiches gilt für die Regeln zur Bildung von Lastkombinationen nach unterschiedlichen Bemessungssituationen. Naturgemäß sind die Statikprogramme für diese Aufgaben besser geeignet, vielseitiger aufgestellt und bieten umfassende Generierungstools an. Daher liegt es nahe, dass Lasteingabe und Kombinatorik in der Statikapplikation erledigt werden. Schreibt man die resultierenden Lasten und Kombinationen in ein BIM-Modell zurück, gehen im Normalfall die der automatischen Generierung zugrunde liegenden Parameter meist verloren und somit fehlt die Intelligenz der Lastobjekte bei weiteren Änderungen.

Gesichtspunkte der Berechnung von Tragwerken Bild 3.  Unterschiede im BIM-Modell und Statikmodell: Querträger beschreibt ein physikalisches Bauteil. Im Statikmodell werden daraus entweder fünf analytische Stäbe oder der FEM-Vernetzer muss die auf der Träger­ linie liegenden Knoten erkennen und entsprechend vernetzen können

Bild 4.  Unterschiede im BIM-Modell und Statik­modell: Anschluss einer Stütze über drei Knoten und horizontale, starre Stabelemente an einer Wandscheibe

Ist ein adäquates Analysemodell aus dem BIM-Modell abgeleitet, so kann es in der Statiksoftware berechnet werden. Es ist zu entscheiden, welche Berechnungstheorie und Materialmodelle verwendet werden. Nach der Berechnung muss das Modell eventuell angepasst werden und es entstehen Varianten der Modellierung beziehungsweise es kommen neue Elemente dazu oder werden entfernt. Gelenke und Auflager sind zu prüfen. Für die Bemessung des Tragwerkes sind weitere Annahmen zu treffen und Parameter einzugeben. Querschnitte und Abmessungen können sich ändern. Der klassische BIM-Gedanke würde erfordern, dass diese Vorgaben und Annahmen auch in dem zentralen BIM-Modell gespeichert werden. Dies ist aber aktuell nicht vollständig realisierbar und wird auch in den üblichen Schnittstellen nicht unterstützt oder ist nur unter Verlust der Intelligenz der Objekte möglich. Die Berücksichtigung von Bauphasen spielt bei räumlichen Modellen eine mitunter sehr wichtige Rolle und entscheidet über die Brauchbarkeit von Berechnungsergebnissen. Daher ist es zwingend erforderlich, sich vor der Berechnung zu vergewissern, ob eine Berechnung am Gesamtmodell die Berücksichtigung von Bauphasen erfordert oder gegebenenfalls abschnittsweise Teilmodelle berechnet

Bild 5.  Statikobjekt „Schneelast“ in RFEM: Kann in BIM-Software oder Schnittstelle, z. B. IFC Structural Analysis View, nicht identisch abgebildet werden. Intelligenz des Objektes geht verloren, wenn es in Linien- und Trapezlasten ohne Bezug zu Schneelastzone aufgelöst wird

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werden sollten. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass BIM nicht automatisch bedeutet, dass man immer das ganze Gebäudemodell räumlich rechnet. Eine gute Strategie kann auch darin bestehen, sich sukzessive die einzelnen Statikpositionen aus einem BIM-Gesamtmodell herauszulösen und separat zu berechnen.

Änderungen im BIM-Modell aufgrund der statischen Berechnung Nach Abschluss der Berechnung können sich Änderungen in Material und Querschnitten ergeben, bzw. es werden Bauteile wie Verbände oder Unterzüge verschoben, entfernt oder hinzugefügt. Diese Änderungen müssen sich im BIM-Modell widerspiegeln und aktualisiert werden. Was geschieht aber, wenn am ursprünglichen BIM-Modell auch Änderungen vorliegen und abgeglichen werden müssen? Wie entscheidet man, welcher Änderungsstand der letzte ist? Dieser Prozess muss bestimmten Regeln unterliegen und die vorliegenden Änderungen müssen von den zuständigen Mitarbeitern genehmigt werden. Gleichzeitig ist sicherzustellen, dass Änderungen im BIM-Modell nach Import in die Statiksoftware nachgezogen werden. Unter Umständen ergeben sich Änderungen am gleichen Bauteil zur gleichen Zeit im BIM-Modell und im Analysemodell. Solche Situationen können über Sperrungen im Modell oder Absprachen der Beteiligten entschärft werden. Eine automatisierte Übergabe von Profiländerungen, Flächen­ dicken oder das Hinzufügen und Entfernen von neuen Bauteilen im jeweils anderen Modell ist in der Regel machbar und wird z. B. von der Dlubal-Software unterstützt. Dabei ist zu beachten, dass Updates resultierend aus der Statik nicht anderweitige Informationen im BIM-Modell überschreiben, die nicht statikrelevant sind.

IFC-Schnittstelle und direkte Kopplung von Software Für eine durchgängige Planung sind funktionierende Schnittstellen notwendig. Hat man über programmierbare Schnittstellen offenen Zugang auf die Daten der austauschenden Programme, dann können diese direkt gekoppelt

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werden, ohne dass Dateien ausgetauscht werden müssen. Dabei müssen beide Programme auf dem gleichen Rechner installiert werden. Die Realisierung solcher Schnittstellen ist sehr flexibel gestaltbar und nicht an die Syntax und Datenmodelle von allgemeinen Schnittstellenformaten, wie diese für einen Dateiaustausch notwendig sind, gebunden. Beim Austausch von Daten über neutrale, herstellerunabhängige Dateiformate spielt das IFC-Format eine große Rolle. Ist eine Software IFC-zertifiziert bedeutet das

Bild 6.  IFC als internationaler Standard für Datenaustausch. Für die Tragwerksplanung müssen die Daten des „Structural Analysis View“ geschrieben werden

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aber noch nicht zwangsläufig, dass auch die Übergabe zu deres Wissen über alle Planungsphasen bei Architekten Statiksoftware möglich ist. Eine Zertifizierung gibt es ak- und Statikern, die Bereitschaft, traditionelle Arbeitsteiluntuell nur für den „Coordination View“. gen neu zu überdenken und die PlaDieser beschreibt in erster Linie die Akzeptiert man einen anfänglichen, übernungsaufgabe als Teamwork zu versteGeometrie der Struktur auf Basis von schaubaren Mehraufwand, indem man hen. Akzeptiert man einen anfängliVolumenmodellen, also dem oben an- auch an den nachfolgenden Planungschen, überschaubaren Mehraufwand, gesprochen physikalischen Strukturmo- schritt denkt, können sich in der Summe indem man auch an den nachfolgenden dell. Für das Statikmodell ist der soge- ­erhebliche Einsparungen und bessere Planungsschritt denkt, können sich in nannte „Structural Analysis View“ vor- ­Planungsergebnisse ergeben. der Summe erhebliche Einsparungen gesehen, der auch die Übergabe von und bessere Planungsergebnisse ergeLagern, Gelenken und Lasten erlaubt. Beim IFC-basierten ben. Planungsbüros, die sich in den letzten Jahren dem Datenaustausch ausgehend von einem ArchitekturproBIM- Prozess verschrieben haben, bestätigen dies. Nicht gramm ist daher zu prüfen, welcher View exportiert wer- zuletzt deswegen, sondern auch weil öffentliche Auftraggeden kann. ber BIM als Planungsmethode vorschreiben, wird sich BIM in den nächsten Jahren immer weiter verbreiten. Die Fazit Tragwerksplanung ist integraler und wesentlicher Bestandteil von Building Information Modeling und deswegen 3D- BIM-Modelle helfen dem Tragwerksplaner komplexe wird auch BIM-fähige Statiksoftware und der Umgang mit Tragwerke zu verstehen und Analysemodelle schneller Gesamtmodellen an Bedeutung gewinnen. durch eine Datenübernahme zu erzeugen. In der Regel Dlubal Software ist auf den BIM-basierten Planungssind BIM-Modell und Analysemodell unterschiedlich und prozess ausgerichtet, bietet eine Vielzahl von Schnittstelgeometrisch nicht identisch. Automatisch erzeugte Ana­ len-Formaten und direkte Anbindungen an verbreitete lyse­modelle sind einer sorgfältigen Prüfung zu unterziehen BIM-Software-Produkte. Durch eine offene, programmierund die Berechnung am Gesamtmodell kann die Berück- bare Schnittstelle kann die Software nahtlos in firmen­ sichtigung von Bauphasen erfordern. Die Statik kann be- spezifische Planungsabläufe eingebunden werden. Dies sondere Modellierungen an spezifischen Punkten erfor- erlaubt eine Auto­matisierung von Modellierungsauf­gaben dern und in der Regel zusätzliche Angaben benötigen, die und der Verarbeitung von Berechnungsergebnissen. nicht oder nur begrenzt im BIM-Modell hinterlegt werden können. Aufgrund möglicher Änderungen während der Walter Rustler, Dlubal Software Planungsphase sind Spielregeln zu definieren, wer Änderungen wann und wo am Modell vornehmen kann. BIM und BIM-Software erfordern ein breiteres und umfassenhttps://www.dlubal.com/de/bim.aspx

Bild 7 a–c.  BIM-Vorteil: Trägerrost in einem Kraftwerk, 632 Stäbe, 344 Querschnitte, übernommen aus Tekla Structures (oben). Normaler Modellierungsaufwand in der Statik: geschätzt mehrere Stunden. Das Rohmodell mit Stab- und Querschnittszuordnung kann binnen Minuten aus dem Tekla-Modell erzeugt und nach Dlubal RFEM/RSTAB übergeben werden (unten). (Abb.: Dlubal)

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Bilder 1–3.  Das Klinikum Frankfurt Höchst

Klinikum Frankfurt Höchst: Mit BIM zum ­Passiv­hausstandard Bauvorhaben werden immer komplexer. Der Grad der TechnisiePlanung enthalten sein müssen. Wie die Funktions­bereiche rung und Detaillierung nimmt stetig zu. Folgen dieser Entwickgemäß den Anforderungen des strategischen Flächenmanalung sind allzu häufig Kostenexplosionen, verursacht durch Plagements strukturiert und vernetzt sind, hat ­großen Einfluss nungsmängel und daraus resultierenden Terminüberschreitunauf die Effizienz des späteren Krankenhausbetriebes. Zum gen. Daneben stehen die steigenden Ansprüche der späteren Funktionsbereich Pflege zählen beispielsweise BettenzimNutzer der Gebäude, die eine umfassende mer, Pflege-Stützpunkte, AufenthaltsGebäudedokumentation fordern. BIM als Beim Klinikum Frankfurt Höchst gab es die räume, Arbeitsräume, BehandlungsPlanungsmethode ermöglicht eine transpazusätzliche Herausforderung, die Pflege­ räume sowie Arzt-Diensträume. rente Integration aller beteiligten Fachdisbereiche im Passivhausstandard umzusetVon großer Bedeutung sind also ziplinen und deren partnerschaftliche Zuzen. Dies war für die Architekten Auslöser die Anordnung der einzelnen Räume sammenarbeit. Ziel ist es, Planungsfehler für den Wechsel zur Planungs­methode BIM. und im Sinne des Arbeitsprozesses die zu vermeiden, Risiken am Bau zu mindern kurzen Wegbeziehungen zwischen und das Bauvorhaben für die spätere Be­ihnen. So dürfen sich sterile und nicht‐sterile Bereiche triebsphase des Gebäudes vollständig zu dokumentieren – und nicht kreuzen, OP‐Saal und Intensivstation müssen räumletztlich: den Projekterfolg zu sichern. Das Beispiel des Klinilich nahe beieinander liegen, der Hubschrauber‐Landekums Frankfurt Höchst von wörner traxler richter in Zusammenplatz in direkter Anbindung zur Notaufnahme. arbeit mit dem Beratungsunternehmen BIMwelt zeigt, wie durch die Anwendung von BIM eine wesentliche Anforderung des Bauherrn – die Einführung des Passivhausstandards – erfolg–i– reich umgesetzt wurde.

Neue Anforderung erfordert Umstellung auf BIM

Die Planung von Krankenhausprojekten ist geprägt von einem hohen Strukturierungsgrad. Nach DIN 13080 sind Kliniken in Funktionsbereiche gegliedert, die zwingend in der

Grundsätzlich muss bei einem Krankenhausprojekt zwischen den Anforderungen der späteren Nutzer und denen des Bauherrn unterschieden werden. Beide Bedarfsprofile

Bild 4.  Der BIM-Prozess mit Allplan 2013 und Allplan Allfa

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werden vom Planungsteam koordiniert. Die NutzeranforDie Verwendung von Allplan Architektur und Allplan derungen werden in den Architekturentwürfen berücksichAllfa lag nahe, weil das Architekturmodell bereits in Alltigt und auf Tauglichkeit geprüft. Beim Klinikum Frankfurt plan erstellt worden war und eine leistungsfähige Basis für Höchst gab es die zusätzliche Herausforderung, die Pflege- die Fachplaner bildete, die die Energiesimulationen durchbereiche im Passivhausstandard umzusetzen. Dies war für führten. Da Allplan Allfa als planungsbegleitendes Onlinedie Architekten Auslöser für den Wechsel zur Planungsme- raumbuch bei wörner traxler richter bereits vor mehreren thode BIM. Jahren implementiert worden war, bestand der zusätzliche wörner traxler richter arbeiten grundsätzlich auf Basis Aufwand darin, die anderen Planungsbeteiligten zu koorvon 3D‐Modellen mit detaillierter Attributierung der Bau- dinieren und über das Internet in die Datenbank einzubinteile. Bei den Planungen für das Klinikum Frankfurt den. Anschließend wurden die Attribute für die FachplaHöchst kam die CAD‐Software Allplan ner angelegt. Damit war die Umstellung Architecture zusammen mit dem Faciauf BIM bereits vollzogen. Dass der Dass der Datenaustausch zwischen der lity-Management-System Allplan Allfa Datenaustausch zwischen der CAD‐ CAD-Software und dem CAFM-System beals planungsbegleitendes OnlineraumSoftware und dem CAFM‐System bereits stabil lief, erwies sich als entscheibuch zum Einsatz. Ziel war es, die Arreits stabil lief, erwies sich als entscheidender Vorteil. beit aller Planungsbeteiligten möglichst dender Vorteil. Durch den Umstieg auf eng zu koordinieren. Das 3D‐Architekdie Planungsmethode BIM bekamen turmodell in Allplan wurde mit Daten aus dem webbasier- die Planer von wörner traxler richter die neue Anfordeten Allplan Allfa angereichert und per IFC‐Schnittstelle rung quasi schon im Vorfeld in den Griff. ausgegeben. Auf dieser Grundlage konnten die Energie‐ Nun galt es noch zu klären, in welcher Form das plaSimulationen mit dem Gebäudesimulationsprogramm Ida‐ nungsbegleitende Online-Raumbuch an die PlanungspartICE problemlos durchgeführt werden. Das Ergebnis der ner ausgegeben werden sollte. Hier boten sich mehrere Energieberechnungen wurde mithilfe von Allplan Allfa in Möglichkeiten – von der Darstellung über Farbflächen bis das Architekturmodell übertragen. Die entscheidenden hin zu verschiedenen Sortierungen, etwa alphabetisch Treiber für den Wechsel zur Planungsmethode BIM waren oder nach Kostengruppen. Mit der Definition der Ausgabemithin die so möglichen Energieberechnungen. varianten war auch dieses Problem gelöst.

Bild 5 Bürostandard bei wörner traxler richter: CAD-Attributierung der Bauteile

Bild 6. Integriertes Raumbuch: Ausgabe als PDF aus Allplan Allfa (Abb.: wörner traxler richter, Dirk Hennings)

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– ii – Kosten runter, Effizienz rauf – die Vorteile der Planungs­ methode BIM Der Hauptunterschied zwischen der klassischen 3D‐Planung und der BIM‐Arbeitsweise liegt in der sehr viel engeren Zusammenarbeit aller Planungsbeteiligten bei der Anwendung von BIM. Im Fall des Klinikums Frankfurt Höchst geschah das in Form der gemeinsamen Datenbank auf Basis von Allplan Allfa. Daraus ergab sich für das Architekturbüro eine besondere Verantwortlichkeit, da hier die Daten der Planungspartner mit verwaltet und vorgehalten werden mussten. Die Vorteile der Planungsmethode BIM liegen insbesondere in der Vermeidung von Planungsfehlern, besserer Anschaulichkeit und Kommunikation – bei gleichzeitiger Verringerung der Planungszeiten und Minderung der Risiken am Bau und im Zusatznutzen für den Bauherren, dass diesem die Gebäudedokumentation mit der Schlüsselübergabe sofort zur Verfügung gestellt werden kann. Der Bauherr spart damit eine aufwendige und teure Bestandsdatenerfassung. Zudem verfügt er über eine belastbare Datenbasis für die Bewirtschaftung der Immobilie. Für den Fall, dass der Bauherr nicht der spätere Nutzer des Gebäudes ist, kann er die Dokumentation demjenigen zur Verfügung stellen, der für die spätere Gebäudebewirtschaftung zuständig ist und sich so eine zusätzliche Einnahmequelle erschließen.

– iii – Wege zur Einführung von BIM BIM kann ohne größere Vorbereitungen angewendet werden. Dafür müssen einige Grundsätze verinnerlicht werden. Um die Vorteile der Methode umfassend und lang­ fristig nutzen zu können, ist die Prüfung bestehender ­Bürostandards und Prozesse notwendig, da es neben dem Erlernen einzelner Softwareanwendungen auch um das Schaffen von Akzeptanz, neuen Denkweisen und Verhaltensmustern geht. Unabhängig von der Unternehmensgröße erfolgt die Einführung von BIM in drei Schritten: 1. Bestandsaufnahme der unternehmensinternen Rahmenbedingungen 2. Erstellung eines Konzeptes passend zu den individuellen Rahmenbedingungen 3. Zyklische Umsetzung im Rahmen eines oder mehrerer Pilotprojekte Im Rahmen der Bestandsaufnahme sind die BIM-Randbedingungen zu definieren, zu priorisieren und als Einflussfaktoren von BIM zu bewerten. Dazu zählen u. a. die Vorgaben der Auftraggeber wie CAD-/BIM-Pflichtenhefte oder die beauftragten Leistungsphasen, die Art der Pro-

jekte, die verwendeten Produkte, Kooperationspartner, Zeitrahmen, Finanzen und vieles mehr. Sobald die Officemerkmale definiert sind, wird ein individuelles Konzept entwickelt. Darin werden Visionen, Ziele, Mittel, Messkriterien und Budgets festgelegt. Dem Unternehmen stellen sich folgende Fragen: Wer sind meine Kunden und Kooperationspartner? Welche Anforderungen setzen diese an Standards, Software, etc.? Welche Projekttypen führen wir durch und arbeitet das Büro national oder international? Welche Prozesse sollten primär unterstützt werden? BIM kann unterschiedlich und passgenau angewendet werden und sollte auf diese Weise das jeweilige Geschäftsmodell befördern.

– iv – Auswahl der geeigneten Software Eine wichtige Rolle bei der Einführung von BIM spielt die Wahl der passenden Software. Dabei geht es neben der Entscheidung für ein bestimmtes Werkzeug auch um den richtigen Partner, der die Anforderungen kennt und die eigene, langfristige Entwicklung zur optimierten BIM-Anwendung entwickelt. Neben Modellierungswerkzeugen bedarf es einer geeigneten, offenen Plattform, die Informationen aus verschiedenen Systemen und in unterschiedlichen For- Neben Modellierungswerkzeugen bedarf maten an einer Stelle es einer geeigneten, offenen Plattform, die zusammenführt, ver- Informationen aus verschiedenen Systewaltet, allen Beteiligten men und in unterschiedlichen Formaten an zugänglich macht und einer Stelle zusammenführt, verwaltet, alihre Kommunikation len Beteiligten zugänglich macht und ihre untereinander erleich- Kommunikation untereinander erleichtert. tert. Die offene BIMPlattform bim+ beispielsweise ermöglicht die zentrale, webbasierte Modellspeicherung, -visualisierung und -koordination über Unternehmens- und Disziplingrenzen hinweg. Liegen das Konzept und der Umsetzungsplan für die Einführung von BIM vor, werden Pilotprojekte initiiert. Sobald diese erfolgreich arbeiten, werden die Erfahrungen in Bürostandards überführt. Für die Anfangsphase sollten die Ziele nicht zu hoch gesteckt sein. Vielmehr geht es zu diesem Zeitpunkt darum, sich das notwendige Know-how anzueignen sowie die notwendigen Prozesse zu erlernen. Realistische Erwartungen und sorgfältig geplante Schritte führen zu langfristigem Erfolg. Florian Bernatzky, Produktmanager Facility Management, Allplan GmbH; Dirk Hennings, Geschäftsführender Gesellschafter, BIMwelt GmbH

www.allplan.com www.bimwelt.de

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BIM in der Verkehrsinfrastruktur Von internationalen Aspekten und Anforderungen an das Projektmanagement am Beispiel der Metro Doha Die meisten Anwendungen des Building Information Modeling (BIM) sind derzeit auf den Hochbau fokussiert. Die Planung und Koordination großer internationaler Verkehrsprojekte, wie die Metro Doha in Katar, erfordert leistungsfähige und flexible Planungstools, welche in ihrer Qualität und Sicherheit einem hohen Standard entsprechen. Die Koordination mit Planungsbeteiligten weltweit bedarf eines effizienten und transparenten Prozesses mit einem großen Abstimmungsbedarf zwischen den verschiedenen Gewerken, wie Architektur, Haustechnik, Tragwerksplanung und Bahntechnik. BIM bietet für diese Anforderungen eine ganzheitliche Lösung, die das Projekt als Werkzeug, Methodik und Prozess unterstützt. Durch die Arbeit mit dreidimensionalen Modellen in allen Gewerken soll eine konfliktfreie Ausführung und eine hohe Planungssicherheit gewährleistet werden. Darüber hinaus ist mit der Einführung der BIM-Methode ein Wandel der Planungskultur verbunden, was durch die Entstehung neuer Organisationsstrukturen, effizienterer Arbeitsprozesse und neuer Technologien zur Planung der Bauwerke deutlich wird. Eine besondere Herausforderung stellen Verkehrsinfrastrukturprojekte im Gegensatz zu Hochbauprojekten insofern dar, als die Planungsmethodik sich vom Hochbau unterscheidet und somit auch der BIM-Prozess darauf angepasst werden muss. Diese besondere Herangehensweise soll nachfolgend am Beispiel der Metro Doha Green Line Underground verdeutlicht werden. In der Stadt Doha in Katar wird derzeit ein modernes UBahnnetz erstellt. Das im Jahr 2011 ausgeschriebene Milliardenprojekt ist ein integraler Teil des Qatar Rail Entwicklungsprogramms (QIRP Qatar Integrated Railway Project). Die 4 Hauptlinien des U-Bahnnetzes bestehen

Bild 1. Verkehrsinfrastruktur

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aus ca. 90 km Strecke (50 % Tunnel) und 30 Stationen (24 unterirdische Stationen). Sie werden im Zentrum von Doha unterirdisch geführt und verlaufen am Stadtrand hauptsächlich oberirdisch. Das Los „Green Line Underground“ ist der unterirdische Teil einer der 4 Hauptlinien des Metro Doha Projektes. Die Gesamtlänge des Loses beträgt ca. 16,5 km (doppelröhriger Tunnel). Neben sechs Stationsgebäuden entstehen 10 Notausstiegsschächte und Gleiswechselanlagen entlang der Strecke. Das Los „Metro Green Line“ wird als Design&Build Projekt von einem Joint Venture (JV), bestehend aus Porr, Saudi Binladin Group und HBK realisiert. Der konzeptionelle Entwurf der Bauwerke wurde vom Bauherren Qatar Rail mit 2D-Planungsunterlagen übergeben [1].

–i– Anforderungen von Verkehrsinfrastrukturprojekten Bei der Planung von Verkehrsinfrastruktur ist ein Netzwerk aus Einzelbauwerken (Knoten) und den Verbindungsstrecken (Strecke) zu entwickeln (Bild 1). Dies stellt somit den wesentlichen Unterschied zum Hochbau dar, denn dort sind im Allgemeinen einzelne Projekte isoliert. Bei den typischen Verkehrsinfrastrukturprojekten für Straße und Bahn bzw. U-Bahn sind die Knoten und die Strecken in einem Gesamtnetzwerk zu planen. Diese sind in einer Planung


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Planen mit BIM Metro Doha, Katar Education Line / Green Line 3D-Planung der U-Bahnhöfe mit Revit

nach der BIM-Methode entsprechend abzubilden und zu verwalten. Die Verknüpfung zwischen den einzelnen Bauwerken und der Strecke (Schnittstellen) sowie die Lage und Orientierung der einzelnen Bauwerksmodelle im Raum stellt eine besondere Herausforderung an die verwendete Software dar. Hier ist neben dem Einsatz von typischen BIM-Planungswerkzeugen auch die Anwendung von GIS (Geografisches Informationssystem) sinnvoll. Diese bieten die Möglichkeit umfangreiche Daten georeferenziert abzulegen und zu verwalten. Um die einzelnen Bauwerke lagerichtig abbilden zu können, ist es notwendig sämtliche Elemente in Weltkoordinaten zu planen. Dabei ist bei den meisten Programmen zu beachten, dass die Genauigkeit der Koordinaten mit steigender Entfernung vom Ursprung sinkt. Eine weitere Besonderheit von Verkehrsinfrastrukturbauwerken ist die Ausrichtung des gesamten Bauwerkes an der Trassierung des Verkehrsweges. So werden Brücken im Allgemeinen entlang der Trassierung und Gradiente entwickelt. Selbst Stationsbauwerke der Bahn oder UBahn folgen häufig diesen Vorgaben. Die verwendete Software muss für die Planung von Verkehrsinfrastrukturbauwerken die Möglichkeit bieten, diese Entwicklung „entlang der Trassierung“ zu ermöglichen und dies in den Planungsund insbesondere auch im Änderungsprozess zu integrieren. So sollte bei Änderung der Trassierung eine einfache Anpassung des Bauwerks möglich sein. Um eine Gesamtkoordination aller Disziplinen zu ermöglichen, sieht die BIM-Methode ein Zusammenfügen der

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Teilmodelle in ein Gesamtmodell vor. Damit werden eine Kontrolle der gewählten Koordinaten und eine Kollisionsprüfung ermöglicht. Bei VerkehrsinfrastrukturUm eine Gesamtkoordination aller Diszi­ projekten ist diese Ver- plinen zu ermöglichen, sieht die BIM-Meknüpfung nicht nur für thode ein Zusammenfügen der Teilmodelle jedes einzelne Bauwerk in ein Gesamtmodell vor. Damit werden nötig, sondern es muss eine Kontrolle der gewählten Koordinaten eine Verbindung zwi- und eine Kollisionsprüfung ermöglicht. Bei schen allen Bauwerken Verkehrsinfrastrukturprojekten ist diese einer Strecke hergestellt Verknüpfung nicht nur für jedes einzelne werden. Auf Grund der Bauwerk nötig, sondern es muss eine Verhäufig großen Ausdeh- bindung zwischen allen Bauwerken einer nung der Projekte fallen Strecke hergestellt werden. hierbei mitunter extrem große Datenmengen an, die von der verwendeten Software sowie der Hardware und den Servern verarbeitet werden muss.

– ii – BIM im internationalen Kontext Die Entwicklung der BIM-Methode schreitet im interna­ tionalen Vergleich unterschiedlich schnell voran. Damit verbunden ist die Einführung von Richtlinien und Standards die in den verschiedenen Ländern auf unterschiedlichen Niveaus entwickelt sind. Hierbei haben vor allem Nordeuropäische Länder wie Norwegen oder Schweden

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eine Vorreiterrolle. Außerdem ist die Entwicklung in Großbritannien weit fortgeschritten, was dazu führt, dass die BIM-Methode dort ab 2016 verpflichtend eingeführt wird. So dient häufig der britische Standard BS 1192 als Grundlage bei der Planung von internationalen Verkehrsinfrastrukturprojekten, so auch im Projekt Metro Doha [2]. Aktuell werden zusätzlich eigenständige Leitfäden veröffentlicht, die ebenfalls in verschiedenen Projekten eine Anwendung finden. Als Grundlage dienen häufig Richt­ linien aus bestimmten Ländern, wie der BS 1192, die für die einzelnen Projekte weitergeführt und genauer entwickelt werden. Teilweise beziehen sich diese unabhängigen Handbücher speziell auf einzelne Planungsprogramme [3]. Um den speziellen Projektanforderungen gerecht zu werden, muss, wie auch im Projekt Metro Doha, für jedes neue Projekt ein eigener BIM-Standard erarbeitet werden. Somit wird gewährleistet, dass alle Planungsbeteiligte auf einer gemeinsamen Grundlage der BIM-Methode das Projekt starten. In dem sogenannten Pflichtenheft ist festzulegen in welchem BIM-Level geplant wird, welche BIM-Anwendung zu tragen kommt und welche Workflows durchgeführt werden. Das bedeutet, dass zunächst entschieden wird, welche Planungsprozesse im BIM-Prozess durchgeführt werden und welche nicht. Außerdem wird in den BIM-Projektstandards festgehalten, wie die einzelnen Modelle aufgebaut werden, z. B. ob für jede Disziplin ein eigenes Modell entwickelt wird oder ob alle Planungsbeteiligten an einem Modell arbeiten. Zudem muss der Aufbau der einzelnen Bauteile sowie deren Benennung und auch der Detailierungsgrad in den einzelnen Planungsphasen abgegrenzt werden (siehe auch Bild 2). Eine besondere Bedeutung haben auch die Parameter die sowohl für ein gesamtes Bauwerk als auch für einzelne Bauteile vergeben werden können. Diese müssen klar abgestimmt werden. Dies sowohl in Bezug auf die Weiterverwendung der Modelle, als auch auf die Anforderungen der Beteiligten. Ein Projektstandard entwickelt sich aus den Anforderungen des Bauherrn, den Projektanforderungen und der Erfahrung der Planungsbeteiligten. Dieser unterliegt einer ständigen Verifizierung und Verbesserung im fortschreitenden Planungsverlauf, was sich durch die neu aufkommende Projektanforderungen und die stetige Verbesserung im Umgang mit den Planungstools begründet.

Bild 3. BIM-Umgebung

Gerade der letzte Punkt ist in der Entwicklung einer neuartigen Arbeitsmethode von besonderer Bedeutung. Sobald dieser Projektstandard fertiggestellt wurde, ist eine erste Basis für eine koordinierte Zusammenarbeit geschaffen. Im Projekt Metro Doha besteht diese Grundlage aus verschiedenen Dokumenten wie einer BIM Strategy, einem BIM-Implementation Plan für Stationen und Tunnelbauwerke, einem BIM-Plan sowie gemeinsame Dateien für Koordinatensysteme und Parameter. Vor allem bei großen Verkehrsinfrastrukturprojekten, wie U-Bahn-Lose oder Autobahnabschnitte, mit vielen ähnlichen Bauwerken und gleichen Bauherrenanforderungen wäre es sinnvoll, wenn Vorgaben wie Vorlagedateien und Bauteilbibliotheken vom Bauherrn zur Verfügung gestellt werden. Dies ermöglicht eine einheitliche Modellerstellung auch durch verschiedene Planer. Damit die geschaffenen Workflows umgesetzt und eine effiziente, internationale Zusammenarbeit ermöglicht werden, ist die Erstellung der richtigen BIM-Umgebung erforderlich. Insofern muss eine eigene IT-Infrastruktur in einem BIM-Verkehrsinfrastrukturprojekt geschaffen werden, die neben den direkten Planungstools verwendet wird. Projektintern wird dafür ein Datenmanagementsystem genutzt. Dokumente werden in unterschiedlichen, zuvor festgelegten Vorgehensweisen, je nach Status und Revisionen, aus-

Bild 2. BIM-Prozesse

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getauscht und den anderen Projektbeteiligten bereitgestellt. Zu den Dokumenten zählen u. a. die Bauwerksmodelle, zweidimensionale Pläne und Berichte. Außerdem dient die Plattform der direkten Kommunikation und Koordination zwischen einzelnen oder mehreren Gewerken. Besonders zur Abstimmung an einem Gesamtmodell, welches aus den Teilmodellen der einzelnen Fachdisziplinen zusammengesetzt wird, ist die Verwendung einer gemeinsamen Plattform von hoher Bedeutung für den BIM-Prozess. Durch diesen hohen Grad an Digitalisierung und vollständige computertechnischen Implementierung der Planungs- und Managementprozesse ermöglicht die BIM-Umgebung erst große internationale Projekte wie die Metro Doha mit weltweiten Planungsbeteiligten abzuwickeln (Bild 3).

– iii – Organisation und Management von Objekte Die Planung mit der BIM-Methode im Bereich der Verkehrsinfrastruktur besitzt eigene Anforderungen an das projektinterne Management. Innerhalb des projektinternen BIM-Standards müssen dafür Anforderungen erstellt werden, die sich auf den Detaillierungsgrad, den Informationsgehalt und Namenskonventionen der einzelnen Bauteile (im Programm Revit als Familien bezeichnet) beziehen. Die Bauteile im Bauwerksmodell spielen als Träger von geometrischen, nicht-geometrischen und semantischen Informationen in der BIM-Umgebung eine zentrale Rolle. Mit der Aufbereitung wird eine Einheitlichkeit für die wiederholt verbauten Objekte geschaffen und eine schnelle, erneute Identifikation der Elemente ermöglicht. Dieser Objektstandard wird einerseits durch die Einführung von Namenskonventionen und andererseits durch Vorgaben für die Modellierung und den Informationsgehalt erreicht. Eine einheitliche Struktur und eine Verwaltung der Objekte wurde zu Beginn des Projekts Doha durch den projektinternen BIM-Standard sehr allgemein vorgeschrieben, so dass SSF intern eine projektinterne Organisationsform für die Elemente aufgebaut hat. Diese hat sich als praktikabel erwiesen und wird stetig weiterentwickelt.

Hierbei wurde nicht nur ein Objektstandard geschaffen, sondern auch eine Bibliotheksdatei (Auszug siehe Bild 4) zur Verwaltung und Bereitstellung der projektinternen, digitalen Bauteile entwickelt. Diese dient als zentraler Speicherort und wird in regelmäßigen Abständen an alle Planungsbeteiligte verteilt. Sie kopieren sich bei Bedarf die benötigten Objekte. Dazu werden die Familien aus allen Bauwerksmodellen der Stationen zusammengetragen und systematisch abgespeichert. Somit wird allen Konstrukteuren die Möglichkeit gegeben, auf die gleichen Arbeitsgrundlagen zuzugreifen. Der Hauptgrund für die Verwendung einer Bibliotheksdatei liegt in den unterschiedlichen Austauschmöglichkeiten der Objekte, die vom verwendeten Planungstool vorgeschrieben und unterstützt werden. Obwohl der zu treibende Organisationsaufwand nicht zu vernachlässigen ist, sollte die Wichtigkeit der eingeführten Bibliotheksdatei als projektinternes Instrument auf Seiten der Sollten keine Vorschriften von BauherrenBIM-Planung für die seite vorhanden sein, wird die WeiterentMetro Doha hervorge- wicklung von projektinternen Sammlungen hoben werden. Hier zu einer unternehmensinternen Bauteil­ werden mittlerweile bibliothek angestrebt. Somit erhält man nicht nur die verschie- eine ganzheitliche Objektverwaltung auf denen Familien gespei- Gesamtunternehmensebene. chert, sondern auch weitere Projektstandards wie Darstellungsstile der Objekte und Voreinstellungen für die Bauwerksmodelle. Die stetige Weiterentwicklung der Bibliotheksdatei im zeitlichen Planungsfortschritt ist ähnlich wie beim projektinternen BIM-Standard unerlässlich. Verantwortlich dafür ist vor allem der Auftragsumfang der Planung. Im Projekt Metro Doha ist beispielsweise sowohl die Genehmigungs- als auch die Ausführungsplanung der Stationen beinhaltet. Dies sorgt für eine Steigerung des Detailierungsgrades und des Informationsgehaltes mit zunehmender Planungstiefe. Für zukünftige Projekte scheinen sich für das projektinterne Management und die Verwendung von digitalen Bauteilen zwei unterschiedliche Herangehensweisen herauszubilden. Als Unterscheidungsmerkmal dient hier-

Bild 4.  Ausschnitt Bibliotheks­ datei

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bei, ob es Vorschriften für die Objekte von Bauherrenseite gibt oder nicht. Bauherren mit einer großen Anzahl von zu vergebenden Infrastrukturprojekten, wie die Deutsche Bahn AG oder städtische Verkehrsgesellschaften, haben Auflagen für die Planungsdurchführung entwickelt. Das übergeordnete Ziel ist das einheitliche Aussehen der Planungsunterlagen, eine durchgängige planerische und organisatorische Struktur sowie einheitliche gestalterische Merkmale der Bauwerke. Inhaltliche Vorgaben sind unter anderem Richtzeichnungen für standardisierte Konstruktionen und eigens erstellte Richtlinien. Bei der bisherigen, zugehörigen CAD-Planung müssen teilweise charakteristische Farben und Strichstärken eingehalten werden. Im Planungsprozess nach der BIM-Methode, unter Verwendung einer ­zugehörigen dreidimen­ sionalen PlanungssoftDurch eine automatische Generierung des ware, gibt der Bauherr statischen Systems können statisch releauch Vorgaben für die vante Modellierungsfehler leicht unentdeckt bleiben. Es ist entsprechend zwinModellierung, welche gend nötig die „Black Box“ – Berechnung wie bereits beschrieben durch einfache Gegenrechnungen zu prüfen. in einem Pflichtenheft verankert sind und damit Teil des Planungsvertrages sind. Hier wäre eine weitere Vorlage zur Standardisierung der Planung wünschenswert. In einer Bauteilbibliothek sollte der Bauherr die standardisierten Bauteile und deren Verwendung vorgeben. Dabei muss klargestellt werden, dass die Verantwortlichkeit über die richtige Funktion, Arbeitsweise, Aussehen und Informationsinhalt beim Bauherrn liegt. Damit wird sichergestellt, dass auch unterschiedliche Planer gleichwertige, einheitliche Elemente richtig verwenden und einbauen. Sollten keine Vorschriften von Bauherrenseite vorhanden sein, wird die Weiterentwicklung von projektinternen Sammlungen zu einer unternehmensinternen Bauteilbibliothek angestrebt. Somit erhält man eine ganzheitliche Objektverwaltung auf Gesamtunternehmensebene. In einem unternehmensspezifischen BIM-Implementierungsplan zählt die Einführung einer firmeninternen Bibliothek zu den langfristigen Optimierungsleistungen. In dieser Objektbibliothek tragen die verfügbaren Elemente einen nichtgeometrischen Mindestinformationsgehalt. Dieser setzt sich zusammen aus Metadaten, Bauteilklassifikationen, Fertigstellungsgraden und allgemeinen Projektinformationen. Grundsätzlich müssen Unternehmen vor der Entscheidung zur Einführung die Vor- und Nachteile der Bi­ bliothek erörtern und berücksichtigen, um sich der Herausforderung eines Aufbaus bewusst zu werden. Auch sollten die verantwortlichen Mitarbeiter möglichst einem vorab geplanten Implementierungsprozess folgen, damit die Einführung der Familienbibliothek als langfristige Optimierungsleistung auf dem Gebiet der Planung mit der BIM-Methode zum Unternehmenserfolg beiträgt [4].

Bild 5.  Ableitung eines 3D Finite Elemente Models aus einem 3D Bauwerksmodells

rechnung und die Modellierung mit der Finiten Elemente Methode (FEM) heranzuziehen (siehe Bild 5). Im Projekt Metro Doha wurde hierfür aus dem BIM-Werkzeug Revit mit speziellen Plug-In ein FE-Model in SOFiSTiK abgeleitet. Bei der Ableitung sind verfahrenstechnische und organisatorische Aspekte zu berücksichtigen, um den Prozess der statischen Berechnung in die gesamte BIM-Planung inte­ grieren zu können. Ein grundlegender Unterschied zwischen der 3D-Konstruktion mit der BIM-Methode und der Tragwerksplanung sind die verwendeten Bezugssysteme. In der 3D-Konstruktion werden die Volumen bzw. Oberflächen der Bauteile modelliert und diese an ihren Stoßkanten verknüpft. Für die statische Berechnung sind hingegen die Querschnittsachsen und Querschnittsflächen maßgebend. Eine Verknüpfung der Elemente (Stäbe oder Flächen) erfolgt jeweils in den Schwereachsen (siehe Bild 6). Um eine problemlose Ableitung in ein statisches Modell zu ermöglichen, müssen diese beiden Beziehungsarten zwischen den Elementen direkt im Modell abgebildet werden. Optimaler Weise sollten die Verknüpfungen direkt bei der Konstruktion des Bauwerks erstellt werden. Im Fall der Tragwerksplanung (Statische Berechnung) ist ein interaktiver Prozess, bei dem die Planung auch im

– iv – Schnittstelle zu Statik Software Beim Planungsprozess gemäß der BIM-Methodik wird als zentrales Element ein digitales Model des Bauwerkes erstellt. Im Zuge der Optimierung des Planungsprozesses liegt es nahe, dieses 3D-Model auch direkt für die statische Be-

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Bild 6.  Unterschiedliche Modellierung und Verknüpfung der Elemente bei der Konstruktion und der Tragwerksplanung (Abb.: SSF-Ingenieure)


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Nachgang durch andere Planer beeinflusst und verändert werden kann, nur bedingt möglich. Entsprechend ist die statische Berechnung als ein eigenständiger Prozess innerhalb des BIM-Prozesses zu sehen. Um die Berechnung mit gesicherten Grundlagen durchführen zu können, muss das Modell für die statische Berechnung fixiert werden. Werden nach Abschluss der statischen Berechnung relevante Änderungen vorgenommen, ist ein erneuter Rechenlauf durchzuführen. Die weitere Gültigkeit der Annahmen ist zu prüfen und eventuell die Detailausführung anzupassen. Hier besteht Bedarf, die Funktionalität heutiger BIMSoftwarewerkzeuge weiterzuentwickeln. Ziel muss es sein, dass bei Planungsänderungen und somit einem erneuten Berechnungslauf, auf alle Modellierungen sowie Berechnungsschritte zurückgegriffen werden kann. Damit bekommt der Statiker eine schnelle und übersichtliche Darstellung der statisch relevanten Unterschiede im Sinne einer „statischen Kollisionsprüfung“. In diesem Zusammenhang muss grundsätzlich auch nochmals auf die Gefahren, die eine solch weitgehend „automatisierte“ Berechnung mit sich bringt, hingewiesen werden. Durch eine automatische Generierung des statischen Systems können statisch relevante Modellierungsfehler leicht unentdeckt bleiben. Es ist entsprechend zwingend nötig die „Black Box“ – Berechnung durch einfache Gegenrechnungen zu prüfen.

–v– Fazit und Ausblick Die Planung in der Verkehrsinfrastruktur wird vor allem durch die Schnittstelle Strecke und Bauwerk, sowie die Ausrichtung vom Bauwerk an der Strecke, als besonderen Anforderungen der Verkehrsinfrastruktur charakterisiert. Dies muss bei der Planung nach der BIM-Methode berücksichtigt werden. Das vorgestellte Projekt Metro Doha verdeutlicht die Wichtigkeit des Vorhandenseins eines BIM-Projektstandards. Den zahlreichen Planungsbeteiligten und damit verbundenen unterschiedlichen BIM-Anwendungsmethodiken wird es somit ermöglicht, mit den gleichen Planungsgrundlagen zu arbeiten. Es ist dabei zu beachten, dass die Entwicklung solcher BIM-Projektstandards in Zusammenarbeit mit dem Bauherren und den verschiedenen Gewerken erfolgen muss. Im BIM-Projektstandard werden ebenfalls die organisatorischen Richtlinien für die Objekte aus dem BIM-Planungswerkzeug festgelegt. Die digitalen Bauteile, verwaltet in offenen Datenbanken, bilden die Bausteine für die Bauwerksmodelle. Insofern spielen sie mit den darin gespeicherten semantischen, geometrischen und nicht-geometrischen Informationen eine zentrale Rolle. Schließlich lässt sich zusammenfassen, dass durch eine durchgängige, einheitliche Objektverwaltung eine effiziente Verwendung und ein hoher Standardisierungsgrad erreicht werden. Für zukünftige Projekte nach der BIM-Methode sind zwei unterschiedliche Herangehensweisen denkbar. Ent-

weder gibt der Bauherr Vorschriften für Objekte heraus oder stellt sogar eine eigene Bauteilbibliothek zur Verfügung. Damit wird eine einheitliche Modellierung für sämtliche Bauwerksmodelle eines Bauherrn erzielt, wie es im „klassischen Planungsablauf“ mit Richtlinien oder Richtzeichnungen bereits geschieht. Alternativ kann ein Unternehmen eine eigene Bauteilbibliothek aufstellen, die für zukünftige Projekte verwendet wird. Hiermit kann das Unternehmen seinen eigenen Firmenstandard erreichen, und dieses „Wissenskapital“ dem Kunden als Mehrwert bei der Planung mit anbieten. Neben den unterschiedlichen Aufgaben aus der BIMObjektverwaltung darf die Tragwerksplanung nicht außer Acht gelassen werden. Ein Transfer des Bauwerksmodells von der BIM-Modellierungssoftware zum FE-Programm spart Kosten und Zeit. Auch hierbei erscheint die Entwicklung noch nicht am Ende angekommen und das Potenzial noch nicht vollends ausgeschöpft zu sein. Der Stand der BIM-Methode in der Verkehrsinfrastrukturplanung ist in einer höchst interessanten Entwicklung. Auf Seiten der Planung erscheint die Neben den unterschiedlichen Aufgaben aus der BIM-Objektverwaltung darf die objektdatenbankbasierte Planung als große Tragwerksplanung nicht außer Acht gelasUnterstützung, was sen werden. Ein Transfer des Bauwerks­ sich vor allem bei wie- modells von der BIM-Modellierungssoftderholenden Aufgaben ware zum ­FE-Programm spart Kosten und zeigt. Dabei müssten Zeit. Auch hierbei erscheint die Entwickkünftig die Bauherren lung noch nicht am Ende angekommen und die treibende Kraft in das Potenzial noch nicht vollends ausgeder Anwendung der schöpft zu sein. BIM-Methode darstellen. Nur wenn diese von den möglichen Vorteilen überzeugt sind und das vermeintliche „Wagnis“ BIM eingehen, entsteht die Chance zur effizienten Ausführung und konfliktfreien Planung. Literatur [1] R. Deinhard, M. Scholz, D. Sundmacher und M. Weizenegger, „BIM im U-Bahn-Bau,“ [Umrisse] Zeitschrift für Baukultur, Nr. 2/3 – 2015, 2015. [2] British Standard, BS1192:2007, Collaborative production of of architectural, engineering and construction information – Code of practice, 2007. [3] AEC (UK) Initiative, „AEC (UK) BIM Technology: Practical implementation of BIM for the UK Architectural, Engineering and Construction (AEC) industry, Version 2.1.1.“ 2015. [4] M. Schneider, Einführung der BIM-Methode im Ingenieurbüro – Unterstützung der Abläufe durch eine durchgängige Nutzung einer Bauteilbibliothek, 2015.

Dr. Jörg Jungwirth, Matthias Scholz, Rebecca Deinhard, Michael Schneider,

SSF-Ingenieure SSF-Ingenieure SSF-Ingenieure SSF-Ingenieure

www.ssf-ing.de

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Gesamtplanungsintegration Über 15 Jahre Erfahrung in der objektorientierten interdisziplinären Planung Mit zunehmender Komplexität in der Bauplanung ist es unumgänglich, die Strukturen innerhalb einer Planungsgesellschaft neu zu ordnen. Die Anwendung moderner Planungsmethoden wie BIM und GIS fordern dies ohnehin, um interne Prozesse bestmöglich auf deren Einsatz hin auszurichten. Die Planungsgesellschaft OBERMEYER hat hierfür eine eigene Organisationseinheit geschaffen und die Umstellung der Planungsprozesse auf BIM-Methodik zum Unternehmensziel deklariert.

–i– Gesamtplanung neu definiert Seit mehreren Jahrzehnten werden Projekte bei OBERMEYER gesamtplanerisch abgewickelt. Es war von Beginn an das Ziel des Firmengründers Leonhard Obermeyer, seinen Kunden nicht nur die Planung für einzelne Gewerke anzubieten, sondern alle Planungen, die für die spätere Erstellung eines Bauwerks nötig sind, aus einer Hand bzw. einem Unternehmen heraus zu offerieren. In diesem Zusammenhang entstand auch die Notwendigkeit, schon früh neue Formen der Zusammenarbeit zu entwickeln und so wurde Mitte der achtziger Jahre erstmals objektorientierte und datenbankbasierte Software in Projekten eingesetzt. Im Laufe der Jahre konnten im Haus mehrere unterschiedliche Herangehensweisen getestet und angewendet werden. All diese Methoden werden heute in der Fachwelt unter dem Oberbegriff BIM zusammengefasst. Um Gesamtplanung weiterhin wirtschaftlich und effizient anbieten zu können, hat sich die Geschäftsführung bei OBERMEYER vor vier Jahren dazu entschieden, BIMPlanungsmethoden als weltweiten Firmenstandard einzuführen. Intern wird dieser Prozess durch die eigens hierfür neu gebildete Abteilung der Gesamtplanungsintegration vorangetrieben. Dabei werden bisherige Arbeitsmethoden der Gesamtplanung durch solche BIM- und GIS-Methoden ergänzt, die sich über die Jahre als effizient erwiesen haben. Um den Prozess der neuartigen Zusammenarbeit optimal zu begleiten, hat OBERMEYER für die Umsetzung seiner BIM-Strategie die Bürostrukturen verändert. An oberster Ebene im Bereich BIM steht die siebenköpfige Abteilung „Gesamtplanungsintegration“, kurz GI, welcher ein Netzwerk aus BIM- und GIS-Spezialisten untergeordnet ist. Die Hauptaufgabe des GI-Teams besteht in der Entwicklung und Kommunikation unternehmensinterner Strategien sowie der Prozessoptimierungen der Projekte. Die einzelnen Spezialisten des GI-Netzwerks unterstützen auf der Projektebene die für das Projekt verantwortlichen Gesamtprojektleiter sowie die Leiter des Planungsmanagements, die das Projekt fachlich und inhaltlich koordinieren. Ebenso wirken sie auch direkt in der Planung mit. Ein BIM-Manager hilft bei der Modellierung sowie der Inte­ gration der einzelnen Fachplanungsmodelle und überprüft sie auf Kollisionen und Stimmigkeit. Seine Auswertungen bilden die Grundlage für regelmäßige Planungsworkshops.

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– ii – Die Integration der Gewerke Jede Fachdisziplin im Unternehmen hat ihre eigene, über die Jahre optimierte Arbeitsweise entwickelt. Im Planungsprozess sind diese Abläufe voneinander unabhängige und vollständige Wertschöpfungsketten. Diese gilt es zu analysieren und zu verstehen, um neue Methoden einführen zu können. Anhand vieler Projekte, in denen digitale Planungsmethoden immer umfänglicher eingesetzt wurden, zeigte sich, dass es zunächst keinen Sinn macht, eine bestimmte Methodik z.B. Software für alle gleichermaßen durchzusetzen, da einzelne Wertschöpfungsketten dadurch gestört werden. Die Herausforderung des BIM-Teams bei OBERMEYER ist es, eingespielte Planer-Gruppen zu verstehen, für neue Lösungswege zu sensibilisieren und mit zukunftsfähigen Tools zu unterstützen. Ein weiteres Aufgabenfeld besteht in der Unterstützung der Planungskoordination. Hier gilt es, die einzelnen Planungen zusammen zu bringen, um schon vor Baubeginn das Gebäude virtuell vollständig und kollisionsfrei erstellt zu haben (Bild 1). Gleichzeitig bedeutet „Planungen zusammen zu bringen“ auch „Menschen zusammen zu bringen“. Die Vorstellung, dass mit BIM jeder in seinem Büro sitzt und „vor sich hin plant“, ist überholt. Die Kommunikation beginnt bereits beim Kick-off des Projekts, insbesondere aber in den Phasen, in denen die Fachplanungs- und Gebäudemodelle zusammengeführt werden. In regelmäßigen Abständen treffen sich alle Planungsbeteiligten gemeinsam im Rahmen von definierten Workshops und legen miteinander fest, welche Daten in welchem Umfang ausgetauscht werden. Diese Treffen werden vom jeweilig zugeordneten BIM-Manger geführt. Bei geübten Teams kann das auch virtuell geschehen. Eine typische Schnittstelle ist die Datenübergabe von der fünften zur sechsten Leistungsphase, also von der ausführungsreifen Gebäudeplanung bestehend aus Modell und Plänen hin zur Ausschreibung der Gewerke in textbasierter

Bild 1.  Die Abteilung Gesamtplanungsintegration (GI) zwingt die einzelnen Fachbereiche im Unternehmen nicht dazu, fremde ­Methoden zu übernehmen, sondern unterstützt sie in ihrer etablierten Arbeitsweise und fördert den Austausch untereinander


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Form. Dabei werden die Mengen der Bauteile, z. B. aller Mauerwerkswände im Modell erfasst und in die Datenbank mit hinterlegten Texten und Preiskalkulationen überführt. Der große Vorteil hierbei ist, dass bei einer Änderung der Planung die Kalkulation schneller und nachvollziehbarer angepasst werden kann. Dabei gewinnt die intensive Kommunikation aller Beteiligten untereinander an enormer Bedeutung. Arbeitsmethoden müssen verständlich vermittelt werden und schon im Vorfeld gilt es festzulegen, welche Daten erfasst und wie das Modell hierfür aufgebaut werden muss.

– iii – Softwarewelt Eine weit verbreitete Vorstellung der BIM-Arbeitsweise ist, dass alle Planer gleichzeitig an einem Modell arbeiten. Technisch ist das simultane Planen zwar möglich, aber die Praxis hat gezeigt, dass dies nicht zielführend ist. Wenn der Architekt z. B. seine Planung ändert und als Variantenuntersuchung eine Wand verschiebt, sollte dies nicht dazu führen, dass der Tragwerksplaner diese Alternative gleich durchrechnet. Auf diese Weise führt das simultane Planen statt zur Vereinfachung zu einer Potenzierung des Aufwands. Sinnvoll ist es, gemeinsam Zeitintervalle fest zu legen, während denen die Fachplaner mit ‚gefrorenem‘ Planstand ihre Variante ausarbeiten. Erst zu einem späteren Zeitpunkt werden die Teilmodelle integriert und die einzelnen Planungen miteinander abgeglichen. Grundvoraussetzung hierfür ist, dass die benutzten Softwaresysteme miteinander kompatibel sind und Ergebnisse in einem Gesamtmodell zusammengeführt werden können. Denn so verschieden die Arbeitsweisen der einzelnen Fachplaner sind, so verschieden sind zunächst auch die genutzten Softwarelösungen. Bei Obermeyer sind beispielsweise ca. 400 verschiedene Softwareprodukte im Einsatz. Dafür haben die meisten Programme Schnittstellen, an denen Daten von einem System in ein anderes übergeben werden können. Diese Schnittstellen zu Datenaustauschformaten wie z. B. dem IFC-Format werden von den Programmherstellern zunehmend verbessert. Nach wie vor gibt es aber große Lücken und die Kompatibilität der Systeme kann teilweise nur durch Zusatzprogramme hergestellt werden. Deshalb setzt Obermeyer zum einen auf interne ITSpezialisten, die eigene Schnittstellen programmieren, zum anderen werden so viele Informationen wie möglich in übergeordnete Datenbanken zusammengeführt, die dann wiederum von einer Vielzahl von Programmen „angezapft“ werden können.

– iv – Zusammenspiel: Möglichkeiten und Grenzen Auf der einen Seite hemmt die mangelnde Kompatibilität der heutigen Softwarelösungen noch durchgängige Planungen mit verschiedenen Systemen, auf der anderen Seite kann die Software planerisch fast alles. Dies verleitet dazu, dass sich der Planer bereits in frühen Phasen mit Details beschäftigt, die in diesem Stadium noch gar nicht definiert werden können. Um jene „Detaillierungssucht“ einzugrenzen, hat Obermeyer begonnen, die Möglichkeiten, welche

Bild 2.  Sämtliche Entwicklungsthemen des Projekts wie z.B. Erschließung, Raumaufteilung und Raum­wirkung lassen sich mit dem Modell als Diskus­ sionsgrundlage leichter erarbeiten und vermitteln (Abb.: Obermeyer)

die eingesetzte Software bietet, bewusst zu beschränken. Spezielle Obermeyer-Bibliotheken bieten Bauteile, die vereinfacht dargestellt sind und trotzdem die gewünschten Informationen enthalten. Eine Tür ist dann beispielsweise nur ein Durchbruch mit angezeigter Öffnungsrichtung. Ein zugeordnetes Detail zeigt später die Tür ausführlicher. Auf diese Weise lässt sich der berühmte anfängliche Mehraufwand einschränken. Auch Änderungen im Modell lassen sich dadurch effizienter bewerkstelligen. Grundlegend soll die Software eines am besten können: den Planer bestmöglich unterstützen. Es zeigt sich aber, dass ein Programm entweder optimal für die Modellierung eines Bauwerks ist oder aber dafür ausgelegt ist, das Bauwerk zu verwalten, um Kosten und andere Berechnungen daraus zu erstellen. Immer wieder bedarf es also der Entscheidung, welches Programm an welcher Stelle bestmöglich eingesetzt werden sollte. Auch hier ergeben sich Herausforderungen, die von den heutigen Softwarelösungen noch nicht optimal unterstützt werden. BIM-gestütztes Planen bringt zweifellos Verbesserungen und Mehrwerte mit sich; so lassen sich 3D-Modelle für Simulationen, Mengen­ermittlungen, Bauablaufplanung und vieles mehr nutzen. Auf der anderen Seite erhöht sich aber auch der Aufwand in Hinblick auf Datenstrukturierung und Planungskoordination: Alle Informatio­nen, die später abgefragt werden sollen, müssen in das 3D-Modell eingepflegt, verwaltet und zum richtigen Zeitpunkt zugänglich gemacht werden. Umso wichtiger ist es hier, sich im Vorfeld klar zu machen, welche Daten überhaupt gefordert sind, wer die Daten zu welchem Zeitpunkt benötigt und ob der Transfer der Daten wie gewünscht funktioniert. Ebenso sollten die genutzten Plattformen geeignet und die Kommunikationstools ausreichend und erprobt sein. Denn trotz aller Neuerungen in der Technik muss die Kommunikation nach wie vor an oberster Stelle stehen. Sie ist der eigentliche Schlüssel eines funktionierenden BIM-Prozesses. Alle am Planungs- und Bauprozess Beteiligten tragen gemeinsam Sorge für eine gute Kommunikation und damit für gute Ergebnisse. Das Modell an sich bildet dafür die perfekte Basis (Bild 2). Alrun Laufkötter, Fachbereichsleiterin BIM Hochbau, Bereich Gesamtplanungsintegration BIM/GIS

www.opb.de

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BIM-Statiksoftware: SCIA Engineer SCIA Engineer ist eine Software zur Berechnung von Tragwerken, die das Open-BIM-Konzept vollständig unterstützt. Für den Austausch von BIM-Daten ist ein internationaler und freier Standard wie z.B. IFC notwendig, der Open-BIM erst möglich macht. SCIA Engineer ist laut Herstellerangaben die erste Statiksoftware, die von buildingSMART IFC-2x3 zertifiziert wurde und ­„Coordination View 2.0“ komplett unterstützt. Damit können Strukturmodelle aus allen gängigen CAD-Programmen direkt ­importiert werden.

SCIA Engineer kann Körper erkennen und in Berechnungsobjekte umwandeln

Querschnitte und Material werden schnell und problemlos erkannt.

Ausrichtung

Strukturmodell und Analysemodell Die meisten Softwaresysteme zur Tragwerksberechnung und Bemessung arbeiten nur mit einem Analysemodell, in dem nur die Informationen enthalten sind, die für Berechnung benötigt werden. Mit SCIA Engineer können das Analyse- und das Strukturmodell in einer Datei bearbeitet werden. Dabei wird das importierte Strukturmodell zur Erstellung des Analysemodells (in Kombination mit TeileErkennung und Ausrichtung) verwendet. Aus dem fertig dimensionierten Tragwerksmodell kann automatisch wieder ein aktuelles Strukturmodell abgeleitet werden und so gemeinsam mit anderen Disziplinen verwendet werden. Sogar das Erstellen von allgemeinen Übersichtszeichnungen aus dem Strukturmodell ist direkt aus SCIA Engineer möglich.

Teile-Erkennung Modelle aus Standardelementen (Balken, Stützen, Platten und Wände) lassen sich relativ einfach zwischen verschiedenen Softwarepaketen austauschen. Bei komplexen Formen wird ein zusätzliches Werkzeug benötigt, um diese Formen zu erkennen und in Berechnungsobjekte umzuwandeln. Intelligente Formerkennungsalgorithmen in SCIA Engineer ermöglichen die Umwandlung beliebiger Referenzobjekte in entsprechende Berechnungsobjekte. Geometrie,

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Ein Strukturmodell setzt andere Prioritäten als ein Ana­ lysemodell. Im Detail geht es um die Verbindung der Berechnungsobjekte. Im Analysemodell kommt es vor allem auf die Achsen und Mittelebenen der Stab- und Flächenelemente an. Der unterschiedliche Ansatz kann zu abweichenden Modellen führen. Damit das Analysemodell schnell erstellt werden kann, werden einfache und effi­ ziente Werkzeuge benötigt. Ein großer Vorteil ist dabei, dass das Tragwerksmodell mit der eigenen Statiksoftware erstellt wird. So bleibt die volle Kontrolle über das Tragwerksmodell und der eigene Verantwortungsbereich 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 ursprüngliche Gebäudemodell wird dabei eingefroren und dient als visuelles Referenzmodell zum aktuellen Tragwerksmodell. Das Tragwerksmodell kann so ohne Änderungen am Gebäudemodell angepasst werden. Eine Live-Vorschau informiert den Anwender dabei über die Ausrichtungsergebnisse, bevor diese übernommen werden. Wenn die Lage der Mittelebene oder Achse eines Elements während des Verbindungsvorgangs verändert wird, speichert SCIA Engineer diese Angabe als Ausmitte und berücksichtigt sie in der Berechnung.

Modellaktualisierung 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


BIM im Ingenieurbau

Übernehmen von Änderungen mithilfe von Revisionen des Tragwerksmodells

oder verwerfen. Eine übersichtliche Farbcodierung hilft beim Aufspüren der Änderungen für das Tragwerksmodell. Änderungen können direkt in das aktuelle Tragwerksmodell übernommen werden – eine neue Modellerstellung wird überflüssig. SCIA Engineer behält die volle Kontrolle über das Tragwerksmodell durch die Annahme einzelner

(relevanter) Änderungen, ohne Daten von bisherigen Arbeiten zu verlieren. Dipl.-Ing. Helmut Wrede, SCIA Dortmund,

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BIM Funktionen • Import / Export aus allen gängigen CAD-Programmen wie z.B. Allplan mit IFC-2x3 Schnittstelle • Schnittstellen zu Tekla Structures und Autodesk Revit Structure • Analyse- und Strukturmodell in einer Datei bearbeiten • Umwandlung beliebiger Referenzobjekte in Berechnungsobjekte • Intelligenter Ausrichtungsalgorithmus • Automatische Modellaktualisierung

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Tragwerksplanung ohne Lücken und Improvisation SOFiSTiK bietet erstmals einen 100 Prozent durchgängigen BIM-Workflow in der Bauplanung b) Optional: Nutzung von Vorlagendateien der BiMTOOLS Library Die bestehende Standard-Zeichnungsvorlage aus Revit wurde an deutsche Zeichnungsstandards angepasst. Es wurden beispielsweise neue Ansichtskonzepte verwirklicht sowie Anpassungen bei der Namensgebung der in der Vorlage vorhandenen Familien vorgenommen. Die BiMTOOLS-Zeichnungsvorlage enthält zusätzliche Elemente wie Deckendurchbrüche und ist auf den Workflow mit den SOFiSTiK FEA Extension (siehe f) optimiert. Die BiMTOOLS Library ist kostenfrei im Autodesk App Store verfügbar.

c) Optional: Parametrisierbare Modellbildung mit Dynamo

Bild 1.  Workflow in der Tragwerksplanung

Es ist ein Durchbruch in der Bauplanung: Erstmals ist es möglich, in Projekten des Hoch- und Ingenieurbaus alle not­wen­ digen Schritte von der Modellierung bis zur Beweh­rungs­­ planableitung in einem konsistenten Datenmodell durch­zu­ führen. Mit Autodesk Revit 2016 und verschiedenen darauf aufbauenden Modulen der SOFiSTiK AG konnten die letzten ­Lücken im BIM-basierten Workflow (Bild 1) in der Trag­werks­ planung geschlossen werden. Die Zusammenfassung in einem Datenmodell ist nicht nur höchst effizient, sondern führt zu­ sätzlich auch zu einer spürbaren Erhöhung der Planungs­qualität. Änderungen sind in allen Bereichen konsistent, und auch Maschinendaten für die Ausführung können generiert werden.

Dynamo ist eine kostenfreie Erweiterung (Open Source) für Autodesk Revit und bietet dem Anwender eine visuelle Programmierschnittstelle zu Revit. Mit dieser Erweiterung können erstmals in Revit Strukturen parametrisiert und Variantenstudien abgebildet werden. Bei visueller Programmierung werden fertige oder selbst entwickelte CodeBlöcke miteinander verknüpft, um „mathematisch beschreibbare“ Elemente oder Strukturen zu erzeugen (Bild 2). Auch Nutzer ohne Programmiererfahrung können mit Dynamo produktiv arbeiten. Dynamo-Projekte werden direkt in Revit erzeugt und sind anschließend normal weiterzuverwenden.

d)  Positions- und Schalplanerstellung Aus dem Revit-Modell können bereits Positions- bzw. Schalpläne erzeugt werden. Die SOFiSTiK BiMTOOLS stellen zusätzlich verschiedene Werkzeuge wie eine automatische Bemaßung zur Verfügung. Diese Tools schaffen

Der Planungsablauf sieht wie folgt aus:

a)  Modellieren in Revit Das geometrische Modell wird vom Planer entweder direkt in Revit erzeugt oder über die IFCSchnittstelle in Revit eingelesen. Dieses 3D-Modell ist objektorientiert und enthält zudem alle baurelevanten Informationen. Alle Daten werden von Revit in einer zentral koordinierten Datenbank gespeichert.

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Bild 2.  Visuelle Programmierung in Dynamo für Revit

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eine Effizienzsteigerung von bis zu 50 % bei der Planerstellung in Revit. Bereits erzeugte Pläne werden bei Änderungen des 3D-Modells automatisch in Echtzeit aktualisiert. Die SOFiSTiK BiMTOOLS werden kostenfrei im Autodesk App Store zur Verfügung gestellt.

e)  Anpassung Berechnungsmodell Bei der Modellerstellung in Revit (geometrisches Modell) wird automatisch auch ein Berechnungsmodell generiert (Bild 3). Dieses Berechnungsmodell stellt einen ersten Vorschlag für den Berechnungsingenieur dar und kann selbstverständlich innerhalb definierbarer Toleranzen beliebig angepasst werden. Durch Anpassungen des Berechnungsmodells wird das geometrische Modell nicht geändert.

wenn nicht in Revit vorgesehen – in Revit eingegeben werden. Auflager werden als Fundamente erkannt und werden mit den SOFiSTiK-Programmen bemessen. Ähnliche Fundamente können dabei gruppiert werden. Diese erhalten in den nächsten Schritten die gleiche Geometrie und Bewehrung.

g)  3D-Bewehrung generieren Mit SOFiSTiK Reinforcement Generation (RCG) wird zurück in Revit aus den SOFiSTiK-Bemessungsergebnissen ein 3D-Bewehrungsmodell erzeugt. Der automatisch generierte Bewehrungsvorschlag deckt die statisch erforderliche Bewehrung ab und ist ohne Einschränkungen benutzerspezifisch anpass- und erweiterbar. Bemessungsanforderungen, hervorgehend aus Normen und Firmenstandards, können, vergleichbar mit dem Ansatz in Expertensystemen, frei über benutzerspezifische Regeln definiert werden. Mittels Visualisierung von vorhandener gegenüber erforderlicher Bewehrung (Bild 5) kann der Planer komfortabel eine ausreichende Bewehrungsabdeckung sicherstellen. Mit der Version 2016 können nun auch mit SOFiSTiK bemessene Fundamente in Revit an Auflagerpunkten erzeugt und bewehrt werden.

Bild 3.  Berechnungsmodell in Revit

f)  Berechnung, Bemessung Die SOFiSTiK FEA Extension erzeugt direkt aus dem Revit-Berechnungsmodell ein 3D-FE-System oder 2D-FESubsysteme mit allen Lasten und Auflagerbedingungen (Bild 4). Im SOFiSTiK Structural Desktop wird nun die Berechnung, Überlagerung und Bemessung für die FESysteme nach verschiedenen länderspezifischen Normen vorgenommen. Mit der Version 2016 können auch FE-relevante Eigenschaften wie Liniengelenke an Deckenkanten oder alle Arten von Kopplungsbedingungen – auch

Bild 5.  Gegenüberstellung erforderliche und eingelegte Bewehrung in Revit

Bild 4.  Verformungen einer Platte eines 2D-Subsystems in SOFiSTiK

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BIM im Ingenieurbau

Bild 6.  Ausschnitt Bewehrungsplan (erzeugt mit RCD 2016)

h)  Bewehrungsplanerstellung (Bild 6) In einem letzten Schritt erzeugt SOFiSTiK Reinforcement Detailing (RCD) die 2D-Bewehrungspläne. Bewehrungsplanspezifische Details wie eine Positionsnummernvergabe, Bewehrungsauszüge, symbolische Darstellung von Aufbiegungen nach verschiedenen landestypischen Spezifikationen können mit RCD vorgenommen werden. Biege- und Mattenschneideskizzen werden im PDF-Format erzeugt, an Biegemaschinen übergeben oder am Plan platziert. In der

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neuesten Version sind auch variable Verlegungen, Verbindungsmittel sowie Bügel- und Zeichnungsmatten enthalten. Frank Deinzer, Vorstand SOFiSTiK AG, Armin Dariz, Geschäftsführer BiMOTiON GmbH

www.sofistik.de www.bimotion.de www.youtube.com/user/SOFiSTiKAG


BIM im Ingenieurbau

BIM im Straßen- und Tiefbau Vom modellbasierten Arbeiten im Straßen- und Tiefbau, das bereits heute gezielt die Wettbewerbsfähigkeit von bauausführenden Unternehmen optimiert BIM als digitale Prozesskette von der Planung über Ausführung, Nutzung, Nutzungsänderung, bis zum Abriss eines Bauwerkes, ist in aller Munde. Versprochen werden mehr Qualität und Effi­ zienz der Bauprozesse, projektübergreifend für alle Prozess­ beteiligten der Wertschöpfungskette Bau. Dieses „Big BIM“ stellt dabei eine mächtige Herausforderung dar. Als Einstieg ­plädieren viele Experten deshalb für eine Umsetzung zunächst in Teilbereichen. Hier hat sich der Begriff des „little bim“ etabliert. Danach bringt bereits BIM in Teilprozessen, wie beispielsweise die modellbasierte Kalkulation, Abrechnung und Fakturierung, signifikante Qualitäts-, Zeit-, Kosten- und Liquiditätsvorteile. Die aufgezeigten Beispiele beziehen sich bisher jedoch meist ausschließlich auf Szenarien im Hochbau. Besonders weit entfernt von BIM scheint der Straßen- und Tiefbau. Doch nur auf den ­ersten Blick, denn hier lässt sich sogar eine Vorreiterrolle erkennen.

–i– Aus der Praxis – Überzeugendes Erfolgsmodell für den Tiefbau Es gibt viele gute Gründe für eine Bauunternehmung, den internen Bauprozess grundsätzlich zu hinterfragen. Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit, mehr Transparenz und nicht zuletzt Verbesserung der Liquidität sind dabei nur einige Argumente, die auch die Geschäftsleitung der Hermann Dallmann Straßen- und Tiefbau Es gibt viele gute Gründe für eine BauunterGmbH & Co.KG aus nehmung, den internen Bauprozess grundsätzlich zu hinterfragen. Verbesserung der Bramsche in NiederWettbewerbsfähigkeit, mehr Transparenz sachsen veranlasste, und nicht zuletzt Verbesserung der Liquidiüber eine Optimierung tät sind dabei nur einige Argumente … der gesamten Prozesskette durch modellbasiertes Arbeiten nachzudenken. Wichtig war den Entscheidungsträgern des Traditionsunternehmens mit rund 350 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern dabei, dass die Lösung zur Modellentwicklung und -bearbeitung in die ERPBausoftware integriert ist und so keine Medienbrüche, beispielsweise bei Kalkulation oder Abrechnung gegeben sind. Als passende Lösung wurde BRZ.BIM-Tiefbau zur modellbasierten Mengenermittlung für alle Bauphasen eingeführt.

weise Flächen automatisiert in Dreiecke aufgeteilt und im Plan vermaßt. Jedem so vermaßten Dreieck steht eine Ansatzzeile Formel 3 im REB Aufmaß gegenüber. Im konkreten Fall stellte Dallmann bereits kurz nach Einführung dieser Methode fest, dass Abrechnungen erstmals ohne Kürzung vom Auftraggeber freigegeben wurden und die Abrechnungsbeträge dementsprechend wesentlich schneller angewiesen wurden.

– iii – Wettbewerbsvorteil: Effizient zum Angebot Im Unternehmen Dallmann erkannte man auch die Vorteile, die eine modellbasierte Mengenermittlung bereits in der Kalkulation zur Prüfung der Hauptmassen mit sich bringt. In der Regel werden 2D-Planunterlagen im Format PDF der Ausschreibung beigefügt. Zur Prüfung der LVMengen ist es oft ausreichend und schon sehr hilfreich, die Flächen und Längen überschlägig in 2D zu ermitteln. Tobias Farin, Abrechnungsleiter bei Dallmann, entwickelt im Kanalbau mithilfe der BIM-Tiefbau-Lösung in kurzer Zeit aus dem PDF ein korrektes 3D-Modell. „Als Anhaltspunkte dienen dazu die Texte in der Grafik mit Angaben über Sohl- und Deckelhöhen“, erläutert Tobias Farin. Die Plausibilität lässt sich ebenfalls unmittel- „Haben sich z. B. an irgendeiner Stelle bar im Modell prüfen, Zahlendreher in die Vermaßung einge­ lange bevor der Fehler schlichen, zeigt sich das sofort in der – im ungünstigsten Fall ­grafischen 3D-Darstellung.“ erst bei der Bauausführung – erkannt wird. Tobias Farin: „Haben sich z. B. an irgendeiner Stelle Zahlendreher in die Vermaßung eingeschlichen, zeigt sich das sofort in der grafischen 3D-Darstellung.“ Auch im Erdbau oder bei Baugruben können, soweit die dritte Dimension als Text vorliegt, schnell und

– ii – Vom Bestandsplan zur Abrechnung An erster Stelle entsteht der Bestandsplan. Über eine Verknüpfung von Objekten (Stückzahlen, Längen, Flächen, Schächten, Haltung usw.) mit dem Leistungsverzeichnis kann auf einen Klick eine korrekte und schnell prüfbare REB-Abrechnung generiert werden. So werden beispiels-

Bild 1.  Von Angebot bis Abrechnung: Durch das modellbasierte Arbeiten lassen sich exakte Mengen für alle Bauphasen ermitteln

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Bild 2.  Beispiel Kanal- und Rohrleitungsbau: Mit Zeichnen eines neuen Bestandsplans entsteht automatisch die zugehörige Abrechnung

einfach exakte Modelle erstellt werden. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse über die korrekten voraussichtlichen Abrechnungsmengen (VA-Mengen) bieten dem Unternehmen e­ inen sofortigen Wettbewerbsvorteil für die Angebotserstellung, „denn der gesamte Prozess von Kalkulation bis Angebot funktioniert wesentlich schneller und genauer als nach der klassischen Vorgehensweise“, so Farin.

– iv – Einkauf und Arbeitsvorbereitung optimiert Wird dann der Auftrag gewonnen, kann Tobias Farin oder einer seiner Bauleiterkollegen aus dem Modell sofort ­Bestellmengen ableiten. Beispielsweise „kennt“ ein Kanal­ modell in BRZ.BIMTiefbau alle benötigten Gerade im Kanalbau ändern sich Geo­ Rohre, Abzweige, Gemetrien besonders häufig: Es werden beilenkstücke und Schachtspielsweise nicht dokumentierte Leitungen bauteile einschließlich angetroffen oder die Lage von Leitungen ist des spätesten Lieferdaanders als dokumentiert. Da Planer in der tums. Das Lieferdatum Regel Haltungslängen ohne Rücksicht auf wird aus dem Bauzeitendie Lieferlängen von Rohren festlegen, plan in das 3D-Modell werden Schächte oft auch verschoben, um Rohre nicht schneiden zu müssen. Auch übernommen. So ist sohier bietet die modellbasierte Vorgehensgar eine „Just-in-Time“weise Vorteile. Lieferung der Bauteile möglich. Dadurch wird weniger Lagerfläche benötigt und weniger Kapital gebunden. Auch die in vielen Unternehmen übliche Bestellung von

Bild 4.  Pionierarbeit in Sachen BIM: Bauausführenden Unternehmen im Tief- und Straßenbau verschafft das modellbasierte Arbeiten wichtige Wettbewerbsvorteile (Abb.: Dallmann)

Formstücken „auf Verdacht“, die dann nach Fertigstellung eingelagert und eventuell im Lager vergessen werden, schmälert den Gewinn. Eine exakte modellbasierte Planung im Rahmen der Arbeitsvorbereitung optimiert den Bauablauf und die Kosten bereits im Vorfeld.

–v– Abschlagsrechnungen in „Schlussrechnungsqualität“ Neben dem geplanten Fertigstellungstermin verwalten intelligente Modelle auch das tatsächliche Fertigstellungs­ datum. Darüber können Abschlagsrechnungen auf Knopfdruck erstellt werden. Nur die Objekte, die fertig gestellt wurden, aber nicht früheren Abschlägen zugeordnet sind, werden mit hoher Qualität, d. h. mit hoher „Wirklichkeitstreue“ abgerechnet. Dabei ist es flexibel möglich, Abschläge zunächst nach der Planungsgeometrie zu erstellen oder bereits zu jeder Abschlagsrechnung Änderungen nach Lage und Höhe, die im Kanalbau die Regel sind, ins Modell einzuarbeiten und die Abschlagsrechnung in Schlussrechnungsqualität abzugeben, ganz ohne jeden Mehraufwand.

– vi – Arbeiten mit Planänderungen

Bild 3.  Selbst komplizierte Baugruben werden schnell und einfach mit exakten Mengen dargestellt und geprüft (Abb. 1–3: BRZ)

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Gerade im Kanalbau ändern sich Geometrien besonders häufig: Es werden beispielsweise nicht dokumentierte Leitungen angetroffen oder die Lage von Leitungen ist anders als dokumentiert. Da Planer in der Regel Haltungslängen ohne Rücksicht auf die Lieferlängen von Rohren festlegen, werden Schächte oft auch verschoben, um Rohre nicht schneiden zu müssen. Auch hier bietet die modellbasierte Vorgehensweise Vorteile, da sämtliche Änderungen transparent nachvollziehbar sind. Nach Abschluss aller Arbeiten und Einarbeitung aller Änderungen steht ein korrektes 3D-Modell zur Verfügung, welches dem Bauherrn über Formate wie ISYBAU digital übergeben wird. Aus dem Modell wird ein digitaler Bestandsplan, z. B. im Format DWG


BIM im Ingenieurbau

Die Vorteile von BIM im Straßen- und Tiefbau Prozessoptimierung über eine Mengenermittlung für alle Bauphasen –  Angebot: exakte Überprüfung der LV-Mengen – Arbeitsvorbereitung: Erstellung eines Bauzeitenplans und GPS-Unterstützung für die Maschinensteuerung –  Vermessung: GPS-gestützte Bauvermessung und Absteckung –  Einkauf: exakte Bestellmengen –  Abrechnung: Sicherstellung der Liquidität –  REB- und VOB-konforme Mengenermittlung –  Vereinfachte Plausibilitätsprüfung über das Modell –  Zeitnahe Rechnungsstellung

oder DXF exportiert. Die passende Abrechnung ist in der BRZ-Bausoftware hinterlegt und wird entweder gedruckt oder per Datenart 11 (DA11) zur Prüfung übergeben. „Ein Plus an Transparenz mit positiven Effekten auf die Zusammenarbeit mit Prüfern und Auftraggebern. Der Interpretationsspielraum wird geringer, sonst zeitaufwändige Diskussionen lassen sich im an jeder Stelle nachvollziehbaren Modell auf ein Minimum reduzieren“, resümiert Thorsten Goerke, Kaufmännischer Geschäftsführer der Hermann Dallmann Straßen- und Tiefbau GmbH & Co. KG.

– vii – Fazit – Evolution für das Planen und Bauen Ein Blick in die heutige Baupraxis zeigt: Projekte im Straßen- und Tiefbau werden in der Regel noch nicht auf Basis

ar iben w Schre e ist , heut n r e t s ge obil! bau-m

von Modellen sondern nach klassischer Planung ausgeschrieben. Doch die Methode BIM ist bereits konkret: So werden beispielsweise erste Ausschreibungen von Bahnhof-Umbauten der Deutschen Bahn auf Basis von Modellen veröffentlicht. Diese Projekte enthalten neben Hochbau-Objekten auch Objekte des Ingenieur-, Straßen- und Tiefbaus, z. B. Unterführungen, Bahnsteige, Zuwegungen oder Entwässerung. Im kommunalen Bereich beobachtet man ebenfalls erste Aktivitäten, die Mengen für die Ausschreibungen aus Modellen zu ermitteln oder sogar eine 5D-Planung zu erstellen. Doch nicht nur der Druck von außen sollte bauausführende Unternehmen dazu ermutigen, sich frühzeitig mit der neuen Methode vertraut zu machen. Das Potential zur Optimierung der internen Prozesse mit Hilfe von Modellen – Stichwort „little bim“– ist groß. Wichtig ist dabei die Verzahnung der 3D-Modelle mit der Prozesskette Kalkulation, Arbeitsvorbereitung, Bauausführung und Abrechnung bis hin zur Dokumentation. Richtig angewendet, verschafft diese Arbeitsweise den bauausführenden Unternehmen entscheidende Wettbewerbsvorteile: Genauere Kalkulation, gezielte Bestellung sowie schnelle und korrekte Abrechnung inklusive der notwendigen Dokumentation. Die dabei eingesetzten Methoden und Schnittstellen existieren oft schon seit Jahren und sind bestens bewährt. Durch moderne 5D-Softwarelösungen wie BRZ.BIM-Tiefbau lassen sie sich heute noch einfacher nutzen. Dipl.-Ing. (FH) Gerhard Hollenz, Leiter Fachbereich BIM, BRZ Deutschland GmbH

www.brz.eu

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Flächendeckendes BIM in Schalungs- und Bewehrungsplanung nur eine Frage der Zeit BIM bekommt in der Tragwerksplanung eine immer größer werdende Bedeutung. Insbesondere größere Unternehmen oder ­Büros, die u. a. auch international agieren, wollen diese neue Planungsmethode einsetzen. Allerdings wird der Begriff „BIM“ unterschiedlich interpretiert. In der Regel wird darunter eine dreidimensionale CAD-Planung mit einem Austausch von 3DModelldaten verstanden. Der Trend, von einer 2D-CAD-Planung hin zur 3D-Projektbearbeitung, ist in der Tragwerkplanung bereits deutlich spürbar. Das hat verschiedene Gründe. Größere Unternehmen wollen Ihre Projekte nicht länger in den unterschiedlichen Fachabteilungen getrennt voneinander planen. Stattdessen wird mit Hilfe der BIM-Arbeitsmethode eine enge fachübergreifende Planung mit einem Abgleich von 3D-Modellen angestrebt. Ein weiterer Grund für den Wandel von der 2D- zur 3D-Planung sind gestiegene Ansprüche: Die Projektpräsentation in Baubesprechungen, Anforderungen von Auftraggebern, die Projektkalkulation und -abrechnung, die Errichtung, Bewirtschaftung und der Rückbau von Bauwerken – all dies setzt 3D-Daten voraus. Hier sind 3D-Modelle gefordert, die detaillierte Objekteigenschaften und -merkmale enthalten. Dem Modell des Tragwerkplaners kommt an dieser Stelle eine besondere Bedeutung zu. Schließlich stimmt das fertige Gebäude mit dem Modell des Tragwerkplaners häufig am besten überein. Eigentlich sollte BIM über einen kontinuierlichen Modellabgleich einen gleichen Planungsstand der Projektbeteiligten garantieren und unterschiedliche Modelle mit unterschiedlichen Planungsständen vermeiden. Da aber der Detaillierungsgrad in der Praxis normalerweise zwischen den Planern abweicht (z. B. beim Architektur- und Tragwerksmodell), sind die Modelle zwangsläufig nicht identisch. Deshalb kann das Architekturmodell nur als Vergleichsmodell für den Tragwerkspla-

Bild 1.  BIM Detailplanung mit STRAKON

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Bild 2.  BIM Übersichtsplanung mit STRAKON

(Abb.: DICAD)

ner dienen. Umgehen lässt sich dies dadurch, dass z. B. Architekt und Tragwerksplaner von Beginn an sehr eng zusammenarbeiten. Dazu muss der Architekt mit seiner Software ein Modell erstellen, welches er konsequent mit dem Tragwerksplaner abstimmt. Dieses Architekturmodell wird an die CAD-Software des Tragwerksplaners zur Fachplanung übergeben. Modelländerungen werden dann nur in einem der beiden CAD-Programme vorgenommen. Abgeglichen werden die Modelle anschließend über eine BIM-Schnittstelle. Die Softwarelandschaft ist im Bauwesen sehr heterogen und auch in der Tragwerksplanung werden Projekte mit unterschiedlichen Programmen bearbeitet. Für jeden Fachbereich gibt es spezialisierte Software, die das Planen in diesem Bereich optimal unterstützt. Deshalb sind gute Austauschformate extrem wichtig. Momentan ist das IFCFormat der wichtigste Standard, den viele Softwareanbieter bereits unterstützen. Als unabhängiges Austauschformat soll IFC die Kommunikation zwischen den Baubeteiligten und deren Softwareprodukten ermöglichen. In der Praxis funktioniert dies leider manchmal nicht reibungslos, jedoch immer besser. Wie häufig wird BIM in der Schal- und Bewehrungsplanung heute nun tatsächlich genutzt? Eine Umfrage unter mehr als tausend Unternehmen ergab, dass 73 % der Tragwerksplaner aus dem Ingenieur- und Fertigteilbau zukünftig Ihre Projekte ganz oder teilweise in 3D planen wollen. Dies ist dann noch immer keine echte BIM-Planung, aber von der 3D-Planung ist der Weg zu einer durchgängigen BIM-Planung nicht mehr weit. Es ist deshalb nur eine Frage der Zeit, wann sich die Planungsmethoden in der Schal- und Bewehrungsplanung in Richtung BIM flächendeckend ändern werden. Mike Richter, DICAD Systeme GmbH

www.dicad.de


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NX bei Bauwerken der Verkehrsinfrastruktur im Praxiseinsatz Von neuen Wege in der Brücken- und Tunnelplanung Brücken und Tunnelbauwerke sind als geometrisch hoch komplexe Konstruktionen, die sich an topografisch und fahrdynamisch optimierte Verkehrswege anpassen müssen, ein ideales Einsatzgebiet für eine 3D-Konstruktionssoftware mit höchsten Ansprüchen. Und doch werden bis heute fast alle Bauwerkskonstruk­ tionen in der Dreitafelprojektion durch ausgewählte 2DSchnittführungen bearbeitet. Die Schüßler-Plan Ingenieurgesellschaft geht gemeinsam mit der TH Köln nun seit einem Jahr einen anderen Weg und plant Bauwerke der Verkehrsinfrastruktur mit NX von Siemens PLM Software in 3D. Die Schüßler-Plan Ingenieurgesellschaft (siehe Beitrag S. 88 ff.) ist mit über 600 Mitarbeitern einer der größten nationalen Ingenieurdienstleister in der Verkehrsinfrastrukturplanung. Insbesondere mittelgroße und große nationale Verkehrsinfrastrukturprojekte, wie etwa die Wehrhahnlinie als Unterquerung der Düsseldorfer Innenstadt oder die geplante Verbindung der A7 und A1 mitten durch das Hamburger Hafen- und Stadtgebiet als A26, zählen zum Kerngeschäft der Ingenieurgesellschaft.

–i– 3D-Bauwerksmodelle mit NX

Bild 2.  Innerstädtisches Kreuzungsbauwerk auf Ebene +1 in Spannbeton- bzw. Stahlverbundbauweise mit QuerschnittsAufweitungen

Best-Practice-Verfahren entwickelt und getestet. NX hat für die komplexen Oberflächen und Körper Lösungen und bietet dabei oft sogar mehrere Varianten an, so dass es für Schüßler-Plan heute kein vergleichbares konkurrenzfähiges Produkt gibt. Das Ergebnis sind bauspezifische Methoden, Baugruppenstrukturen und Konstruktionsabläufe in NX, die das Wissen aus der Bautechnik, den Bauabläufen und nicht zuletzt der Bauwerksumgebung berücksichtigen.

Die Umstellung von der 2D- zur 3D-Bearbeitung stellt eine Herausforderung in der Konstruktion von Verkehrsbauwerken dar. Zur Entwicklung einer optimalen Methodik arbeitet Schüßler-Plan hier von Beginn an zusammen mit der TH Köln. Anhand von Praxisprojekten werden unter Einbezug etablierter Verfahren aus anderen Industriebranchen

– ii –

Bild 1.  3D-Modell einer schiefwinkligen vorgespannten Plattenbrücke im Zuge einer Bundesautobahn

Bild 3.  Bestandsintegration und Böschungsanschluss im Widerlagerbereich des Kreuzungsbauwerks

Neuland in NX – Modellintegration des Bestands Eine besondere neue Herausforderung für die Anwendung von NX im Baubereich stellt die Konstruktion im Bestand

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Bild 4.  B44 Hochstraße Nord Ludwigshafen   (Abb.: 1–3 Schüßler-Plan / 4 Fotoagentur Kunz)

dar. Bevor mit der eigentlichen Bauwerkskonstruktion begonnen werden kann, müssen die planerischen Randbedingungen aus der Landvermessung, Leitungs- und Gebäudebestandsplänen sowie der bestehenden und neuen Planung der Verkehrswege in NX eingelesen und/oder aufgearbeitet werden. Die hier zugrundeliegende Datenstruktur ist sehr heterogen und reicht von 2D-Papierplänen bis hin zu digitalen 2,5D- bis 3D-Modellen. Häufig werden Dreiecksvermaschungen von aufgemessenen Punktewolken (z.B. aus Laserscans) verwendet, die in NX erst neu aufgebaut werden müssen. Um eine praxisgerechte Lösung zu finden, werden verschiedene Konstruktionsmethoden aus dem Bereich der synchronen Konstruktion mit den parametrischen Techniken gekoppelt. Die Baugruppenstruktur bietet hier eine besonders effiziente Möglichkeit die umfangreichen Grunddaten zu verwalten und in der Konstruktion gezielt einzusetzen.

– iii – Baustellengerechte Pläne mit NX Das wesentliche Kriterium für die erfolgreiche Umsetzung von 3D-Konstruktionsmodellen in der Baubranche ist die Akzeptanz im Baustelleneinsatz. Die vor Ort benötigten Planunterlagen müssen norm- und praxisgerecht in der Darstellung sein. Schüßler-Plan und die TH Köln sind ebenso wie Siemens PLM Software Partner im nationalen

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Verbund „building smart“, um dort aktiv an der Anpassung der technischen Vorschriften zugunsten der neuen 3DTechnologie mitzuwirken. Nur mit einer Umstellung dieser Anforderungen können die Randbedingungen und Möglichkeiten der 3D-Konstruktion effektiv umgesetzt werden.

– iv – Nutzung des virtuellen Bauwerksmodells, BIM Virtuelle 5D-Bauwerksmodelle bieten zahlreiche weitere Möglichkeiten in der Bauwerksplanung, -herstellung und im Betrieb unter Einbezug der Zeit- und Kostenentwicklung. Die Nutzung für FE-Simulationen zur Bauwerksbemessung und die Integration und Verknüpfung von geometrischen und semantischen Daten in ein „Building Information Model“, werden begleitend zur NX-Modellierung vorangetrieben. Die Verknüpfung des virtuellen Modells mit dem realen Bauwerk bietet weitreichende neue Möglichkeiten, die bereits in der Planung sinnvoll vorbereitet werden müssen. So wird der Einsatz von 3D-Bauwerksmodellen mit NX in Zukunft bei Schüßler-Plan und an der Technischen Hochschule Köln weiter deutlich an Bedeutung gewinnen.

www.siemens.com/plm www.schuessler-plan.de


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Informationsmethodik im digitalen Planungsprozess Von Wissenstransfer, Informationserhaltung und BI(M)M Die Digitalisierung der Gesellschaft seit den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts beeinflusste auch die Planungsprozesse der Bauschaffenden. Die Einführung des CAD vor 30 Jahren bedeutete einen ersten Paradigmenwechsel in der Planung, Berechnung und Betrachtung von Bauwerken, der jedoch mit der Umstellung auf moderne Planungsmethoden wie BIM aus heutiger Sicht nicht zu vergleichen ist. Ob Handskizzen, Tuschezeichnungen oder textliche Beschreibungen, sie alle dienten noch ausschließlich der Darstellung der zu erstellenden Objekte. War CAD anfangs nur ein Hilfsmittel zum technischen Zeichnen, konnten Objekte mit Computerhilfe bald als virtuelle dreidimensionale Körper gezeichnet und berechnet werden. Aber noch immer bestand ihre Aufgabe in erster Linie darin, herkömmliche Planungsprozesse abzubilden mit dem Ziel, Dritte in die Lage zu versetzten, ein geplantes Bauwerk zu erstellen. Mit modernen Planungsmethoden wie BIM veränderte sich nun die primäre Zielsetzung von Planungsprozessen. Digitale Gebäudemodell dienen nicht mehr ausschließlich dem Zweck, das entworfene Gebäude umDer primäre Unterschied eines BIM-Modelles im Vergleich zu einer reinen 3D Planung zusetzen, sondern sie unterstützen das Plasind also die non-visuellen Informationen, die transportiert werden. Diese können im nungsteam gleichzeitig Planungs-, Entstehungs- und Nutzungs­­ bei der Ausschreibung, prozesses von Bauwerken eine nahezu Zeitplanung, Ausfühkomplette Transparenz für alle am Prozess rung und der Orga­ Beteiligte generieren. nisation im laufenden Betrieb. Zusätzlich kann z. B. der ökologische Fußabdruck ermittelt oder der Rückbau inklusive Entsorgung vorausgedacht werden. Der primäre Unterschied eines BIM-Modelles im Vergleich zu einer reinen 3D Planung sind also die non-vi­

suellen Informationen, die transportiert werden. Diese können im Planungs-, Entstehungs- und Nutzungsprozesses von Bauwerken eine nahezu komplette Transparenz für alle am Prozess Beteiligte generieren.

Regeln, Fakten und Theorien Um das ganze Spektrum an Wissen auszuschöpfen, dass durch das Füllen von 3D-Modellen mit weiterführenden Informationen über die reinen geometrischen Daten hinaus generiert wird, muss zuvor klar definiert werden, welchen Gehalt die entsprechenden Informationen besitzen. Die klassische Bedeutung von „Information“ lässt sich als einen „Transfer von Wissen zwischen Sender und Empfänger“ beschreiben. In klassischen Projektprozessen können Fehler durch Störungen, gleich welcher Natur sie sind, in dieser Hinsicht ihren Ursprung haben. Diesen Wissenstransfer transparenter und koordinierter zu machen, ist eines der zentralen Ziele eines BIM-Prozesses. Information, bzw. das daraus generierte Wissen, lässt sich allgemeingültig in Regeln, Fakten und Theorien unterteilen. Bezogen auf den Planungsprozess, spricht man besser von Anforderungen /Rahmenbedingungen, Planung und Schätzungen/Simulationen. Darüber hinaus lässt sich ein solcher Prozess natürlich chronologisch bestimmen, in dem die Planungsbeteiligten in verschiedene Phasen und zu unterschiedlichen Zeitpunkten Informationen erzeugen und nutzen (Bild 1). Aus Sicht des Planers sind besonders die frühen Phasen eines Projektes geprägt vom Definieren und Umsetzten von Regeln. Das bedeutet, dass im Rahmen eines Entwurfs bereits seine Anforderungen definiert werden, wie z. B. nutzungsspezifische Anforderungen und rechtliche Vorga-

Bild 1.  Generiertes Wissen aus Sicht der Planung, Ausführung und Betrieb – B+G

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ben. Die Leistungsphasen 3, 4 und 5 schaffen die Fakten des zu planenden Gebäudes, hier wird die spätere Kon­ struktion, Materialität oder der Ausführungsstandard etc. fixiert. Aus Sicht der klassischen Planungsdisziplinen sind manche Leistungen wie z. B. das bepreiste Leistungsverzeichnis oder Terminpläne eher theoretischen Natur. Oftmals basieren diese Informationen auf vorherigen Erfahrungen vergleichbarer, bereits realisierter Projekte. Diese Leistungen erlauben meist einen gewissen Spielraum in ihrer Genauigkeit, daher ist der Vergleich zur oben beschriebenen Theorie an dieser Stelle passend. Das Verhältnis zwischen Regeln, Fakten und Theorien ist nicht im Sinne einer strengen kausalen Abhängigkeit zu verstehen. Die Terminplanung der Ausführung ist zum Beispiel aus Sicht des Planers eher theoretischer Natur. Mit der Vergabe an ein UnIdealerweise schafft das Überlagern des ternehmen wird dieser generierten Wissens aller Beteiligten ein konkretisiert und erganzheitliches Ergebnis. hält somit den Charakter eines Fakts. Ähnlich verhält es sich mit dem in der Planung ermittelten Energieverbrauch eines Gebäudes. Erst mit Inbetriebnahme können die berechneten Zahlen real ermittelt werden. Mit zunehmender Betriebsdauer verfeinern sich diese Werte zusehends. Das Festlegen von Regeln, das Schaffen von Fakten und das Anwenden von Theorien generiert im digitalen Planungsprozess das Wissen, das als Information zu transportieren ist. Idealerweise schafft das Überlagern des generierten Wissens aller Beteiligten ein ganzheitliches Ergebnis.

Bild 2.  Bauteildatenbank mit Gedächtnis – B+G

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Methodik – Informationserhaltung oder ein BIM-Modell mit Gedächtnis Wie aber lässt sich ein solches ganzheitliches Ergebnis erreichen? Besonders Planungsprozesse in den frühen Phasen sind geprägt von der Betrachtung unterschiedlicher Lösungen. Es wird meist eine Vielzahl an Varianten erzeugt, von denen die meisten in den späteren Planungsphasen nicht weiter relevant sind. Strenggenommen werden diese geschaffenen Informationen vergessen. BIMProzesse können zur Informationserhaltung und damit direkt zur Wissensgenerierung eines Büros beitragen. Die oben beschriebenen Fakten sind die wichtigsten Bestandteile der angehängten Informationen in einem BIM-Modell. Das digitale Modell besteht grundsätzlich bereits aus den geometrischen Fakten des Gesamtgebäudes und jedes einzelnen Bauteils. An die jeweiligen Bauteilelemente werden zusätzliche Attribute angehängt, die weitere Eigenschaften des Elementes beschreiben. Die bereitgestellten Informationen sind meist erarbeitete Fakten und Theorien aus dem vorherigen Planungsprozess oder Ergebnisse aus interdisziplinären Abstimmungen während des Prozesses. Der beschrittene Weg mit seinen Möglichkeiten, Varianten und Diskussionen wird im klassischen Prozess meist in Protokollen, Projektablagen oder digitalen Projekträumen abgelegt. Je nach Komplexität eines Projektes gehen jedoch auf diese Weise Optionen, die eventuell zu ­einem späteren Zeitpunkt einen alternativen Lösungsweg offenbart hätten, verloren. Eine Möglichkeit diesen Verlust zu minimieren, ist das BIM-Modell mit einem Gedächtnis. Ein BIM-Modell


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mit einem Gedächtnis, oder besser: Ein BI(M)M (Building Information Memento Model) besteht nicht nur aus hinterlegten Fakten, sondern es kennt auch ihre Herleitung. Je nach Bauteil-Abhängigkeiten sind diese Informationen interaktiv miteinander verknüpft. So werden in den Planungsphasen nicht mehr ausschließlich Fakten basierend auf Regeln generiert, sondern Parameter, die interaktiv mit­ einander agieren Vergleichbar mit einer Datensicherung besteht somit die Möglichkeit, zur vorherigen Varianten zurück zu gehen oder einzelne Bereiche oder Bauteile interaktiv im Kontext des GesamtEin BI(M)M (Building Information Memento entwurfes zu veränModel) besteht nicht nur aus hinterlegten dern. Im interdiszipliFakten, sondern es kennt auch ihre Herleinären Planungsteam tung. Je nach Bauteil-Abhängigkeiten sind generiert ein solches diese Informationen interaktiv miteinander Modell einen lückenverknüpft. So werden in den Planungsphalosen und offenen Prosen nicht mehr ausschließlich Fakten bazess. Am Beispiel eisierend auf Regeln generiert, sondern Paner Stahl-Beton-Stütze rameter, die interaktiv miteinander agieren. sieht diese Methodik wie folgt aus: Neben Informationen wie Bauteilabmessung, Materialität, Bewehrung und geometrischen Abhängigkeit zu anderen Bauteilen werden aus dem Berechnungsmodell die entsprechenden Lasten und Kräfte als Datensatz mitgegeben. Wurde die Stütze im Planungsprozess bereits in einer anderen Variante bemessen, können diese „alten“ Daten ebenfalls im interaktiven Modell hinterlegt werden. Planungsbeteiligte können zu einem späteren Zeitpunkt auf

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

diese Variante zurückgreifen und gegebenenfalls mit dieser Ausführung weiterarbeiten. Das Modell sendet beim Zurückspielen in den Bemessungsprozess auch die Abhängigkeiten der Stütze zu anderen Bauteilen, die eventuell neu nachgewiesen oder ebenfalls auf einen älteren Stand zurückgesetzt werden müssen. Ein 3D-Modell dieser Art mit einem komplett hinterlegten Bemessungs-Datensatz und einer Vernetzung mit der klassischen Dokumentation der statischen Berechnung kann ein prüffähiges virtuelles Dokument darstellen (Bild 2). Orientiert man sich an den Standardelementen des IFC-Formats, beinhaltet die Stütze mindestens den Objekttyp, die Tragfähigkeit (ja/nein), die Lage (innen/außen), die Feuerwiderstandsklasse (Wert) oder den Schallschutz (Wert). Ein Stützenelement wie im Vorfeld beschrieben benötigt zur Interaktivität noch einige weitere Informationen. Aus tragwerksplanerischer Sicht sind dies z. B. die lasteinleitenden Bauteile und die jeweiligen Lasten und Kräfte die die Stütze bedienen muss. Vergleichbare variable Bearbeitungsmethoden stehen bereits in gewissem Umfang dem parametrischen Arbeiten zur Verfügung. So bietet etwa in der Rhino/Grasshopper Umgebung das Plug-In Karamba, entwickelt von Clemens Preisinger in Kooperation mit Bollinger+Grohmann, ein Bemessungstool für Stab- und Flächentragwerke, mit dem Veränderungen der Geometrie etc. in Echtzeit bearbeitet werden können. Die Verknüpfung des derzeitigem Standard-BIM-Prozesses mit parametrischen Werkzeugen wie Karamba ist ein Schlüssel zu einem interaktiven Gebäudemodell.

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.

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Bild 3.  Gedächtnis Modell – B+G

Die Bauteile eines Primärtragwerks sind meist mit einer relativ geringen Anzahl von Parametern zu erfassen. Grund hierfür ist, besonders im Massivbau, die große Homo­genität der verwendeten Materialien und vorhandenen Möglichkeiten der Oberflächenbeschaffenheit. Entscheidungen und Ergebnisse bei der Planung des Primärtragwerks sind daher meist auf eine kleine Gruppe von Anforderungen und Kriterien zusammen zu fassen. Andere Bauteilgruppen benötigen eine weitaus größere Anzahl an Parametern, begründete durch unterschiedliche Materialien und Verbindungsmittel und nicht zuletzt aufgrund verschiedener Anforderungen an das Bauteil.

Verzahnte Anforderungen – ein multikriterieller Prozess Als gutes Beispiel hierfür dienen Vorhangfassaden. Entwurf und Planung von Gebäudehüllen ist ein Multikriterien-Prozess. Meist bestehen Fassaden aus einem Mix an Materialien, wobei Aluminiumprofile, Verglasung und opake Paneele meist die Hauptbestandteile bilden. Schaut man etwas tiefer in die Konstruktion kommen weitere Details wie Abdichtungsebenen, Haltekonstruktionen oder Anschlusskonstruktionen zum Vorschein. Neben den vielen unterschiedlichen konstruktiven Aufgaben gilt es, die äußeren Anforderungen adäquat zu lösen. Dabei reihen sich neben grundsätzliche Themen wie Witterungsschutz und Sicherheit für Leib und Leben noch weitere Anforderungen an. So legt die EnEV für Gebäude bestimmte Mindest-Qualitäten, wie z. B. der sommerliche und winterliche Wärmeschutz fest. Einbruchschutz, Brandschutz, Absturzsicherung usw. sind nur einige weitere möglichen Anforderungen an eine Fassadenkonstruktion. Zwischen einigen

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Anforderungen bestehen direkte Abhängigkeiten, andere können sich auch diametral zueinander verhalten. So ist z. B. eine hohe Ausnutzung von Tageslicht meist mit Problemstellungen im sommerlichen Wärmeschutz verbunden. Durch das große Feld an zu bedienenden Themengebieten einer Fassade muss eine Gewichtung der Anforderungen stattfinden. Neben unveränderlichen Vorgaben stehen solche, die durch die Vorgaben gewählte Ausführung mit definiert werden. Diese weichen Anforderungen stellen einen Spielraum in der Ausführung da, der selten in einer klassischen Planung nachvollziehbar ist. In interaktiven BIM-Modellen lassen sich am Beispiel der Fassadenkonstruktion die Anforderungen als verzahnte Stellschrauben beschreiben, die im Planungsprozess das Anpassen und Verändern von einzelnen Eigenschaften zulassen und die Auswirkungen auf Zwischen einigen Anforderungen bestehen damit verbundene Fak- direkte Abhängigkeiten, andere können toren abbilden. Wird sich auch diametral zueinander verhalten. z. B. der Glasaufbau, So ist z. B. eine hohe Ausnutzung von Taund damit verbunden geslicht meist mit Problemstellungen im das Scheibengewicht, sommerlichen Wärmeschutz verbunden. massiv verändert, können unter Umständen die Glashalterungen der bisher gewählten Lösung dieses Gewicht nicht bedienen. Das interaktive Modell liefert dazu den Hinweis und idealerweise auch mögliche alternative Lösungen. Das Gedächtnis in dieser Methode kann in der zen­ tralen Projektdatei eingepflegt sein. Eine Weiterführung in eine zentrale Elemente-Datenbank, die nicht ausschließlich die finalen Lösungen vorangegangener Projekte beinhaltet, sondern sich auch an jede sinnvolle Zwischenlö-


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sung „erinnert“, leistet darüber hinaus einen unermesslichen Beitrag zur Wissensgenerierung eines Büros. Je nach Bauteil könnten die entsprechenden Anforderungs-Werte aus Normen und Richtlinien in diese Datenbank mit implementiert werden. So können mögliche Planungsfehler bereits frühzeitig in der Bearbeitungsphase aufgezeigt und vermieden werden (Bild 3). Durch diese Methode wird für alle Prozessbeteiligten die notwendige Transparenz in der Lösungsfindung erzeugt, die einen positiven Einfluss auf das oben beschriebene Sender-Empfänger-Verhältnis haben kann.

In der Praxis VIP Eingang der SAP Arena in Mannheim Die prinzipiellen Werkzeuge solcher Prozesse liefert uns bereits das parametrische Arbeiten. Ein variantenreiches Arbeiten ist hier die Praxis, ebenso das Vermischen und Kreuzen von Zwischenlösungen. Besonders generative Prozesse sorgen für das effiziente Erzeugen einer Vielzahl von Optionen. Bei den Wolkenpavillions des neuen VIPEingangs der SAP-Arena in Mannheim, eine freigeformte Stahl-Glaskonstruktion, wurden parametrische Prozesse mit BIM-Methoden gemeinsam verwendet. Von der Entwurfsphase bis zur Ausführung wurden die primären Bauteile, das primäre Stahltragwerk und die gebogene Glaskonstruktion, konsequent in 3D generiert, bemessen und geplant. Auch das Ausbalancieren der entsprechenden Anforderungen und das Variieren zwischen verschiedenen Optionen waren elementare Bestandteile des Prozesses. Der Entwurf der Architekten Meixner Schlüter Wendt aus Frankfurt ließ genügend Freiraum zu, um die Außenform hinsichtlich des Tragverhaltens und der Fertigungs­ parameter des Glases zu optimieren. Das Gesamtmodell mit allen strukturrelevanten Bauteilen und Randbedingungen führte auch zu einige Optionen mit andersartiger Gewichtung der Parameter, die erst mit Beginn der Ausführungsplanung auf die schlussendliche Variante reduziert wurden. Trotz der Freiheiten bei der Geometrie gab es einige beeinflussende Randbedingungen wie z. B. die Anschlusspunkte an die Arena oder die Versorgungsleitungen, die mit den Fundamenten überbaut werden mussten. Diese Konstellation machte ein kontinuierliches Arbeiten in einem dreidimensionalen Datenmodell erforderlich. Geometrieänderungen konnten so schnell hinsichtlich ­ihres Einflusses auf die Glasstatik, die Fundamentposition in Abhängigkeit zu den Versorgungsleitungen etc. überprüft werden. Das parametrische Grundgerüst des 3D-Modells, gepaart mit den angehängten Anforderungen und Eigenschaften, erlaubte dem Planungsteam einen kontinuierlichen Bearbeitungsprozess zu generieren, bei dem nahezu in Echtzeit Aktionen und Reaktionen auf den Entwurf sichtbar wurden (Bild 4).

Bild 4.  Gesamtmodell VIP Eingang SAP-Arena, Mannheim – B+G   (Abb.: Bollinger + Grohmann)

Neben dem Bemessungsprozess und Fertigungsparametern innerhalb des digitalen Modelles wurden ebenso normative Themen wie z. B. Fertigungstoleranzen der gebogenen Verglasung als Attribute mit hinterlegt. Die digitale Planung fand auch nach der Vergabe an die Firma Arnold Friedrichsdorf ihre Fortsetzung. Der hohe Grad der Vorfertigung des Stahlbaus wurde durch eine 3D-Werkstattmodell und einer computergestützten Fertigung im Hause Arnold möglich. Die Bearbeitungskette aus parametrischen Prozessen, BIM-Methoden und CAM-Fertigung ermöglichte einen optimalen und transparenten interdisziplinären Prozess und garantierte die Umset- Das parametrische Grundgerüst des 3Dzung komplexer Aufga- Modells, gepaart mit den angehängten ben mit höchster Präzi- ­Anforderungen und Eigenschaften, erlaubte dem Planungsteam einen kontinuierlichen sion. Das Entwickeln ei- Bearbeitungsprozess zu generieren, bei gener Strukturen war dem nahezu in Echtzeit Aktionen und Reakschon immer ein ele- tionen auf den Entwurf sichtbar wurden. mentarer Bestandteil der Bürophilosophie von Bollinger + Grohmann. Eine digitale Bearbeitung mit parametrischen Werkzeugen und BIM-Methoden gehören folgerichtig seit Jahren zur Projektarbeit des Büros. Die Weiterentwicklung der bisherigen Objektdatenbank zu einer zentralen Elemente-Datenbank mit einem Gedächtnis wird nicht nur einen großen Mehrwert in einzelnen Projekten, sondern auch für das komplette Büro erzeugen. Kim Boris Löffler, Klaus Bollinger, Manfred Grohmann

www.bollinger-grohmann.com/de.

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BIM im Ingenieurbau

Tragwerksplanung mit BIM im Hochund Brückenbau Es herrscht weiterhin Aufbruchsstimmung in Sachen BIM. Doch der hiesigen Baubranche wird bei dieser Methode nach wie vor Zurückhaltung attestiert. Viele reden von BIM und wollen BIM anwenden, doch ist die Anwendung derzeit leider eher Ausnahme als Standard. Während die Gründe hierfür nur zu vermuten sind, scheint es doch offensichtlich, dass die in Deutschland verbreitete Arbeitsweise mittels unterschiedlicher Fachplaner innerhalb wirtschaftlich losgelöster Vertragsgrundlagen (Projektsteuerung, Tragwerksplanung, Architektur, technische Gebäudeausrüstung, Elektroplanung, Baufirma etc.) die Einführung erschwert.

–i– BIM Status quo Die in Deutschland verbreitete Arbeitsweise mittels unterschiedlicher Fachplaner innerhalb wirtschaftlich losgelöster Vertragsgrundlagen (Projektsteuerung, Tragwerksplanung, Architektur, technische Gebäudeausrüstung, Elektroplanung, Baufirma etc.) erschwert die Einführung von BIM. Bekanntlich müssen für BIM alle Beteiligten in ihrer Arbeitsweise bereits zu Projektbeginn technologisch auf einem ähnlichen Stand sein. Erschwerend kommt in der Praxis hinzu, dass Die in Deutschland verbreitete ArbeitsFachplaner in der Plaweise mittels unterschiedlicher Fachplaner nung gerne ausgeinnerhalb wirtschaftlich losgelöster Vertauscht werden, z. B. tragsgrundlagen (Projektsteuerung, Tragnach dem Entwurf, wowerksplanung, Architektur, technische Gedurch mitunter BIMbäudeausrüstung, Elektroplanung, Baufirma fähige durch nicht etc.) erschwert die Einführung von BIM. BIM-fähige Partner ersetzt werden. Die Anwendung der BIM-Methode kann somit sogar während des Projekts nachträglich scheitern, wodurch sich ein wirtschaftliches Risiko für die Projektbeteiligten bei einer Anwendung von BIM ergibt. Im europäischen wie außereuropäischen Ausland erfolgt die Planung hingegen meist in vertraglich zusammengefassten Planungs­teams oder durch einen einzelnen Auftragnehmer. Die Einführung von BIM wird hierdurch er-

leichtert, da der gemeinschaftliche Mehrwert geteilt werden kann und ein größeres wirtschaftliches Interesse besteht, die Planungsbeteiligten BIM-fähig zu machen. Der dargestellte Trend zur Anwendung von BIM lässt sich mittels entsprechender Analysen von Google sowohl für den deutschen als auch den internationalen Markt sehr gut darstellen. Sowohl weltweit als auch in Deutschland ist seit 2004 eine stetige Zunahme der Suchanfrage BIM im Vergleich zu anderen baugetriebenen Begriffen, wie PPP (Public Private Partnership) oder LEED (Leadership in Energy and Environmental Design) zu verzeichnen, wobei die Suchanfragen bzw. der Zuwachs an Informationen zu BIM in Deutschland jedoch weniger stark ausfallen (siehe Bild 1).

– ii – Der Grundgedanke von BIM und dessen Auswirkungen In seinem Grundgedanken fordert BIM bekanntlich den konsequenten Austausch und die Bereitstellung aller relevanten Bauwerksinformationen innerhalb der Planung, des Baus und des Betriebs eines Gebäudes in einem gemeinschaftlich nutzbaren Format (Gebäudemodell). Zwar werden auch innerhalb der konventionellen Planung z. B. digitale Pläne und somit Bauwerksinformationen ausgetauscht, jedoch eben nicht in einem gemeinschaftlichen Modell und beschränkt auf wenige Bauwerksinformationen. Da die Informationen bei diesem Vorgehen nicht miteinander verknüpft sind, ist somit stets ein gewisser Arbeitsaufwand erforderlich, um die Informationen zwischen den Beteiligten zu homogenisieren. Andernfalls ergeben sich Planungsfehler oder es sind Doppelarbeiten aufgrund unterschiedlicher Planungsstände erforderlich. Für die Beteiligten gilt es, die aus BIM resultierenden Änderungen des digitalen kooperativen Arbeitens zu nutzen und einen Mehrwert zu erzielen. Für Für die Tragwerksplanung liegt eine ganz die Tragwerksplanung wesentliche Änderung darin, dass die liegt eine ganz wesentli­Geometrie des Bauwerks als grundlegende che Änderung darin, ­Gebäudeinformation dreidimensional in dass die Geometrie des ­einem Modell erfasst wird. Bauwerks als grundlegende Gebäudeinformation dreidimensional in einem Modell erfasst wird. Diese objektbasierte Konstruktionsmethode wird nachfolgend erläutert.

– iii – Objektbasierte Konstruktion in 3D

Bild 1.  Entwicklung der Suchanfragen für die Begriffe PPP, BIM und LEED auf Google nach [1] und [2]

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Bei der objektbasierten Konstruktion stellt jedes Bauelement (z. B. Decke, Stützen, Unterzüge) im Sinne der Objektmodellierung ein Objekt dar, welches einen Zustand, ein Verhalten sowie eine Identität besitzt [5]. Diese Begriffe


BIM im Ingenieurbau

Bild 2.  Objektbasierte parametrische Konstruktion einer Stütze (Zustände, Verhalten und Identität)

lassen sich sehr anschaulich für eine Stahlbetonstütze erläutern: Der Zustand weist der Stütze Parameter zu. Diese können z. B. Breite, Dicke, Betondeckung, und Betonfestigkeit sein. Unterschiedliche Parameter können für jede Stütze gewählt werden, um diese zu verändern. Durch die Beschreibung von Bauelementen anhand seiner Parameter wird die Konstruktion bei Tragwerken mit einer starken Anzahl geometrisch gleicher Objekte, wie sie insbesondere im Hochbau auftreten, erleichtert. Das Verhalten spiegelt die Intelligenz des Bauteils wider und ist besonders nützlich, um das Modell änderungstolerant zu gestalten. Das gewünschte Verhalten wird durch die logische Verknüpfung unterschiedlicher Objekte sowie deren Parameter erreicht. Für die Stahlbetonstütze wäre ein übliches Verhalten, dass die Stütze an der Oberkannte der unteren Decke beginnt und an der Unterkannte der oberen Decke endet. Somit kann die Lage der Decke verändert werden und die Stützengeometrie folgt dieser Änderung. Andere Verhaltensmöglichkeiten, wären identische Expositionsklassen, Betondeckungen und Betonfestigkeiten aller Stützen eines Querschnittstyps oder Geschosses. Es gilt also Verhaltensmuster zu vereinbaren, die die Logik der Konstruktion aufgreifen und das Konstruieren unterstützen. Die Identität dient dazu, ähnlich wie eine Positionsnummer im Positionsplan, die Stütze von anderen Stützen zu unterscheiden. Die beschriebenen Zusammenhänge sind in Bild 2 dargestellt. Grundlage der Tragwerksplanung bildet in BIM entsprechend das 3D-Modell der Konstruktion, welches ein realitätsgetreues Abbild des Bauwerks darstellt.

Das 3D-Modell kann weitergehend für andere Planungsprodukte wie Ausschreibungen, Kostenermittlungen und statische Berechnungen als Grundlage dienen. Gelingt ein annähernd lückenloser Austausch der Informationen zwischen Modell und den einzelnen Produkten, können Fehler in der Planung sehr stark reduziert werden. Zum Austausch dienen entsprechende für die Definition von Bauwerksinformationen optimierte Datenformate, wie das im Hochbau etablierte IFC-Format. Durch den Einsatz von BIM gewinnt die Berechnung mit dreidimensionalen Finite Elemente Modellen in der Tragwerksplanung an Attraktivität. Alle geometrischen Informationen sind in einem austauschbaren Format vorhanden und die statischen Berechnungsmodelle können zukünftig durch wenige Arbeitsschritte aufgebaut werden. Die entsprechende wirklichkeitsgetreue Nachbildung des Bauwerks in der Konstruktion und der statischen Berechnung zeigt Bild 3. Für den Tragwerksplaner bedeutet diese Berechnungsmethode, jedoch nicht nur eine Vereinfachung. Es ist zwingend erforderlich, sich mit den im 3D-Berechnungsmodell auftretenden Effekten (Stichwort: Einguss-Modell, Baufortschrittmodell) auseinanderzusetzen sowie deren Auswirkungen auf den Lastabtrag an Hand von Vergleichsrechnungen zu überprüfen und zu hinterfragen [6]. Nur hierdurch wird aus der scheinbaren Blackbox 3D ein hilf-

3D-Konstruktionsmodell

3D-Berechnungsmodell

– iv – Tragwerksplanung mit BIM Die in der Tragwerksplanung erforderlichen Ausführungsunterlagen (Entwurfspläne, Schalpläne, Rohbaupläne etc.) sind in der objektbasieren Konstruktion nur eine Ableitung aus dem 3D-Modell, welche durch Planableitung aus dem Konstruktionsmodell generiert werden. Der Aufwand bei der Erstellung eines Plans ist somit nicht mehr der Plan an sich, sondern die Schaffung eines virtuellen Abbilds des Bauwerks, aus dem sich Pläne ableiten lassen.

Bauwerk

Bild 3.  3D-Konstruktionsmodell, 3D-Berechnungsmodell und Bauwerk am Beispiel der Hochschule Ruhr West in Mülheim an der Ruhr

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BIM im Ingenieurbau

Bild 4.  Konstruktionsmodell im Vorentwurf zur Darstellung des Tragwerks

reiches Werkzeug, das die Auslegung optimierter und sicherer Tragwerke erlaubt. Für die Anwendung von BIM in der Tragwerksplanung stellen sich im Hochbau und Brückenbau unterschiedliche Anforderungen an die Anwendung. Auf diese wird nachfolgend eingegangen.

–v– Anwendung von BIM im Hochbau

Konstruktion einer komplexen Rampenkonstruktion als zusammenhängendes Objekt mit geschwungenen Führungslinien und variabler Gefälleausbildung. Die interdisziplinäre Arbeit mit BIM ist zurzeit im Hochbau innerhalb Deutschlands leider noch die Ausnahme. Der Grund sind die bereits erläuterten unterschiedlichen Wissensstände der Projektbeteiligten. Sofern Projekte im Projektteam gemeinschaftlich mit BIM, im Sinne eines BIG BIM [7], bearbeitet werden sollen, ist es erforderlich, den BIM-Stand der Bewerber bei Angebot und Vergabe zu berücksichtigen. BIG BIM kann nur erfolgreich sein, wenn alle Beteiligten BIM in ähnlicher und ausreichender Tiefe beherrschen.

Eine ganz wesentliche Eigenschaft des Hochbaus im Vergleich zum Ingenieurbau ist die Konstruktion des Bauwerks anhand sehr vieler, geometrisch ähnlicher Bauelemente. Hier erzielt die objektbasierte Konstruktion ihre – vi – maximalen Vorteile und es können sehr schnell Bauwerksentwürfe sowie Modelle generiert werden, um die Konst- Anwendung von BIM im Brückenbau ruktion und den Entwurf anschaulich darzustellen. Ein beispielhaftes für eine Bewerbung erstelltes Modell zeigt Im Gegensatz zum Hochbau verändern sich im BrückenBild 4. Das Tragwerk mit seinen Decken, Stützen und Aus- bau die Grundlagen und Anforderungen an die Konstruksteifungselementen kann durch transparente Darstellungs- tionsmodelle. Während im Hochbau viele einzelne Bauteile (Stützen, Wände, Decken,…) in formen und mögliche Farbgebungen sehr anschaulich allen Projektbeteilig- Durch den Einsatz von BIM gewinnt die Be- einem vordefinierten Baufeld an Eberechnung mit dreidimensionalen Finite Elenen ausgerichtet und zusammengefügt ten erläutert werden. werden, ist es im Brückenbau hingegen Da die Parametrische Beschrei- mente Modellen in der Tragwerksplanung erforderlich, wenige Bauteile mit sehr bung der meisten Objekte vergleichs- an Attraktivität. Alle geometrischen Inforkomplexer Geometrie unter Einbezug weise einfache geometrische Formen (i. mationen sind in einem austauschbaren des Geländes und der BestandsinfraA. Zylinder, Quader, Flächen mit kons- Format vorhanden und die statischen Bestruktur zu konstruieren. Bei Brücken tanter Dicke) beinhaltet, sind im Hoch- rechnungsmodelle können zukünftig durch folgt der Überbau entsprechend der zubau digitale Austauschformate in Form wenige Arbeitsschritte aufgebaut werden. grunde gelegten Trassierung der Verdes IFC vorhanden und können genutzt werden. Die BIM-Planung ist jedoch nicht auf die kehrsplanung sowie den Anforderungen und Randbedin3D-Konstrutkion von geometrisch einfachen Formen be- gungen aus dem Bestand (Mindestabstände, Lichtraumschränkt und kann auch für komplexere Geometrien ver- profile, …). Eine prinzipielle Vorgehensweise bei der Konstruktion ist [8] zu entnehmen. wendet werden. Für diese gestaltet sich ein Austausch in offenen Formaten jedoch schwieriger. Dennoch erleichtern Bei innerstädtischen Brückenbauwerken mit FahrbahnaufSie die Planung sowie den Bau komplexer Bauwerke, da das Objekt zusätzlich zum Plan auch dreidimensional weitungen, variablen Konstruktionsquerschnitten und überprüft und betrachtet werden kann. Bild 5 zeigt die Kreuzungsbauwerken, müssen die bekannten Methoden

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BIM im Ingenieurbau

Bild 5a. Konstruktionsmodell ­einer gekrümmten Rampe …

Bild 5b.  … und abgeleitete Schalplanung.

angepasst und erweitert werden. Anhand des nachfolgenden Beispiels (Bild 6) sollen die hierzu notwendigen Lösungen aufgezeigt werden. Im Bereich von Aufweitungen reicht die Gradiente als einzige Führungskurve für die Extrusion der Querschnittsskizzen nicht mehr aus. Als Lösungsansatz wurden die beiden Fahrbahnränder als zusätzliche Führungskurven aus dem Trassierungsmodell abgerufen und in die Querschnittsskizze so eingebunden, dass der parametrische Brückenquerschnitt ihnen bei der Extrusion folgt. Die Extrusionsfunktion muss damit variabel sein und brücken­ oberseitig drei Kurven folgen, während die tragende Kon­ struktion (hier: mehrstegiger Plattenbalken) nach anderen, tragwerksplanerischen Gesichtspunkten parametrisch definiert wird (z. B. lineare Aufweitung oder polygonaler Verlauf).

Die zusätzlichen Raumkurven für die Fahrbahnränder sind im Unterschied zur Gradiente nicht mehr durch mathematische Einzelfunktionen erfassbar, sondern können nur als Raumkurve aus dem Trassierungsmodell direkt übertragen werden, damit sie im Sinne des einheitlichen Datenmodells deckungsgleich sind. Idealerweise werden diese Kurven durch eine hinreichende Anzahl an Punkten (Abstand < 1 m auf der Kurve) in das Konstruktionsmodell übertragen und mithilfe einer Durchgangskurve (Spline) konstruiert. Die Qualität der Führungskurven ist entscheidend für die Genauigkeit der gesamten Konstruktion. Die Konstruktion komplexer Geometrien ist nur so gut, wie die zugrunde liegenden Kurven. Eine variable Konstruktion für Aufweitungen stößt im Kreuzungsbereich an ihre Grenze, da hier mehr als zwei Endquerschnitte zusammentreffen und die Aufweitung

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BIM im Ingenieurbau

Bild 6.  Konstruktionsmodell einer Spannbeton- bzw. Stahlverbundbrücke inklusive Fahrbahnaufweitungen und Kreuzungsbereich   (Abb.: Schüßler-Plan)

eine Richtungsänderung von 90° oder mehr erfährt. Weiterhin müssen die unterschiedlichen Gefällesituationen der Oberseite so konstruiert werden, dass sie den Anforderungen der Entwässerung der jeweiligen Richtung des Kreuzungsbauwerks genügen. Als Lösung wurde für diese neue Aufgabenstellung ein anderes Konstruktionsprinzip gewählt, bei dem zunächst die Oberfläche des Kreuzungsbereichs aus der Trassierungsplanung in Form von Graten, Kehlen und den drei Führungskurven übertragen und dann durch einzelne Freiformflächen zu einer Oberfläche verbunden werden. Die Stetigkeit der Fläche muss an den echten Kanten (Graten und Kehlen) nicht erfüllt sein, sollte aber bei sonstigen Flächenübergängen mindestens zweifach stetig differenzierbar (G2) konstruiert werden. Im nächsten Schritt wurden die Unterseite und die Seitenflächen des Überbauquerschnitts nach den Erfordernissen der Tragwerksplanung als Stahlverbundquerschnitt mit geschweißten Hohlkästen konstruiert und ebenfalls durch frei geformte Oberflächen dargestellt. Sobald die gemeinsamen Kanten der Freiformflächen auf der Ober- und Unterseite innerhalb der gewählten Toleranz deckungsgleich verlaufen, kann der geometrisch hochkomplexe Körper im Kreuzungsbereich extrudiert und in das 3D-Kon­ struktionsmodell assoziativ integriert werden. Die entscheidenden Vorteile der 3D-Konstruktion bleiben mit den beschriebenen Lösungsansätzen erhalten: Die Konstruktion ist vollständig assoziativ und erfolgt bei Änderung der Trassierung durch Austausch der drei Führungskurven sowohl in Aufweitungs- als auch in Kreuzungsbereichen mit variablen Querschnitten automatisch. Ebenso werden alle gesetzten Randbedingungen (Lichträume, Mindestabstände zu Bestand) geändert und kontrolliert. Nur so wird auch die Massenermittlung automatisch angepasst. Generell bleibt festzuhalten, dass zurzeit ein einheitliches Datenaustauschformat im Brückenbau noch nicht verfügbar ist [9]. Allerdings ist dies für die Planung auch von deutlich geringerem Interesse als im Hochbau, da nur wenige Partner beteiligt sind und die Tragwerks- sowie die Objektplanung meist bei einem Auftragnehmer angesiedelt sind. Somit müssen nur wenige Schnittstellen bedient werden, welche sich eher auf allgemeine Daten, z. B. Verkehrs-

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führung, beschränken. Für die Planung könnte sich BIM daher aus technischer Sicht recht zügig durchsetzen. Insbesondere in den nachfolgenden Bau- und Betriebsphasen der Bauwerke könnte sich BIM noch wesentlich stärker rentieren als im Hochbau [7]. Die dreidimensionale Planung des Brückenbauwerks mit seinen Bauelementen lädt förmlich dazu ein, in einem hierauf aufbauenden Modell die Bauwerksüberwachung und Instandhaltungsmaßnahmen zu kontrollieren. Schäden können Bauteilen zugeordnet, geometrisch exakt dargestellt sowie in ihrer historischen Entwicklung dokumentiert werden. Dokumentation und Zustandserfassung werden hierdurch wesentliche einfacher und die Informationen zum Zustand des Bauwerks sehr anschaulich verfügbar.

– vii – Fazit und Ausblick Die Entwicklung von BIM als interdisziplinäres und integrales Planungsinstrument erfährt im Hoch- und Brückenbau eine bis dato nicht dagewesene Attraktivität. Für die erfolgreiche Anwendung und Integration von BIM in der Tragwerksplanung ist es erforderlich, sich mit den Auswirkungen vom BIM auseinanderzusetzen. Eine ganz wesentliche Änderung ist hierbei die Kon­ struktion innerhalb eines 3D-Modells, welches die ursprüngliche 2D-Planung ersetzt. Das Modell stellt hierbei ein realitätsgetreues Abbild des Bauwerks dar, welches mit einer Vielzahl möglicher Informationen angereichert werden kann. Dieses Modell sowie die integrierten Informa­tionen gilt es, sowohl in der Tragwerksplanung als auch zwischen den Planungspartnern zu nutzen und mit den üblichen Produkten der Planung zu verknüpfen (u. A. Leistungsverzeichnis, FE-Modelle, Bauabläufe, Kostenermittlung etc.). In der Tragwerksplanung wird die räumliche Statik zukünftig an Attraktivität gewinnen, da die Erstellung des 3D-Berechnungsmodells aus dem 3D-Konstruktionsmodell zukünftig durch nur wenige Arbeitsschritte erfolgen kann. Daher ist es erforderlich, sich mit den Konsequenzen und Eigenschaften der räumlichen Tragwerksmodellierung kritisch auseinanderzusetzen, um sichere und optimierte Tragwerke zu entwerfen.


BIM im Ingenieurbau

Für den Hochbau und Brückenbau erfordert die Anwendung von BIM zurzeit unterschiedliche Entwicklungsschritte. Im Hochbau ist BIM als LITTLE BIM einsatzbereit und auch technologisch sind etliche Fachplaner in der Lage, interdisziplinär mit BIM im Sinne eines BIG BIM zu arbeiten. Jedoch ist die interdisziplinäre Zusammenarbeit von BIM-fähigen Projektpartnern abhängig. Diese Konstellation ist im Projektalltag vergleichsweise selten gegeben, weswegen die interdisziplinare Anwendung momentan nur vereinzelt vorkommt. Durch die vermehrte Umschulung von Planungsbüros auf BIM sollte sich diese Situation jedoch zukünftig ändern. Im Brückenbau wird BIM lediglich vereinzelt eingesetzt. Die Anwendung erfolgt wenn überhaupt nur als LITTLE BIM und ist auf den Teilbereich der Tragwerksplanung beschränkt. Für eine zukünftige Anwendung von BIM im Bereich des Brückenbaus gilt es, vorab Austauschformate zu definieren, welche die objektbasierte parametrische Konstruktion erlauben. Hierdurch sollte die Anwendung von BIM erleichtert und ein Austausch sowie zukünftige Nutzung der Konstruktionsmodelle für Betrieb und Instandhaltung ermöglicht werden.

uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/ file/61152/Government-Construction-Strategy_0.pdf. [2] Google-Trendanalyse Deutschland, Aufruf 10.07.2015: https://www.google.de/trends/explore#q=BIM%2C%20 PPP%2C%20LEED&geo=DE&cmpt=q&tz=Etc%2FGMT-2 [3] Google-Trendanalyse Weltweit, Aufruf 10.07.2015: https://www.google.de/trends/explore#q=BIM%2C%20 PPP%2C%20LEED&cmpt=q&tz=Etc%2FGMT-2 [4] Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur: Reformkomission Bau von Großprojekten – Endbericht [5] H. Balzert: Lehrbuch der Objektmodellierung: Analyse und Entwurf. Spektrum Akademischer Verlag Berlin, Heidelberg 1999, ISBN 3-8274-0285-9. [6] M. Nöldgen, K. Zilleßen, I. Müllers, T. Hehle: Einsatz von BIM im Hochbau – Effekte auf die Tragwerksplanung, Bautechnik, Heft 4, Ernst & Sohn, April, 2014. [7] Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung: BIMLeitfaden für Deutschland, Aktenzeichen.: 10.08.17.7–12.08, 2013. [8] Günthner W. A., Borrmann, A. (Hrsg.): Die Digitale Baustelle-innovativer Planen, effizienter Ausführen, Springer Verlag 2011 [9] IFC Briges, 2007

Andreas Bach, Pieter Moerland, Sabine Siepmann, Schüßler-Plan Ingenieurgesellschaft mbH, Markus Nöldgen TH Köln

Literatur [1] Cabinet Office: Government Construction Strategy, May 2011, URL (letzter Aufruf: 24.08.2015): https://www.gov.

www.schuessler-plan.de

Alleskönner.

BUILD

FINANCE

BIM, BUILD und FINANCE. Kaufmännisch-technische Software-Lösungen für alle Bauprozesse aus einer Hand. NEVARIS. Sicher. Modular. Einfach. BIM

Unser Name ist Programm: NEMETSCHEK Bausoftware GmbH heißt jetzt NEVARIS Bausoftware GmbH.

www.nevaris.com

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BIM und die Hersteller

Welche Musik spielen die Hersteller von Bau- und Einrichtungsprodukten im BIM-Konzert? Von der Frage, ob BIM Bürde oder Chance für die Bauprodukt-Hersteller auf den internationalen Märkten sei Allheilmittel oder Skepsis – das sind die derzeit gängigen Formen, in denen man dem Thema BIM hierzulande begegnet. Manche verteufeln die Idee gar und versuchen sie bisweilen auch zu sabotieren. Aber, der BIM Zug rollt mit immer höherer Geschwindigkeit. Obwohl es sicher noch die eine oder andere ­offene Frage zu klären gilt, ist es mittlerweile unumstritten, das die Digitalisierung des Bauwesens oder einfach nur BIM nicht mehr aufzuhalten ist und auch für alle Planungs- und Baubeteiligten Effizienzsteigerungen und andere Vorteile mit sich bringt. Selbst die Architekten, lange Zeit die Zögerer und Zauderer beim Thema, haben sich an der Gründung der „Planen Bauen 4.0, Gesellschaft zur Digitalisierung des Planens, Bauens und Betreibens mbH“ beteiligt. Diese Gesellschaft geht auf eine „Initiative aller relevanten Verbände und Kammerorganisationen der Wertschöpfungskette Planen, Bauen und Betreiben“ zurück. Soweit so schön und gut. Nur leider sind die Hersteller von Bau- und Einrichtungsprodukten noch nicht so richtig dabei. War vor einigen Jahren auf der Leitmesse BAU das Thema BIM im Wesentlichen auf die Halle C3, die „IT- und Softwarehalle“ und somit auf die Software-Branche selbst beschränkt, konnte man auf der BAU 2013 bereits bei einigen größeren Herstellern wie Schüco und Dorma BIM als Sonderthema finden. Auf der BAU 2015 war es nun bei vielen Baustoffherstellern ein wesentliches Gesprächsthema. Und weil viele sich fragten, was das letztendlich für sie als Produkthersteller bedeute, soll hier versucht werden, einige der drängendsten Fragen zu beantworten.

–i– Was ist eigentlich ein BIM Objekt? Ein BIM Objekt ist das digitale Abbild eines realen Produktes eines Herstellers von Bau-und Einrichtungsprodukten für die Verwendung in der Virtuellen Welt des Computers, d. h. im Zusammenhang mit dem BIM Prozess. Es ist nicht nur ein 3D CAD File. Es ist wesentlich mehr, ein bedeutender Teil des Objektes deckt das „I“ in BIM ab, also die Information. Das BIM Objekt besteht meist aus einem GeometrieTeil, aus strukturierten Daten und aus unstrukturierten Daten. Was hinter dem Geometrie-Teil steckt, ist selbsterklärend, nur sollte es in einem nativen Format des BIM Planungssystem sein, also im Objekt-Format für ArchiCAD, Revit, Vectorworks, etc. Neutrale Formate wie DWG, DXF oder IFC sind nur bedingt geeignet, da sie nie den vollen Funktionsumfang der Softwarelösung ausnutzen können. Und die Anwender wollen natürlich Objekte haben, die sich optimal innerhalb ihrer Softwarelösung verhalten (Bild 1).

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Bild 1.  Die wesentlichen Bestandteile eines BIM Objektes

Die nicht Strukturierten Daten sind herstellerspezi­ fische Fakten und Produkteigenschaften in verschiedensten Arten wie digitalen Prospekten, Datenblättern, Webseiten, Montageanleitungen etc. Natürlich werden die Dokumente nicht innerhalb eines Objektes gespeichert, aber ein Objekt kann durchaus die Bezüge oder URL-Links zu diesen Informationen enthalten. Die Strukturierten Daten sind Informationen und numerische Angaben zu einem Objekt, die bestimmten Vorgaben meist von öffentlicher Seite folgen und somit die Produkte verschiedener Hersteller vergleichbar machen sollen. Die Templates (PDT, product data template) werden z. B. in UK von Chartered Institution of Building Services Engineers (CIBSE) herausgegeben (http://www.cibse.org/ knowledge / bim-buildinginformation-modelling / productdata-templates/product-data-templates-(pdts)-faqs). In den Niederlanden heißt die Organisation 2BA (https:// www.2ba.nl/over-2ba/informatie/algemeen) und das Format basiert auf ETIM (http://www.etim-international.com). Der Produkthersteller füllt die Felder des entsprechenden Templates mit den jeweiligen Kennzahlen für seine Produkte aus. Dadurch erstellt er ein sogenanntes Product Data Sheet für seine Produktfamilie, das er den ausführenden Firmen zur Verfügung stellt. Somit erfüllt er einen wesentlichen Teil des Cobie Standards, der in UK ab April nächsten Jahres gefordert wird.

– ii – Was passiert, wenn ein Produkt in mehreren Ländern ­vertrieben wird? Das ist dann meist der Moment, in dem die BIM-Verantwortlichen der internationalen Hersteller graue Haare bekommen. Die Geometrie ist ja weitgehend gleich, manch-


BIM und die Hersteller

Bild 2. Produktreihe Ytong für verschiedene Märkte

mal verschiebt sich der Verbreitungsgrad der in den jeweiligen Ländern verwendeten BIM-Systeme etwas, aber das bedeutet nur, dass man eventuell noch andere File Formate benötigt. Die unstrukturierten Daten sind meist mehr oder weniger vorhanden. Interessant wird es jedoch bei den strukturierten Daten, die in jedem Land anders oder noch gar nicht vorhanden sind. Die angesprochene Stelle in UK ist CIBSE, in Niederlanden ist es 2BA, in Deutschland versuchen momentan der DIN und der VDI die Normierung nach vorne zu treiben. In Innsbruck gibt es Aktivitäten hierzu und natürlich auch an der ETH in Zürich. Für den Planer ist das keine große Sache; nur wenige Büros arbeiten überregional, also in verschiedenen Ländern, aber ein Unternehmen wie Xella, das seine Produkte unter dem Namen Ytong in über 30 verschiedenen Ländern anbietet, muss hier einen nicht unerheblichen Aufwand treiben, um diese Informationen bereitzustellen (Bild 2).

bezüglich Qualität und Kompatibilität nicht hinter den Objekten des Mitbewerbers zurückstehen, sonst landet dieser in den Plänen des Architekten. Hier gilt die alte Weisheit der Petri-Jünger „Der Wurm muss dem Fisch schmecken und nicht dem Fischer.“

– iv – Reicht es, wenn ich die BIM Objekte für meine Produkte auf meiner Webseite anbiete? Es gibt effektivere Möglichkeiten. Momentan birgt das Thema BIM für Produkthersteller noch nicht unerhebliche „First Mover Advantages“. D. h., zurzeit wird von den Anwendern der BIM-Lösungen alles, was den BIM Prozess unterstützt, als positiv aufgenommen. Mit vertretbarem

– iii – Kann man all diese Daten in ein File speichern? Sicher nicht, es handelt sich hierbei um größere Datenmengen, außerdem ergibt es wenig Sinn, die Informationen von 29 Ländern, die man nicht braucht, in jedem Projekt mitzuschleppen. Hier gibt es bessere Lösungen, wie etwa „BOPC“ von BIM Object – eine Cloud-Lösung, die genau dieses Problem löst. Dabei muss man immer im Auge behalten, dass es das eigentliche Ziel ist, sich als Hersteller möglichst frühzeitig mit seinen eigenen Produkten in die Planung einzuklinken, um später dann auch bei der Ausschreibung berücksichtigt zu werden. D. h. aber auch, das BIM Objekt sollte

Bild 3. Ein intelligentes BIM Objekt unterstützt Sprachen und Standards aus unterschiedlichen Märkten

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BIM und die Hersteller

Bild 4.  Kontrollierte Pflege und Wartung der digitalen Objekte durch Single Source Ansatz

Bild 5.  BIM Objekte generieren qualitativ hochwertige Leads und unter­ stützen die Interaktion zwischen Planern und Herstellern (Abb.: BIMObject)

Aufwand sind hier also über schnell wachsende Portale sehr gute Reichweiten und Marketing Effekte zu erzielen. Auf BIMobject z. B. sind bis heute mehr als 120.000 BIM-Anwender aus aller Welt registriert und können durch das Angebot der Produkte auf BIMobject.com leicht erreicht werden. Durch die in BIMobject enthaltenen CRM- und Sales-Tools können Hersteller auf einfache Weise eine kostengünstige Vertriebsunterstützung bekommen. Namhafte Unternehmen haben dadurch in etwas mehr als einem Jahr mehr als 60.000 Downloads ihrer Produkte und somit auch mehr als 60.000 Leads, bzw. Kundenkontakte bekommen (Bild 3). Da es sich bei dieser Art der Cloudlösungen nicht um einfache Downloadsites handelt, sondern um ContentManagement Systeme, lässt sich auch die Pflege der Daten und Informationen innerhalb einzelner Objekte auf einfache Weise realisieren (Bild 4). Die Hersteller von Bauprodukten sollten moderne Webtechnologien zur Distribution der digitalen Abbilder ihrer Produkte verwenden und es vermeiden, die Objekte auf möglichst viele Download-Seiten zu verteilen. Sonst werden im Falle eines Updates oder einer Änderung des Produktes die veralteten Daten immer wieder auftauchen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Standards in einigen Märkten noch im Entstehen sind, in anderen Märkten sind sie zwar vorhanden, jedoch meist noch nicht endgültig. Aber mit dem Termin April 2016 in UK ist ein Startschuss gesetzt und es wird immer wichtiger, die jeweiligen Anforderungen zu erfüllen. Ansonsten kann es tatsächlich zu Umsatzeinbußen in Märkten kommen. Jeder

Hersteller muss für sich selbst entscheiden, wie er das Thema jetzt angehen will (Bild 5):

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Ernst & Sohn Special 2015 · BIM – Building Information Modeling

–v– Tee trinken? Sollte man einstweilen noch abwarten und Tee trinken, das Thema ignorieren, bis die Standards definiert sind und zum Handeln zwingen? Oder sollte man sich lieber langsam mit dem Thema beschäftigen, aber noch keine wesentlichen Aktivitäten ergreifen oder Investments tätigen? Dem, der vor dieser Frage steht, wäre eher dazu zu raten, in BIM zu investieren und die Chancen mit den damit verbundenen „First Mover Advantages“ zu ergreifen. Es gibt viele Möglichkeiten, sich mit Hilfe von diversen Cloud-basierten Lösungen wie etwa der von BIMobject einen Vorsprung beim Vertrieb seiner Produkte im Zusammenhang mit dem BIM-Prozess zu sichern. Nur muss ein jeder jetzt für sich eine Entscheidung bezüglich der nächsten Schritte im eigenen Unternehmen treffen. Mit einer Einstellung getreu dem Motto des Münchner Kabarett-Genius’ Karl Valentin „Mögen hätt ich schon wollen, aber dürfen hab ich mich nicht getraut“, wird man keinen Blumentopf gewinnen, aber einige gute Marktchancen verpassen. Johannes Reischböck, COO BIMobject AB

www.bimobject.com


BIM und die Hersteller

BIM in Europa Erfolgsstory für europäische Wandbaustoffhersteller? Der Artikel beleuchtet die Bedeutung und die Chancen von BIM aus Sicht eines Wandbaustoffherstellers mit zahlreichen Werken in ganz Europa. Im Bereich der Wandbaustoffe gibt es zahlreiche Einflussfaktoren, die letztendlich über den Erfolg von BIM entscheiden können. Die Methode wird hierbei nicht grundsätzlich in Frage gestellt. Hürden und Barrieren werden jedoch zunächst bremsend wirken, bevor die Vorteile der Anwendung voll durchschlagen. Betrachtet man derzeit das Angebot der BIM-­ Lösungen, so finden sich hier nur recht wenige Angebote im Mauerwerksbau. Es ist daher unbedingt notwendig, den Anforderungen an zeitgemäße und effiziente Bauprojektabwicklungen auch im Mauerwerksbau zu entsprechen und die Transformation von einem historischen Baustoff zu modernen Multifunktionsbaustoffen zu gewährleisten. Bauen in Europa ist so vielseitig, dass man schwerlich einen gemeinsamen Nenner finden kann. Im Mauerwerksbau ist die Vielfältigkeit der Anwendung durch lokale, regionale und nationale Bautraditionen geprägt. Dazu kommen nationale und europäische Regelungen, die verlangen, dass sich Planer und Ausführende mit der Materie Mauerwerksbau vertraut machen. Mauerwerksprodukte lassen sich einerseits über Ihre fünf Kerneigenschaften im Bereich Tragfähigkeit, Wärmeschutz, Schallschutz, Brandschutz und Abmessungen betrachten. Andererseits auch im Zusammenspiel mit weiteren Produkten wie WärmedämmVerbundsysteme und Wandbekleidungen. Somit entstehen eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten, die bei der Baustoffauswahl zu berücksichtigen sind.

–i– Vielschichtigkeit Erfahrene Mitarbeiter von Baustoffherstellern beraten heute hochwertig, um bei den Baustoffentscheidern die optimale Lösung für die Bauaufgabe zu positionieren. Gleichzeitig ist das Angebot an Mauerwerksbaustoffen in Europa sehr heterogen. Im Markt tummeln sich viele lokale Hersteller mit nur wenigen Produktionswerken, aber auch multi­ nationale Anbieter mit industriellen Produktionsstandorten. Eine Vergleichbarkeit der Produkte wird bei modernen Mauerwerksbaustoffen immer schwerer. Hersteller setzen mehr und mehr auf Individualität um so wettbewerbstechnisch in der ersten Liga der Baustoffanbieter mitzuspielen. Die Möglichkeit, von normgeregelten Baustoffen durch Zulassungen und technische Bewertungen abzuweichen, eröffnet ein weiteres Feld, sich zu individualisieren und vom Wettbewerb zu differenzieren. Auch die lokal vorhandenen Rohstoffangebote, aus dem die Mauerwerksbaustoffe hergestellt werden, sorgen für eine weitere Dimension in der Differenzierung gegenüber Produkten, die in ganz Europa mit gleichen Spezifikationen hergestellt werden können. Weiter geht es auf der Seite der Anwender. Bauen ist in Europa sowohl von großen Baukonzernen als auch von

Kleinunternehmen geprägt. Es werden die unterschiedlichsten Mauerwerksprodukte verarbeitet. Dazwischen steht noch der Vertrieb, der recht weit aufgestellt ist. Sowohl der Direktvertrieb bis hin zum mehrstufigen Vertrieb über den Baustoffhandel prägen das Geschäft in Europa. Diese Vielschichtigkeit im Bereich der Mauerwerksprodukte führt mitunter zu Fehlern in der Auswahl und Anwendung. War früher ein Backstein ein Backstein, so grenzen sich heute Produkte bereits in kleinen aber entscheidenden Nuancen voneinander ab. Daher sind die Beteiligten auf alle vorhanden Informationen zu den Mauer­werks­ baustoffen angewiesen, so dass mögliche Alternativen ausgewählt werden können. Die nächste entscheidende Variable wird durch BIM erzeugt. Die elektronische Datenverarbeitung mit den unterschiedlichen Softwarepaketen und Datenformaten bedarf einer intelligenten Struktur, damit die Da- Diese Vielschichtigkeit im Bereich der ten nicht manuell ge- Mauerwerksprodukte führt mitunter zu pflegt werden müssen. ­Fehlern in der Auswahl und Anwendung. Somit werden elektro- War früher ein Backstein ein Backstein, nische Produktkataloge so grenzen sich heute Produkte bereits in benötigt, die für alle kleinen aber entscheidenden Nuancen Anwendungen die Da- voneinander ab. ten in einem Pool bereitstellen und tagesaktuell gepflegt werden können. Auf diese Daten greifen dann Softwarelösungen zurück und verarbeiten die einzelnen Informationen weiter. Sehr gute Ansätze zu neutralen Systemen wie dem IFC Standard und erste Plattformanbieter, wie beispielsweise bimobject, ebnen hier den Weg zu einem unkomplizierteren Datenaustausch – ganz im Gegensatz zu früheren Software-Insellösungen.

– ii – Entwicklung muss stattfinden Vor diesen Hintergründen wird klar, warum der Mauerwerksbau in Sachen BIM derzeit noch nicht in der vordersten Reihe steht. Es ist aber klar, dass eine Entwicklung stattfinden muss. Ansonsten wird der Mauerwerkbau mit seinen hohen funktionalen Möglichkeiten und der recht einfachen Anwendung in Europa zurückgehen. Denn sobald Planer die vielfältigen Chancen der integrierten Planung mit BIM entdecken und Bauprojekte mehr und mehr mit dieser Methode abgewickelt werden, müssen alle Komponenten BIMready sein. Sind sie es nicht, werden sie durch andere Lösungen ersetzt und mittelfristig immer mehr an Bedeutung verlieren. Denn derzeit sind es vornehmlich noch größere Projekte, die mit BIM geplant werden. Doch innovative Planer wenden diese Systematik auch schon für Einfamilienhäuser an und wenden sich somit einem Massenmarkt zu. In den kommenden Jahren wird es daher, aber auch durch internationale wie natio-

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BIM und die Hersteller

nale Normungsaktivitäten, zu einer steigenden Anwendung der Methodik kommen. Baustoffhersteller sollten sich daher bereits heute auf die Digitalisierung im Bauwesen einstellen.

– iii – Strategische Vorüberlegungen führen zum Erfolg Ist BIM von heute auf morgen für einen Hersteller möglich? Ganz klare Antwort: Nein! Entscheidet sich ein Hersteller, sein Produktangebot BIM-fähig zu machen, bedarf es einer Strategie und vielen Vorarbeiten. Ein Hersteller sollte sich darüber Gedanken machen, in welcher Form er seine Produkte präsentieren will. Der Anwender muss dabei im Fokus stehen. Er Durch die höhere Komplexität wird zukünfist in der digitalen Welt tig die Markenauswahl eines Baustoffes der erste, der mit den mehr in die Hand der Planer gelegt und Produktdaten in Kongleichzeitig aus der Hand des Ausführentakt kommt. Für das den genommen. Dies bedeutet dann auch Mauerwerk gibt es hier für Hersteller in einigen Fällen ein Umdenvielfältige Möglichkeiken in Vertriebsaktivitäten, die sich immer ten. Diese reichen von mehr in der digitalen Welt abspielen. einem einfachen Volumenmodell bis hin zu einer Wandelementierung. Es können dann detaillierte Lösungen mit zugehörigen Ergänzungsprodukten angeboten werden, die sonst auch schon mal in der Planung und damit auch im weiteren Verlauf in der Kalkulation vergessen werden. Dann heißt es häufig „SOS“ – „solved on site“, was neben Kostensteigerungen auch einen Zeitverzug bedeuten kann und die Effizienz von Bauprojekten schmälert. Hersteller können ihre Mehrwerte der einzelnen Pro-

dukte platzieren und somit zur positiven Entscheidungsfindung des Baustoffes beitragen. Sie müssen sich auch ein Bild darüber machen, wie sie ihre Produkte digital nutzbar machen. Und wer diese Informationen in welchem Zusammenhang nutzt. Hier zeigt sich, dass die vorher genannten Hintergründe eine hohe Hürde darstellen können. Die zielgerichtete Informationen für BIM-Modelle bieten Mehrwerte für den Planer wie Ausführenden. Planer haben die technischen Daten immer aktuell zur Hand und wählen aus dem vielseitigen Angebot eines Herstellers den für die Baumaßnahme passenden Baustoff aus. Ausführende haben genauere Angaben zu den benötigten Mengen und können anhand der Modelle Aufwendungen genauer abschätzen und damit wirtschaftliche Angebote abgeben. Durch die höhere Komplexität wird zukünftig die Markenauswahl eines Baustoffes mehr in die Hand der Planer gelegt und gleichzeitig aus der Hand des Ausführenden genommen. Dies bedeutet dann auch für Hersteller in einigen Fällen ein Umdenken in Vertriebsaktivitäten, die sich immer mehr in der digitalen Welt abspielen. Digitale Objektberatungen anhand der BIMModelle werden zukünftig bereits in einem frühen Planungsstadium zum Alltag gehören. Und neben klassischen Produktkatalogen werden digitale Produktplattforminformationen das Tagesgeschäft bereichern. Hier wird sich zeigen, dass Baustoffhersteller, die in der digitalen Welt zuhause sind, ihre Produkte im frühen Projektstadium platzieren können und die Austauschbarkeit deutlich minimiert wird. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass damit bereits heute ein Wettrennen um die digitale Präsenz in der BIM-Welt für die Baustoffhersteller aller Art und Größe begonnen hat und jeder seinen Platz finden muss und wird.

Die Plattformen müssen herstellerunabhängig die Eigenschaften der Produkte bereitstellen und beispielsweise für Mauerwerksbaustoffe den Rahmen vor geben, welche Charakteristika einzupflegen sind, damit alle Arten von Mauerwerk in ganz Europa erfasst werden können

Bild 1. Webbasierter markenbezogener digitaler Herstellerkatalog

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Ernst & Sohn Special 2015 · BIM – Building Information Modeling


BIM und die Hersteller

Bild 2.  Aus Volumenmodellen werden …

Bild 3.  … detaillierte Wandelementierungen

Die Positionierung der Baustoffe führt aber auch dazu, dass sich nachgelagerte Vertriebsprozesse der digitalen Entwicklung anpassen müssen und ganz neue Situa­ tionen entstehen können. Im mehrstufigen Vertrieb über den Baustoffhandel können sich altbewährte Verbindungen zu Lieferanten verändern und für eine zukünftige Abwicklung auch bisher kaum oder nicht vorhandene Lieferbeziehungen zwischen Hersteller und Händlern entstehen. Denkbar sind auch alternative Vertriebsmodelle. Dies wird aber immer von Herstellern im Gesamtzusammenhang des vorhandenen Vertriebsmodells zu betrachten sein. Und ein vollständiger Wandel wird sich nicht von heute auf morgen vollziehen.

– iv – Wie kann erreicht werden, dass sich BIM für Hersteller lohnt? BIM ermöglicht es, große Datenmengen strukturiert vorzuhalten. So können Wandbaustoffhersteller das umfangreiche und auf nationale Bedürfnisse abgestimmte Produktsortiment vollumfänglich darstellen. Dies ist auch schon alleine deshalb notwendig, da in Europa die harmonisierte Normung noch aussteht und jedes Land eigene Regeln zur Anwendung der Baustoffe hat. Aus Herstellersicht sind daher softwareunabhängige Plattformen für die Produktdaten und -eigenschaften wichtig, um wirtschaftlich die Bereitstellung der Basisproduktinformationen zu ermöglichen. Die Plattformen müssen herstellerunabhängig die Eigenschaften der Produkte bereitstellen und bei-

Bild 4.  Landesspezifische Produktinformationen für jeden einzelnen Stein

spielsweise für Mauerwerksbaustoffe den Rahmen vor geben, welche Charakteristika einzupflegen sind, damit alle Arten von Mauerwerk in ganz Europa erfasst werden können. Gerade durch die unterschiedlichen Betrachtungsweisen ist es für Hersteller wichtig, dass eine einfache Lösung zur Datenbereitstellung vorhanden ist. Ziel sollte es sein, dass allen Anbietern die Möglichkeit gegeben wird, ihre Produkte BIMready zu machen, um dann mindestens beschreibend in den verschiedenen Softwarelösungen enthalten zu sein. Aus diesen Plattformen sollten die spezialisierten Softwarelösungen sowohl den gesamten Datensatz herausnehmen und die relevanten Daten darin weiter verarbeiten. Weitergehende Dienstleistungen und das Es hilft nichts, wenn der Planungsprozess eigentliche Produkt sind gemäß BIM korrekt abläuft, aber die notdann softwarespezifisch zu wendigen Datengrundlagen nicht vorhanerstellen. So ist beispiels- den sind. Auch hier ist eine europäische weise eine Mauerwerks- Lösung anzustreben, so dass alle Länder Wandelementierung jeweils ein gleiches Verständnis haben und auf auf die Anforderungen ei- Grundlage dessen landesspezifische Ergänzungen vornehmen. ner Software und auf nationale Regelungen abzustimmen. Hier kann und muss dann jeder Hersteller eigene Wege gehen und Kunden diese Mehrwertlösungen zur Verfügung stellen.

–v– Schleppende Akzeptanz von BIM in einzelnen Ländern Traditionelle Planungsprozesse und der teils hohe Grad an Behäbigkeit im Bauwesen lassen die Akzeptanz von BIM in einigen Ländern nur zögerlich vorankommen. Die Angst vor einer höheren Transparenz in der Planung und Ausführung führt zu Barrieren, die abgebaut werden müssen. Die nationale Einführung von BIM in der Bauwirtschaft wird dazu einen Beitrag leisten. BIM wird nur dann erfolgreich sein, wenn sich alle Beteiligten in der Prozesskette einschließlich der vorgelagerten Lieferanten aktiv mit dem Thema auseinandersetzen. Es hilft nichts, wenn der Planungsprozess gemäß BIM korrekt abläuft, aber die notwendigen Datengrundlagen nicht vorhanden sind. Auch hier ist eine europäische Lösung anzustreben, so dass alle Länder ein gleiches Verständnis haben und auf Grundlage dessen landesspezifische Ergänzungen vorneh-

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BIM und die Hersteller

Bild 5. Technisch aktuelle Detail­ informationen zu den einzelnen Produkten (Abb.: Xella)

men. Die Rollenverteilung, rechtliche Rahmenbedingungen und die Aufgaben von allen Beteiligten müssen klar geregelt sein, damit Mehrwerte durch BIM gewonnen werden können. Mit einem gemeinsamen Verständnis zu BIM wird sich diese Methode dann für viele Bauwerke vom Hausbau bis hin zum Ingenieurbau durchsetzen und in den Ländern akzeptiert sein.

– vi – Lohnt sich BIM für alle Hersteller? Lohnt sich für Baustoffhersteller die Investition in BIM? Hier gilt es abzuwägen, wie und wann man BIM als eine Grundlage des Geschäfts sieht. Der wachsenden Nachfrage auf Seiten der Planer müssen Hersteller nachkommen und die digitalen Produktinformationen bereitstellen. Um Wildwuchs zu vermeiden, sollte es für die Baustoffhersteller Ziel sein, Daten zentral so bereitzustellen, dass Sie plattformunabhängig verwendet werden können. Ein Open-BIM Standard ist dafür die Voraussetzung, damit Hersteller mit überschaubarem Aufwand die Basisinformation zu ihren Produkten bereitstellen. Diese sollten mindestens die technischen Funktionalitäten der Baustoffe abdecken und in Softwarelösungen ohne großen zusätzlichen Aufwand durchgängig in allen Phasen eines Projektes vom Entwurf bis zum Rückbau verwendbar sein. Mittelfristig wird sich BIM, egal in welcher Definition und Tiefenausprägung, als Planungsmethode für Bauwerke etablieren. Damit wird deutlich, dass sich jeder zukunftsorientiere Hersteller der Thematik stellen und seine Produkte BIMready machen muss. Es bietet sich die „historische“ Chance, dass sich Hersteller branchenunabhängig auf Standards einigen und somit Kunden den Zugang zu ihren Produkten ermöglichen. Es wird sich herausstellen, dass sich die Beratung zukünftig mehr auf die Detailausführung an einem konkreten (digitalen) Objekt konzentrieren wird, als auf den Austausch von technischen Basisinformationen. Somit leistet BIM einen wichtigen Beitrag,

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dass die Qualität der Baustoffauswahl und die dazu passenden und aktuellen Daten für die Planung und Ausführung von Bauwerken zur Verfügung gestellt werden.

Fazit BIM ist eine geeignete Methode um Bauen in Europa effizienter als bisher zu gestalten. Allerdings müssen noch einige Weichen gestellt werden. Das gilt für die europäische Harmonisierung von Normen und Anwendungsregelungen ebenso wie für einheitliche Datenstandards und deren Verwendung bis hin zum Verständnis aller Es bietet sich die „historische“ Chance, Beteiligten in Baupro- dass sich Hersteller branchenunabhängig jekten. Bauprodukt- auf Standards einigen und somit Kunden den hersteller sollten eine Zugang zu ihren Produkten ermöglichen. Es Strategie entwerfen wird sich herausstellen, dass sich die Beraund entscheiden, wie tung zukünftig mehr auf die Detailausfühtief BIM verankert rung an einem konkreten (digitalen) Objekt werden soll. Die Positi- konzentrieren wird, als auf den Austausch onierung der eigenen von technischen Basisinformationen. Produkte in digitaler Form, die von BIM Softwarelösungen verwertet werden kann, ist in naher Zukunft unerlässlich. Es müssen Standards festgelegt werden, mit denen Baustoffhersteller ihre Produkte vermarktbar machen können. Zusätzliche Änderungen im Vertrieb von Produkten werden für Baustoffhersteller ebenfalls zu einer Herausforderung. Es gilt, dass auch der traditionelle Baustoffsektor zur Effizienzsteigerung beitragen kann. Die Aufwendungen hierfür sind, bei richtiger Herangehensweise, überschaubar. BIM wird die Zukunft des Bauens sein. Und Baustoffehrsteller wie Xella werden sich darauf einstellen. Markus Heße, Leiter internationales Produktmanagement, Xella International GmbH, Duisburg

www.xella.com


BIM und die Hersteller

Effiziente Baustellen-Unterstützung durch Lieferanten mittels BIM-Implementierung Vom wirklichen Mehrwert durch BIM über die gesamte Projektlaufzeit Für eine durchgängige und erfolgreiche Anwendung von BIM auf Bauprojekten ist es erforderlich, dass diese Methode in ­allen Phasen der Wertschöpfungskette und auch von jedem Projektbeteiligten berücksichtigt wird. In solch einer idealen Welt startet der BIM-Ansatz naturgemäß bereits in der frühen Planungsphase. In dieser ist auch gegenwärtig vor allem in den deutschsprachigen Ländern noch ein starker Fokus der BIM-Implementierung zu beobachten. Um allerdings das volle Potenzial von BIM effizient auszuschöpfen, muss die Implementierung auch auf die Bau- und Bewirtschaftungsphase der Projekte ausgeweitet werden. Dabei sollten nicht nur der Generalplaner beziehungsweise Generalunternehmer, sondern auch die Zulieferer in den Implementierungsprozess mit eingebunden werden. Hilti hat diese Bedeutung erkannt und sein Angebot dahingehend ausgerichtet, seine Kunden mittels eines durchgehenden Supports nicht nur in den verschiedenen Planungsphasen zu unterstützen. Das bedeutet, dass neben den reinen Vertriebsprodukten auch Software sowie entsprechende Services angeboten werden, die den Bauablauf nach dem BIM-Gedanken unterstützen. Erst durch diesen holistischen Ansatz können auch Lieferanten und damit nicht zuletzt die Bauausführenden und das Facility Management die Vorteile von BIM in allen Phasen besser nutzen.

–i– BIM bei Hilti

Das Unternehmen Hilti ist weltweit bekannt durch seine innovativen Produkte im Bereich von Werkzeugen sowie Brandschutz- und Befestigungslösungen. Hilti wurde 1941 in Schaan, Liechtenstein gegründet. Schon damals wurde im Vertrieb klar auf direkten Kundenkontakt gesetzt. Den Gründern war klar, dass es nur durch den Direktvertrieb möglich sein wird, Innovationen den Profis am Bau umfangreich und bei Bedarf auch im Detail vorzustellen und so die Vorteile und den Mehrwert der Produkte zu erläutern. Seit der Gründung versteht sich das Unternehmen als kompetenter Partner für Baubeteiligte und entwickelt daher immer wieder Lösungen, die durchgängig in der Prozesskette und im Bauablauf eingegliedert werden. Aus diesem Grund sieht man bei dem Hersteller auch im Thema BIM eine große Chance, die unterschiedlichen Baubeteiligten mittels eines holistischen und durchgehenden Ansatzes über die gesamte Projektlaufzeit zu unterstützen. Wie auch im allgemeinen Verständnis von BIM, sieht Hilti die eigentlichen Produkte nur als Teil, das durch ein integriertes und abgestimmtes Service-Portfolio unterstützt wird. Bei der Implementierung von BIM integriert das UnDer Trend hin zu BIM ist sowohl international als auch im ternehmen daher zusätzlich Software und Services. Mit deutschsprachigen Raum zu erkennen. Weltweite Umfrader Software stellt man in allen Projektgen zeigen deutlich, dass vor allem Bauphasen einfache Tools bereit, die sich herren, Planer aller Fachrichtungen In Zukunft müssen Hersteller nicht nur ihre zum einen in den integralen Planungsund Baufirmen einen deutlichen Mehrphysischen Produkte selbst, sondern auch prozess und zum anderen in die Digitawert bei der Verwendung von BIM se- die dazugehörigen virtuellen Produkte mit lisierung der Baustelle eingliedern. Wie hen[1], [2], [3]. Betrachtet man aber die entsprechenden Informationen und in entbeschrieben, sind die Tools nur ein BeMöglichkeiten und auch die zukünfti- sprechenden Formaten bereitstellen. Da­ standteil des Angebots. Weiterhin exisgen Entwicklungen, so zeigt sich, dass rauf müssen Hersteller mit einer Verändealle Prozessbeteiligten des Baus in den rung ihres bisherigen Angebotes reagieren, tieren auch abgestimmte Serviceleistungen, die eine BIM-Planung und AusfühBIM-Ansatz eingebunden werden müs- was aber auch potentielle Entwicklungsrung unterstützen. Erst durch das sen. Dies wird vor allem am englischen chancen für diese bedeutet. kombinierte Angebot im Bereich SoftBeispiel mit der Einführung von Proware und Services hat es der Hersteller duct Data Sheets [4] und auch in der österreichischen BIM-Norm [5] deutlich. In diesen Doku- geschafft, einen wirklichen Mehrwert von BIM über die gesamte Projektlaufzeit an den Kunden weiterzugeben. menten wird schon frühzeitig gefordert, dass bestimmte Informa­tionen, wie zum Beispiel grundlegende Herstellerdaten, technische Details und Wartungsangaben im digita– ii – len Prozess mitgeliefert werden. Dies stellt eine hohe ­Anforderung an Hersteller und Lieferanten von Baupro- Unterstützung der Planungsprozesse dukten, die bislang nur ansatzweise am BIM-Prozess teilgenommen haben. Aus diesem Grund müssen in Zukunft Durch die Verwendung von BIM gewinnt die PlanungsHersteller nicht nur ihre physischen Produkte selbst, son- phase sehr stark an Bedeutung. Allerdings müssen hier dern auch die dazugehörigen virtuellen Produkte mit ent- auch detaillierte Entscheidungen in einer früheren Projektsprechenden Informationen und in entsprechenden For- phase getroffen werden, die zu einer veränderten Arbeitsweise führen und damit nicht zuletzt zu einem Umdenkpromaten bereitstellen. Darauf müssen Hersteller mit einer Veränderung ihres bisherigen Angebotes reagieren, was zess bei beispielsweise Architekten und Ingenieuren führen wird. Dies bedeutet auch, dass deutlich mehr Einflussfaktoaber auch potentielle Entwicklungschancen für diese beren existieren, die die Komplexität steigern können. Um deutet.

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BIM und die Hersteller

Bild 1.  Beispiel von Rohrleistungsbefestigung und Brandschutz im BIM-Modell

diese Komplexität aufzulösen, bieten Hersteller und Lieferanten auch für die Planungsphase detaillierte Informationen und intelligente Tools zur Unterstützung an. Hilti hat für diesen Projektabschnitt unterschiedliche Software-Lösungen entwickelt und unterstützt damit die Planer bei Aufgaben der Detaillierung, wie etwa im Bereich der Haustechnik. Mit der Software PROFIS Installation [6] können Rohrleitungsbefestigungen ausgelegt werden, die anschließend über die entsprechenden Schnittstellen einfach in das digitale Gebäudemodell integriert werden können (Bild 1). Als weiteres Beispiel ist die Hilti BIM/CAD Library [7] aufzuführen, in der alle planungsrelevanten Produkte des Unternehmens in nahezu allen Formaten heruntergeladen und weiter verarDurch die Verbindung der Dokumentation beitet werden können. mit den Objekten kann auch in Zukunft eine Neben diesen Tools effiziente Arbeitsweise gewährleistet unterstützt man den ­werden, da das Suchen nach Dokumenten Planer auch schon in minimiert werden kann. dieser frühen Projektphase mit Services, wie z. B. einer technischen Beratung vor Ort. Schon jetzt können die Inge­nieure des Hauses mit dem Planer maßgeschneiderte Lösungen für komplexe Systeme entwickeln. Dies gibt dem Planer zum einen die Sicherheit für eine realisierbare Lösung und zum anderen auch einen Überblick über die Kosten. Bei der Erarbeitung der Lösungen werden nicht nur die reinen Materialkosten, sondern auch der Aufwand für die eigentliche Ausführung berücksichtigt. So kann der Planer eine lebenszyklusoptimierte Kostenanalyse entwickeln (Bild 2). Bei steigender Komplexität der Objekte kann dieser Service auch vom gesamten Projekt und nicht nur vom einzelnen Planer in Anspruch genommen werden. In diesem Fall unterstützt das Unternehmen das Projekt als eine Art „Fachplaner für Befestigungs-, Brandschutz- und Installationstechnik“. Dies bedeutet, dass gemeinsam mit dem Projektteam optimierte Lösungen erarbeitet werden. Hilti wird dabei als Projektbeteiligter wahrgenommen und somit in die Planungskoordination integriert. Das Projekt bekommt dadurch eine erheblich verbesserte Planungsund auch Ausführungssicherheit im Bereich der Befestigungstechnik, des Brandschutzes und der Montagetechnik von Rohrleitungen, die vorher nicht zu erreichen war.

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Bild 2.  Detaillierte technische Beratung von Hilti in der Planungsphase

– iii – Unterstützung der Bauprozesse Wie schon in der Planungsphase bietet das Unternehmen auch in der Ausführungsphase verschiedene Software und Services an. So stellt die BIM-to-Field-Lösung des Herstellers mittels der (Robotik-) Totalstation einen essentiellen Bestandteil dar, um die Planungs- und Projektdaten möglichst einfach auf die Baustelle zu transferieren. Durch die Integration von Hilti schon während der Planungsphase kann hier der Prozess der Datenaufbereitung entfallen und ein direkter Austausch mit der Totalstation genutzt werden. Daneben verwendet der Hersteller auch die Informationen aus dem BIM-Modell, um die Baustellenlogistik zu unterstützen. Mittels des BIM-Modells kann im Unternehmen genau ermittelt werden, welche Materialien auf der Baustelle in welchem Bauabschnitt benötigt werden. Diese können dann passgenau zugeschnitten und vorkonfektioniert werden. Bei Bedarf ist auch eine Vorfertigung möglich, so dass die Montagezeiten auf der Baustelle noch weiter optimiert werden können (Bild 3).

Bild 3.  Vorgefertigte Abhängung für komplexe Kabeltrassen


BIM Lösungen von Hilti

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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Dieses Angebot kann auch auf die zu verwendenden Werkzeuge erweitert werden. So unterstützt Hilti auch hier die Digitalisierung der Baustelle, in dem es die Software- und Hardwarelösungen zur Koordination aller Werkzeuge übernimmt. Für die Baustelle ist damit gewährleistet, dass sie zum einen eine optimierte Lösung für die Werkzeuge besitzt und so mögliche Ausfall- und Stillstandzeiten minimieren können. Zum anderen kann die Baustelle sehr einfach nachvollziehen, welche Geräte aktuell wo verwendet werden und wie ihr Status beispielsweise hinsichtlich Reparatur ist. All diese Services unterstützen die Baustelle dabei, das Lagermanagement der Baustelle zu optimieren [8].

– iv –

10/8/2014 2:15:00 PM

Bild 4.  Kontrolle der Online-Brandschutzdokumentation des Nach­ unternehmers (Fotos: Hilti)

Unterstützung der Dokumentation Für den Abschluss einer Baustelle können Lieferanten mittels BIM eine starke Unterstützung bereitstellen. Vor allem im Bereich der Dokumentation ist die Baustelle bestrebt, intelligente Lösungen zu verwenden. Während früher Dokumentationsinformationen auf Papier und in mehreren Ordnern abgelegt wurden, ist es mit BIM möglich, objektbzw. modellbasiert die Informationen zu speichern. Durch die Verbindung der Dokumentation mit den Objekten kann auch in Zukunft eine effiziente Arbeitsweise gewähr-

leistet werden, da das Suchen nach Dokumenten minimiert werden kann. Für diesen Ansatz hat der Hersteller ein Dokumentationstool im Bereich Brandschutz entwickelt. Es ermöglicht dem Nutzer, die korrekte Erstinstallation des Brandschutzes sowie mögliche Nachbelegungen im Laufe der Lebensdauer des Gebäudes aufzunehmen und mittels einer Fotodokumentation zu verifizieren. Dabei werden für jeden Durchbruch beziehungsweise jede installierte Brandschutzlösung die Informationen separat aufgenommen

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BIM und die Hersteller

und gespeichert. Dies ermöglicht schon bei der Abnahme einen eindeutigen Nachweis über die fachmännische Installation des Brandschutzes. Darüber hinaus ist so auch gewährleistet, dass zu jedem beliebigen späteren Zeitpunkt die Informationen ohne großen Aufwand nachvollzogen und aktualisiert werden können (Bild 4).

–v– Zusammenfassung Obwohl sich die Entwicklung von BIM in den letzten Jahren sehr stark auf den Planungsbereich und damit vor allem auf Planer und Planungsbeteiligte fokussiert hat, bietet BIM auch für Hersteller und Lieferanten ein großes Potential. So sind gerade sie es, die durch ihr Produkt-KnowHow schon während der Planungsphase optimierte Lösungen anbieten können. Weiterhin sind auch gerade die Hersteller und Lieferanten an einer Durchgängigkeit der Planung interessiert, um dann auch für die Baustelle den bestmöglichen Support zu erbringen. Mit diesem Artikel konnte aufgezeigt werden, wie das Unternehmen Hilti den BIM-Ansatz durchgängig in den verschiedenen Projektphasen unterstützt. So kann gerade hierdurch ein optimierter und umfassender Mehrwert für den Kunden generiert werden, da Optimierungen nicht nur phasenspezifisch, sondern projektspezifisch entwickelt werden. Weiterhin zeigt dieser Artikel auch auf, dass der BIM-Ansatz auf alle Projektbeteiligten angewendet wer-

den sollte, um eine möglichst effiziente Projektabwicklung zu gewährleisten.

Literatur [1] McGraw Hill Construction. The Business Value of BIM for Construction in Major Global Markets. s.l.: McGraw Hill, 2014. [2] The Business Value of BIM in North America. s.l. : McGraw Hill, 2012. [3] The Business Value of BIM for Owners. s.l. : McGraw Hill, 2014. [4] CIBSE. Product Data Templates. [Online] http://www.cibse. org/knowledge/bim-building-information-modelling/product-data-templates. [5] Austrian Standards. Building Information Modeling. [Online] https://www.austrian-standards.at/infopedia-themencenter/ infopedia-artikel/building-information-modeling-bim/. [6] Hilti. PROFIS Installation. [Online] https://www.hilti.de/ profis-installation. [7] BIM/CAD-Library. [Online] http://hilti.cadclick.com/. [8] Hilti ON!Track: https://www.hilti.de/on-track-software

Dr.-Ing. Oliver Geibig Head of Engineering Central Europe Dr. sc. Nils Krönert Global BIM Project Manager

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BIM – drei Buchstaben markieren den Paradigmenwechsel

Ernst & Sohn (Hrsg.) BIM – Building Information Modeling November 2014. 100 S. € 22,–* Bestell-Nr.: 2134-1411 Auch als erhältlich

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Der durch BIM markierte Paradigmenwechsel in der Bauwelt ist längst Realität. Nach dem erfolgreichen ersten bringt nun das zweite BIMSonderheft von Ernst & Sohn die neuesten Entwicklungen zu diesem eine Kulturrevolution auslösenden Thema – national wie international – zur Darstellung. Das Heft spiegelt in seinem Aufbau, wie facettenreich das Thema BIM derzeit in Deutschland und im Ausland ist. Und es zeigt, in gegenüber dem ersten Heft ausführlicheren Fachbeiträgen, die verschiedenen Sichtweisen von Ingenieuren, Architekten, Bauunternehmen, Messen und Politikern auf eine Technik, die nach Schätzungen des Bundesverbands Bausoftware binnen zehn Jahren bei 50 Prozent des gesamten Bauvolumens zum Einsatz kommen wird. Auch die Zahlen bezüglich des Einsparpotenzials bei Arbeitszeit, Geld und Ressourcen können sich mit derzeit geschätzten 20 Prozent sehen lassen. Lesen Sie über die neuesten BIM-Trends im In- und Ausland, über BIM in der Ausbildung, BIM im Einsatz, ob beim Neubau, beim Bauen im Bestand oder bei kleinen Projekten und erfahren Sie, wie sich dem BMVI die aktuelle BIM-Strategie für Deutschland darstellt.

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BIM und die Hersteller

Die BIMevolution Von Daten, Schnittstellen und der zukünftigen Zusammenarbeit zwischen ­Architekten, Planern und Metallbauern IT-gestützte Methoden wie das 2D- und 3D-Computer Aided Design (CAD) verändern den Arbeitsalltag im Bauwesen seit Jahrzehnten. Nachdem sich das Arbeiten mit 2D- oder 3D-CAD-Software in den Büros der Architekten, Planer und Metallbauer eta­ bliert hat, vollzieht sich aktuell eine Entwicklung hin zum BIM. Schüco als Anbieter von hochwertigen Fenster-, Tür- und Fassadensystemen aus Aluminium, Kunststoff und Stahl bietet seinen Partnern in Planungsbüros und Metallbaubetrieben seit langem umfassende, produktbegleitende IT-Services an. Der Beitrag erläutert die Möglichkeiten für Architekten, Planer und Metallbauer, diesen Wandel aktiv zu gestalten. Im Vordergrund stehen dabei die Angebote an umfangreichen digitalen Informationen zu den Schüco Systemkonstruktionen für die Gebäudehülle und deren Nutzen beim Entwerfen, Planen, Realisieren und Betreiben von Gebäuden. Die heute bestehenden Programmschnittstellen für einen effizienten Datenaustausch werden ebenfalls betrachtet.

einzelnen Profil- und Zubehörschnitten galt noch als Produktivitätsgewinn. Der nächste Baustein im Schüco Serviceangebot war eine CAD-Bibliothek von 2D-Schnitten mit zahlreichen Kombinationen von Profilen, Verglasungsdetails und Baukörperanschlüssen. Sie erleichtert seitdem das Arbeiten an Werk- und Detailplänen und trifft bis heute auf großes Interesse. Bei Schüco und bei vielen seiner weltweiten Partner sind die 2D-/3D-CAD-Produkte von Autodesk (AutoCAD, Inventor und Revit) im täglichen Einsatz. In einer aktuellen Studie des Innovationsnetzwerks FUCON 4.0 Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation (IAO) geben immerhin 80 % der Befragten unter Planern und Ausführenden an, die Planungsmethode BIM zu kennen. Als Anbieter produktbegleitender IT-Services kennt Schüco BIM seit mehr als 20 Jahren. Es hat in Deutschland relativ lange gedauert, bis die Konzepte fühGeschichte – Wo kommt BIM her? render Architektur-Software-Unternehmen in der Mitte der deutschen Bauwirtschaft angekommen sind. Der Weg Produkte und Services aus einer Hand gehören seit langem der „Industry Alliance for Interoperability“ (I.A.I.) aus eizum Schüco Markenkern. Schon 1972 starteten die ersten ner Ecke der Wiesbadener Messe „Architekten Computer IT-Angebote für die Partner des SysSysteme“ (ACS) über die unzähligen temanbieters, um das Arbeiten mit Pro- Im Ausland wird von deutschen Firmen Veranstaltungen des „buildingSMART dukten im Fensterbau mittels Olivetti häufig praktiziert, was hierzulande noch e.V.“ in die heutigen Titelzeilen der Tischrechner und Programmen für Kal- in Frage gestellt wird. Fachmagazine und zum Topthema auf kulation und Arbeitsvorbereitung zu Konferenzen und Messen, wie der erleichtern. Sinn und Zweck von „so aufwendigen und teu„BAU 2015“ in München, war länger als angenommen. ren“ Computerlösungen wurden damals von vielen Hand- Die 2015 gegründete „planen und bauen 4.0 GmbH“ wird werkern und Planern in Frage gestellt. mit den Aktivitäten beim DIN, beim VDI und bei den Die Anfänge von Schüco CAD-Lösungen für Pla­BIMiD Referenzprojekten den Fortschritt bei der BIMnungsarbeiten reichen in die 80er Jahre zurück. Das dama- Einführung in Deutschland deutlich beschleunigen. Da­lige deutsche 2D-CAD-Programm pc-draft und die einfabei spielt Deutschland längst eine wichtige Rolle, denn chen Schnitte von Profilen und Zubehörartikeln stießen Deutschland stellt viele innovative, international sehr eranfangs bei den Planern und Arbeitsvorbereitern auf Stau- folgreiche Player in allen Rollen: Bauherren, Architekten nen und gleichzeitig auf große Zurückhaltung. Noch domi- und Planer, Bauunternehmen, Zulieferer und Software-/ nierten die Zeichenbretter in den Planungsabteilungen. Daten-Unternehmen. Im Ausland wird von deutschen FirDen Umgang mit Tuschestift und Rasierklinge war man men häufig praktiziert, was hierzulande noch in Frage gegewohnt. Der Einsatz von transparenten Klebefolien mit stellt wird.

Bild 1.  Die BIM-Evolution

Bild 2.  2D-CAD-Bibliothek

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BIM und die Hersteller

Schüco pflegt eine partnerschaftliche Zusammenarbeit mit allen Projektbeteiligten, mit Investoren, Architekten und Ausführenden. Alle Beteiligten, die mit den Produkten in Berührung kommen, sollen die für sie relevanten Informationen einfach und schnell erhalten. Die Kunden des Systemanbieters sollen im Wettbewerb um die wirtschaftlichsten Angebote mit innovativen Produkten und adäquaten Serviceangeboten gestärkt werden. BIM-kompatible Planungsbausteine und Software-Schnittstellen ergänzen daher das Serviceangebot perfekt. Die ersten praktischen BIM-Aktivitäten liegen bei Schüco ca. 8 Jahre zurück. Architekten aus den USA und Planer aus Island fragten projektspezifische BIM-Daten an. Schüco war sehr interessiert und setzte diese Anforderungen um. Anfangs wurden vor allem Daten für Visualisierungen individuell für das jeweilige Projekt bereitgestellt. Im Lauf der Jahre gab es Anfragen aus ca. 15 Ländern, u. a. von Büros aus Großbritannien, den Niederlanden, aus Asien und Nordeuropa und vereinzelt von deutschen Architekten.

Angebote digitaler Informationen zu Schüco Systemlösungen 2014 bewogen Schüco die zahlreichen Anfragen von Architekten und Planern nach technischen BIM-Planungsdaten, die sie „BIM-kompatibel“ in ihren Projekten einsetzen wollten, mit einer ersten Auswahl von BIM-3D-Bauelementen zu starten. Seitdem wird eine große Vielfalt von 3D-Planungsbausteinen für die Programme Revit und ARCHICAD kostenlos auf der gewerkübergreifenden und herstellerneutralen Plattform BIMobject im Internet bereitgestellt. Diese BIM-Bauelemente enthalten 3D-Geometriedaten, Systeminformationen zum Produkt und die 2D-Schnitte. Die 3D-Geometriedaten unterstützen den Architekten bei seinem Entwurf. Sie geben einen realistischen Eindruck bei Visualisierungen für den Entwerfer und den Bauherrn. Die enthaltenen Konstruktionsdetails und Informationen be-

Bild 3.  Schüco 3D-Bauelemete

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schleunigen auch die Werk- und Detailplanung. Massenermittlungen und Bauteillisten lassen sich schnell und einfach erstellen. Parallel zum Sortiment des Systemanbieters wird das Angebot ständig aktualisiert und weiterentwickelt. Derzeit findet man neben dem Fassadenbaukasten sowie den dazu passenden Lichtdachkonstruktionen viele weitere BIM-3D-Bauelemente der Schüco Metallbau-Systeme für Fenster, Türen, Schiebeelemente und Elementfassaden inkl. passender Sonnenschutzlösungen. Die jüngsten Ergänzungen betrafen die auf der „BAU 2015“ vorgestellten Innovationen: Die Türen Schüco ADS 75 SimplySmart, die Panorama-Design-Fassade Schüco FWS 35 PD mit schlanken Ansichtsbreiten von 35 mm sowie das Fassadensystem Schüco FWS 60 CV (Concealed Vent) mit maximaler Transparenz durch die Verschmelzung von Flügel und Tragwerk, bei dem Festfelder und Öffnungselemente von außen nicht unterscheidbar sind.

Programmschnittstellen für einen effizienten Datenaustausch Schon früh gab es bei Schüco die Idee, die umfangreichen Informationen aus seiner Metallbau-Software SchüCal für einen projektspezifischen Austausch elementkonkreter BIM-Daten zu nutzen. So sollte der Aufwand für die mehrfache Datenerfassung gesenkt und die damit einhergehenden Risiken durch Übertragungsfehler vermieden werden. 2011 realisierte man eine bidirektionale Schnittstelle zwischen SchüCal und Autodesk Revit. Mittels eines kleinen Zusatzprogramms in Revit und einer SchüCal ImportSchnittstelle kann die mit der eindeutigen Element-ID verknüpfte Basisgeometrie als Ausgangspunkt für das detaillierte Ausarbeiten einer Fenster-, Tür- oder Fassadenposition benutzt werden. In der Regel geschieht das auf Basis der geplanten Lochmaße unter Berücksichtigung von Fugenmaßen. Der Metallbauer kann dem Architekten und Planer direkt die konkret ausgearbeiteten Elementinfor-


BIM und die Hersteller

Bild 4.  Bidirektionaler Datenaustausch zwischen Revit (links) und SchüCal (rechts)

mationen bereitstellen, die beim Import Dank der mitgeführten Element-ID automatisch den richtigen Bauelementen zugeordnet werden. Wird dieses Vorgehen konsequent und mehrfach praktiziert, erfolgt ein Nachführen der Modelle in einen „wie gebaut“-Status (as-built). Dies geschieht z. B. mittels Laser Scanning des realisierten Rohbaus, wie es etwa von niederländischen Generalunternehmern in Projekten mit dortigen Schüco Metallbaukunden praktiziert wurde. Auch die viel diskutierten Aspekte der Datenmengen und Modellgrößen hat man bei Schüco im Blick. Man verfolgt den Ansatz von verschiedenen Fachmodellen und einen Austausch mit individuell steuerbaren Datenumfängen. Schließlich sind für den Planer andere Informationen relevant als für den Ausführenden. Den Planer interessieren z. B. die U-Werte, den Bauleiter die Montagetermine. Der ausführende Metallbauer benötigt hingegen alle Details für die interne Logistik und Fertigung, beispielweise die vollständigen CNC-Daten. Die Austauschfunktionen wurden so implementiert, dass die Anwender auf allen Seiten die volle Kontrolle über den Datenfluss haben. Sowohl beim Export aus dem Gebäudemodell als auch beim Export auf Seiten von SchüCal hat der Anwender die Daten im Blick und kann entscheiden, was er dem jeweils anderen zu diesem Zeitpunkt liefern will. Derzeit werden 3D-Geometriedaten und Attribute zu den Elementeigenschaften (u. a. U-Wert, Liefertermin, Gewicht) für den Export angeboten. Beim Import der Elemente in das Revit-Gebäudemodell gibt es drei Optionen: Ein umfassendes, detailliertes Datenpaket mit komplexer 3D-Geometrie, eine reduzierte Datenmenge mit vereinfachter 3D-Geometrie (jeweils in Kombination mit den Attributen zu den Elementeigenschaften) oder nur die Attribute (z. B. nur die Liefertermine der Bauelemente für eine 4D-Planung). Um diesen effizienten, bidirektionalen Datenaustausch mit möglichst vielen Architektur- und Planungspro-

(Abb.: schueco.bimobject)

grammen weltweit zu ermöglichen, wird von SchüCal auch das neutrale IFC-Format IFC 2x3 mit den oben genannten Attributen zu den Elementeigenschaften bedient.

Ausblick und Fazit Viele Detailinformationen werden heute noch in einer dokumentenorientierten Arbeitsweise zusammengetragen und aufwendig verwaltet. Mit der Methode BIM geht das auch anders. Beispielsweise prüft Schüco derzeit mit anderen Firmen, wie die in SchüCal ermittelten spezifischen Daten über die Umweltauswirkungen der Schüco Bauelemente nicht nur in einem PDF-Dokument als Umweltproduktdeklaration (engl. Environmental Product Declaration, kurz EPD) ausgegeben werden, sondern auch als XML-Datensatz an eine geeignete Zertifizierungs-Software zur Weiterverarbeitung übergeben werden können. Bereits heute wenden viele Unternehmen intern oder in enger Kooperation mit Partnern BIM-Methoden an. Bei allen neuen Technologien und Methoden zeigen sich erfahrungsgemäß vergleichbare Diskussionen. Für Schüco ist es wichtig, beide Positionen zu akzeptieren, sowohl die der BIM-Enthusiasten und -Pragmatiker, als auch die der klassischen Planung mittels 2D-Schnittzeichnungen. Daher wird auch die 2D-Bibliothek auf absehbare Zeit auf einem aktuellen Stand gehalten werden. Das Planen und Arbeiten mit BIM-Daten wird sich jedoch mehr und mehr durchsetzen und weiterentwickeln. Schüco und seine Partner sind bereits heute sehr gut darauf vorbreitet. Dipl.-Ing. Christian Glatte, Schüco International KG, Bielefeld

www.schueco.de/bim

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BIM und die Hersteller

Möglichst realitätsgetreue Abbildung in der virtuellen Umgebung Virtuelle 3D-Produktmodelle von Tageslichtsystemen BIM wider die Planungsfehler – Mit der BIM-Methode lassen sich bekanntlich Gebäude in einer virtuellen Umgebung abbilden und deren gebäudetechnische Funktionen durch 3D-Modelle der integrierten Baukomponenten simulieren. Das große Plus: Planungsfehler lassen sich einfacher vermeiden – und damit die Risiken ungewollter Kostensteigerung reduzieren. Mit der Gebäudedaten-Modellierung in Form sogenannter BIM-Objekte lassen sich auch Oberlichter und RWA-Anlagen in die 3D-Planung einbinden. Voraussetzung ist allerdings, dass sich aussagekräftige und wertvolle Informationen für die Planung ableiten lassen. Vision und Wirklichkeit. Es ist inzwischen oft genug beschrieben: Dank BIM arbeiten alle beteiligten Akteure an einem gemeinsamen Planer und Architekten können im DesignProjektmodell und könprozess von Gebäuden vermehrt auf univernen digitale Daten in selle Bauteile und Komponenten aus den Echtzeit austauschen. Bibliotheken der CAD-Programme verzichDurch BIM soll eine erten und an deren Stelle mit BIM-Objekten höhte Planungs-, Terplanen und designen. min- und Kostensicherheit erreicht werden, was die Zusammenarbeit von Elektroingenieuren, Bauherren, Haustechnikern oder Statikern verbessert. Und das verheißt: Bauprojekte können künftig schneller und vor

allem mit reduzierten Kosten abgewickelt werden – auch bei einer Betrachtung des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes. Bis unterdessen diese Vision flächendeckend umgesetzt werden kann, führen zunächst Teillösungen auf diesen Weg. So können Planer und Architekten im Designprozess von Gebäuden vermehrt auf universelle Bauteile und Komponenten aus den Bibliotheken der CAD-Programme verzichten und an deren Stelle mit BIM-Objekten planen und designen. Immer mehr Produkthersteller stellen solche Objekte bereit, darunter auch der Tageslichtsystem-Hersteller LAMILUX. Das Unternehmen hat diesen Schritt zum Jahresbeginn 2015 vollzogen und erste BIM-Objekte über das Portal BIMobject® online zur Verfügung gestellt. Auf dieser herstellerunabhängigen Plattform werden neben den Tageslichtsystemen noch viele weitere Produkte und Komponenten für die Baubranche kostenlos im „BIM-Format“ angeboten.

Möglichkeiten und Herausforderungen Die sogenannten BIM-Objekte sind nicht nur reine 3D-Modelle, mit welchen sich z. B. Kollisionsanalysen durchführen lassen, sondern sie sind mit einer Vielzahl an Bild 1. BIM­Modell von RWA­ Anlagen bieten eine gute Kon­ trollmöglichkeit, um zu erken­ nen, welche Öffnungswinkel einzuplanen sind.

Bild 2. BIM­Modelle von Tageslichtsystemen werden für die CAD­Systeme „ArchiCAD“ und „Revit“ angeboten.

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BIM und die Hersteller

Bild 3.  Durch optisch ansprechende BIM-Modelle lassen sich Gebäude be­ reits in der Planungsphase realitätsnah abbilden. (Foto/Abb.: Lamilux)

Informationen, sogenannten Attributen, versehen – im einfachsten Fall eine Objektbezeichnung oder eine Positionsbeschreibung im geplanten Gebäude. Die eingebundenen Informationen können allerdings viel weitreichender sein. So sollen etwa Materialien, Brandverhalten, elektrische Leistungsdaten oder Wartungsintervalle hinterlegt werden, um automatische Auswertungen oder eine direkte Dokumentation für den späteren Betrieb des Gebäudes zu ermöglichen. Die Bauprodukthersteller stehen allerdings nicht nur vor der Herausforderung, ihr gesamtes Produkt- und Zubehörspektrum BIM-fähig abzubilden und für die Vielzahl an möglichen CAD-Systemen (ArchiCAD, Revit, AllPlan, SketchUp, u.v.a.m.) bereit zu stellen. Es gilt auch festzulegen, wie sie ihre Objekte aufbauen und welche Informationen sie in diese integrieren, ohne sie zu überfrachten. Eine weitere Herausforderung besteht in der geläufigen Tatsache, dass derzeit weder eine deutschlandweite oder länderübergreifende Regelung noch eine normierte Definition des Begriffs „BIM“ existiert.

Vorteile für Planer und Architekten Die beispielsweise von LAMILUX zur Verfügung gestellten BIM-Modelle sind zunächst mit den CAD-Systemen „ArchiCAD“ und „Revit“ kompatibel und können direkt importiert werden. Alle Modelle sind parametrisch aufgebaut und verfügen über umfangreiche Detailinforma­ tionen. Über Drop-down-Menüs lassen sich Abmessungen, Verglasungsarten und Öffnungsvarianten, etwa RWAFunktion oder Lüftung, auswählen, woraufhin sich das Modell automatisch im CAD-Programm anpasst. Zusätzlich zu der Funktionalität eines Konfigurators und der automatischen Anpassung der 3D-Geometrie, las-

sen sich detaillierte Informationen für die getroffene Auswahl ablesen, wie beispielsweise die U-Werte oder die Baustoffklassen. Dies vermeidet in der Planungsphase Rückfragen und die Werte können anschließend direkt für die Auslegung des Gebäudes, beispielsweise die energetische Betrachtung, verwendet werden. Dadurch kann eine deutliche Zeitersparnis in der Design- und Planungsphase erzielt werden. Über Informations­gehalt und Funktiona­lität hinaus, wurde der Designaspekt der Modelle nicht vernachlässigt. Die optisch ansprechende Nachbildung der Modelle ermöglicht es Architekten schon in der Planungsphase, das geplante Bauprojekt möglichst realitätsgetreu in der virtuel­len Umgebung abzubilden. Die Modelle verfügen über bewegliche Flügel, wodurch diese Funktionalität einerseits zur Nachbildung ­unterschiedlicher Designszenarien genutzt Die Bauprodukthersteller stehen nicht nur werden kann, aber an- vor der Herausforderung, ihr gesamtes Prodererseits auch zur Kol- dukt- und Zubehörspektrum BIM-fähig ablisionskontrolle. Diese zubilden und für die Vielzahl an möglichen Kontrollmöglichkeit ist CAD-Systemen (ArchiCAD, Revit, AllPlan, beispielsweise vor al- SketchUp, u.v.a.m.) bereit zu stellen. lem beim Einsatz der Produkte als Rauch- und Wärmeabzugsanlage sinnvoll, da die Flügel in diesem Fall über einen Öffnungswinkel von bis zu 180° verfügen. Literatur [1] Egger, Martin; Hausknecht, Kerstin; Liebich, Thomas; Przybylo, Jakub: BIM-Leitfaden für Deutschland – Information und Ratgeber – Endbericht. 2013. [2] HM Government: Industrial strategy: government and industry in partnership – Building Information Modelling, 2012. https://www.gov.uk – abgerufen am 29.06.2015. [3] Liebich, Thomas; Hoffeller, Tim (Hrsg.) – IAI – Industrie­ allianz für Interoperabilität e.V.: Anwenderhandbuch Datenaustausch BIM/IFC, München 2008. [4] Niedermaier, Anke; Bäck, Robert: BIM-Kompendium – Theorie und Praxis. 2. Auflage, Allplan GmbH, München, 2015. [5] Przybylo, Jakob: BIM – Einstieg kompakt. Die wichtigsten BIM-Prinzipien in Projekt und Unternehmen. Beuth Verlag GmbH, Berlin Wien Zürich 2015.

Dr. Stefan Slawik, Leiter Entwicklung Lamilux

www.lamilux.de

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BIM und die Hersteller

Gesamtheitliche Planung mit BIM – Neue Gestaltungsmöglichkeiten für Waschräume Weltweit steht die Bauindustrie vor neuen Herausforderungen: Unternehmen spezialisieren sich immer stärker, gleichzeitig schreitet die Globalisierung der Märkte, in denen sie agieren, voran. Die entstehende Komplexität spiegelt sich auch in der Planung von Bauprojekten wider. Einzelne Planungsbereiche müssen zusammengeführt und zentralisiert gemanagt werden. Hierbei helfen neue digitale Verfahren. Sie sind ein Zukunftstrend in der Baubranche. Für eine effiziente Gebäudeplanung legen führende Hersteller unterschiedlichster Bereiche ihre Produkte als BIM-Objekte an. So auch CWS-boco.

Per Mausklick zum Stoffhandtuchspender Um Architekten und Planer künftig noch zielgerichteter bedienen zu können, veröffentlicht CWS-boco seit September 2015 alle Waschraumspender als BIM-Objekte in entsprechenden Datenbanken. Neben Maßen und Oberflächen werden technische Merkmale, Sicherheitsdatenblätter, Leistungserklärungen sowie Verarbeitungs- und Einbauhinweise mit den 3D-Objekten verbunden. Stoffhandtuch-, Seifen-, Duft- und Toilettenpapierspender in Waschräumen können unter Berücksichtigung der verfügbaren Größen, Farben und verschiedenen Materialien wie Kunststoff und Edelstahl mit in den Bau eingeplant werden. Mit CWS-boco entsteht ein nachhaltiger Mehrwert für die Planung. Da das Produktsortiment mit Stoffhand- und Seifenschaumspendern nachhaltig ausgerichtet ist, lassen sich grüne Waschräume noch einfacher gestalten. Produkte wie die hygienische Türklinke Clean Touch oder der selbstreinigende Toilettensitz Cleanseat sorgen für ein besonderes Plus an Sauberkeit und Komfort. Am Ende werden virtuelle Ge­ bäudemodelle mit komplett ausgestatteten Waschräumen geschaffen. „CWS-boco möchte seinen Geschäftspartnern und Kunden dafür optimale Daten und somit die nötigen modernen Arbeitsmittel zur Verfügung stellen“, so Alexander Stollbert, Referent Objektmanagement bei CWS-boco Deutschland. Waschräume sind Teil der Gebäudeinformation und somit wichtig für eine gesamtheitliche Planung.

Bild 1.  Die Ausstattung von Waschräumen gelingt dank BIM mit wenigen Klicks

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Bild 2.  Das Ergebnis guter 3D-Planung: virtuelle Gebäude­ modelle mit komplett ausgestatteten Waschräumen   (Abb./Foto: cws-boco)

Zukunftsweisend: Digitalisierte Bauplanung Immer mehr Architektur- und Planungsbüros sehen BIM als Chance für ein vereinfachtes, zukunftsorientiertes Arbeiten. Auch Bauherren erkennen, dass durch den richtigen Einsatz von BIM erhebliche Effizienz- und Qualitätssteigerungen bei Bauprojekten möglich sind – nicht zuletzt aufgrund des stetig zunehmenden Termin- und Kostendrucks im Baugewerbe. Denn gerade bei öffentlichen Großprojekten geraten die Kosten oft aus dem Ruder, wie die Studie „Großprojekte in Deutschland – zwischen Ambition und Realität“ der Hertie School of Governance herausfand. Dabei schwankt die Kostensteigerung im Bereich Gebäude zwischen 46 und 425 %. Auch das Facility Management kann von den Gebäudeinformationen aus BIM profitieren. Wird beispielsweise ein Problem in einem Gebäude gemeldet, kann ein Servicemitarbeiter mit Hilfe eines BIM-Modells das Gebäude von seinem Schreibtisch aus virtuell betreten und das Problem lokalisieren. Mit wenigen Klicks können einzelne Räume und die technische Ausstattung eingesehen werden. Langes Suchen in Gebäudeplänen oder hinter Wandverkleidungen entfällt. Vor Ort kann das Problem so schneller behoben werden. Ein nicht unerheblicher Effi­ zienzvorteil, wenn man bedenkt, dass laut einer Studie der Bundesarchitektenkammer „bei einer 40-jährigen Nutzungsdauer eines Gebäudes […] nur 20 % der Kosten auf die Erstellung, aber 80 % auf den Betrieb“ entfallen. „Wir sehen in BIM ein hervorragendes Werkzeug für die gesamte Baubranche und das Facility Management, das allen beteiligten Parteien deutliche Vorteile bietet: schnellere Projektausführung, bessere Planungsqualität, mehr Kostensicherheit, niedrigeres Planungsrisiko, bessere Umweltleistung und ein effizienterer Betrieb“, fasst Alexander Stollbert zusammen. Die CWS Spender sind als kostenlose BIM-Objekte für Revit und ArchiCad über das Portal www.bimobject.com erhältlich. www.cws-boco.de


BIM in der Schalung

Strukturierung digitaler Arbeitsmethoden in der Schalungsplanung Das Bauen ist durch eine höchst arbeitsteilige und damit komplexe Struktur von Planungs-, Beratungs- und Bauleistungen, ferner auch Baudienstleistungen, die in unterschiedlichen Phasen eines Bauprojektes respektive eines Bauobjekts ablaufen, geprägt [1]. Die Schalungstechnik bildet einen integralen Teil der Planung und Errichtung von Bauwerken aus Beton. Als integraler Bestandteil des Bauwesens steht diese demnach auf der Grundlage zuvor präzise definierter Anforderungen – Bedarfsplanung, Ausschreibung – in der Pflicht, die Prozesse des Planens und des Bauens mit ihrer Qualifikation anzureichern. Die frühen Planungsphasen stehen nicht in der Verantwortung der Schalungsplaner, sondern anderer Fachleute. Über die dort bestehenden Defizite existiert hinreichend Erfahrung und Berichterstattung. Die Probleme mit der Realisierung gerade großer Bauvorhaben der Öffentlichen Hand veranlasste das Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung 2013 die Reformkommission Bau von Großprojekten ins Leben zu rufen. Der Abschlussbericht [2] beinhaltet zehn Kernhandlungsempfehlungen, zu denen die Nutzung digitaler Methoden – BIM – gehört. Die Einführung der BIM-Technologie bedingt rechnergestützte, kooperative Arbeitsformen in Bauprojektorganisationen. Der Güteschutzverband Betonschalungen Europa e.V. hat zur Strukturierung dieser Arbeitsmethoden eine Datenaustauschstruktur in Kooperation mit den in der BIMTechnologie führenden Bauunternehmen Bilfinger, Max Bögl, Porr, Wolff & Müller und Züblin erarbeitet, welche die Entwicklungsstufen von modellbasierten Planungen im Rahmen der Schalungstechnik definiert. Diese Definition der verschiedenen Entwicklungsstufen, die sogenannten Level of Development Formwork Technologies (LODFT), beinhaltet einen jeweils zu den Entwicklungsstufen gehörigen Satz an Parametern, der die Bauwerksinformationsmodelle hinsichtlich schalungstechnisch relevanter Aspekte beschreibt.

–i– LODFT in der Prozessstruktur des Bauens Die operativen Aktivitäten einer Bauorganisation sind auf Leistungserstellungsprozesse fokussiert, die bereits in der Akquisitionsphase ansetzen. Die eigentliche Wertschöpfung wird in den Kernprozessen stattfinden. In dieser Sphäre der Prozesslandschaft sind die Planungsergebnisse der Schalungstechnik integriert. Sie werden bereits in frühen Projektphasen benötigt, damit eine Bewertung der Bauleistung in Bezug auf Kosten, Termine, Qualitäten und Arbeitsschutz substanziiert durchgeführt werden kann. Daraufhin wurden die Planungsprozesse der Schalungstechnik analysiert und in fünf Entwicklungsstufen gegliedert. Die Struktur einer BIM-basierten Schalungsplanung und der damit einhergehenden LODFT orientiert sich für die klassische Projektabwicklung anhand der in Bild 1 dargestellten Prozessstruktur eines Bauunternehmens. Grundsätzlich gilt hierbei, dass sich mit fortschreitender Projekt-

bearbeitung die Detaillierung der Schalungsplanung erhöht. Der Daten- und Informationsinput für die Bearbeitung der Schalungsplanung in den einzelnen Prozessen und Prozessphasen wird individuell vereinbart.

Bild 1.  Prozessstruktur eines Bauunternehmens mit Einordnung der LODFT [3]

– ii –

Datenaustauschstruktur der Entwicklungsstufen (LODFT) Nachfolgend werden die einzelnen Entwicklungsstufen kurz erläutert. Sie basieren auf den Ergebnissen des Arbeitskreises „BIM-Fachmodell Schalungstechnik“ des Güteschutzverbandes Betonschalungen Europa e. V. [2]. In der Entwicklungsstufe LODFT 100 befindet sich das Projekt gemäß Bild 1 im Wesentlichen in der Phase der Akquisition für Planung und Bau. Es wird davon ausgegangen, dass die erstellten Modelle vorwiegend auf Basis von Volumenkörpern ohne vertiefte Zuweisung von Eigenschaften erstellt werden. Seitens der Schalungsplanung werden grobe schalungstechnische Hilfswerte bezüglich der grundsätzlichen Machbarkeit und Referenzdaten bereits ausgeführter Bauprojekte generiert. Ein direkter Bezug zum bearbeiteten Bauprojekt muss nicht zwangsläufig bestehen (Bild 2).

Bild 2.  Datenaustauschstruktur LODFT 100 [3]

In der Entwicklungsstufe LODFT 200 befindet sich das Projekt gemäß Bild 1 im Wesentlichen in der Angebotsphase. Dort erstellte Modelle dienen den Bauunternehmen vorwiegend für die Kalkulation und Preisbildung der Projekte. Die Schalungsplanung kann auf Basis dieser Modelle projektbezogene Preis- und Ausführungsrichtwerte auf

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BIM in der Schalung

Grundlage der Schalungskategorien sowie dazugehörige grobe Leistungsbeschreibungen generieren (Bild 3).

Die Entwicklungsstufe LODFT 500 bildet den Vertrag für die Schalungslieferung ab. Output ist eine vertragskonforme, detaillierte Schalungseinsatzplanung, welche unter anderem alle geometrischen Darstellungen der Schalungsund Gerüstobjekte sowie Zusatzinformationen wie Aufbauund Verwendungsanleitungen beinhalten kann (Bild 6).

Bild 3.   Datenaustauschstruktur LODFT 200 [3]

In der Entwicklungsstufe LODFT 300 befindet sich das Projekt gemäß Bild 1 in einer Zwischenphase der Definition des Bau-Solls und des Beginns der Ausführungsplanung. Die Schalungsplanung entwickelt die Ergebnisse der Entwicklungsstufe LODFT 200 weiter und optimiert ergänzend die projektbezogenen Vorhaltemengen einer bestimmten Art des Schalungssystems (Bild 4).

Bild 4.   Datenaustauschstruktur LODFT 300 [3]

In der Entwicklungsstufe LODFT 400 befindet sich das Projekt gemäß Bild 1 in einer Zwischenphase der Ausführungsplanung und Arbeitsvorbereitung. Auf Basis des ­Modells kann im Rahmen der Schalungsplanung eine vollständige Einsatzplanung erstellt werden. Ausgabe der ­Einsatzplanung sind projektbezogene Preis- und Ausführungsrichtwerte sowie detaillierte Informationen zum Schalungssystem (Produktinformationen). In dieser Entwicklungsstufe soll der Vertrag für die Schalungslieferung finalisiert werden (Bild 5).

Bild 6.  Datenaustauschstruktur LODFT 500 [3] (Grafiken: siehe Literatur [3])

– iii – Abschlussbemerkung Sowohl die aktuellen Trends in den digitalen Planungs-, Steuerungs- und Fertigungsmethoden als auch die Ergebnisse der Reformkommission Bau von Großprojekten belegen die Notwendigkeit der Erschließung und Weiterentwicklung der BIM-Technologie. Hierbei ist zu erwähnen, dass die Schalungsbranche seit etwa drei Jahrzehnten eine intensive Entwicklung von EDV-Werkzeugen betreibt, so dass der Anschluss an BIM grundsätzlich vorbereitet ist. Mit der in Ziffer 3 vorgestellten Datenaustauschstruktur zwischen den an den digitalen Planungs- und Ausführungsprozessen Beteiligten wurde eine Grundlage für eine produktneutrale und standardisierte Kommunikation geschaffen. Die reine Beschreibung der Datenstruktur beinhaltet dabei keine Informationen darüber, welcher der im Planungsprozess beteiligten Akteure der Lieferant bzw. Empfänger der Daten ist. Dieses wäre projektspezifisch und individuell im Sinne einer sach- und fachgerechten Schnittstellendefinition zu vereinbaren.

Literatur [1] Motzko, C. (Hrsg.): Praxis des Bauprozessmanagements, Ernst & Sohn, 2013 [2] Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur: Endbericht – Reformkommission Bau von Großprojekten, 2015 [3] Arbeitskreis BIM Schalungstechnik: BIM-Fachmodell Schalungstechnik, GSV/Institut für Baubetrieb, TU Darmstadt, 2015

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Christoph Motzko, M. Sc. Fabian Linnebacher, Dipl.-Ing. Daniela Löw, Institut für Baubetrieb, Technische Universität Darmstadt, Güteschutzverband Betonschalungen Europa e.V. (GSV)

Bild 5.  Datenaustauschstruktur LODFT 400 [3]

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www.baubetrieb.tu-darmstadt.de


BIM in der Schalung

Simulationsgestützte Angebotsplanung in der Schalungstechnik Von optimalen Schalungslösungen am Beispiel des Highrise Sektors der Doka GmbH Modellbasierte, industrialisierte Bauprozesse gewinnen zunehmend an Bedeutung und so starten auch im DACH-Bereich immer mehr Bauunternehmen BIM-Projekte und die avancierteren unter ihnen etablier(t)en längst BIM-Abteilungen, um etwa Schnittstellenverluste zu vermeiden und Effektivität und Effizienz im Bauprozess zu erhöhen. Dabei geht es vorrangig darum, schnellstmöglich Erfahrungen zu sammeln, um für die Anforderungen von morgen – und teils schon von heute – gerüstet zu sein. Ausgehend von gesetzlichen Regulativen und bereits implementierten Prozessen und Systemen bei den bauausführenden Unternehmen stellt sich aus Sicht der Schalungsindustrie daher die Frage, inwiefern die BIM Methodik das jetzige und zukünftige operative Geschäft beeinflusst. So ist insbesondere bei Highrise- bzw. Kletterprojekten eine enge Zusammenarbeit zwischen Schalungslieferanten und der jeweiligen Baufirma erforderlich, um schon in der Projektentwicklungsphase die Weichen für ein wirtschaftliches Gesamtkonzept in Bezug auf Technik, Bauablauf und Budget zu stellen. Ein hier seitens Doka verfolgter Ansatz stellt die simulationsgestützte Angebotsplanung dar. Gemäß der alten Weisheit vom Bild, das mehr als tausend Worte sagt, wird dem Kunden mittels 3D-animierter Visualisierung auf transparente Art und Weise dargelegt, wie die kundenseitigen Anforderungen und Herausforderungen erfüllt bzw. gemeistert werden und wie sich die technische Lösung bestmöglich in den gesamten Baustellenprozess integriert.

–i– Was ist simulationsgestützte Angebotsplanung? In der Schalungstechnik versteht man unter simulationsgestützter Angebotsplanung die animierte 3D-Visualisierung der Schalungslösung im Kontext des Bauablaufs, basierend auf Referenzdaten vergangener Doka-Projekte. D. h. basierend auf Erfahrungswerten der Experten im Hause werden sämtliche Rahmenbedingen der Baustelle wie Baustelleninfrastruktur (Krane, Lifte und Aufzüge, etc.) und Kundenanforderungen (Taktung, Budget, usw.) berücksichtigt und deren Zusammenspiel in einem gesamtheitlichen Modell zusammengeführt.

– ii – Simulationsgestütze Angebotsplanung als Teil des Projekte­rfolges Der Grundstein einer erfolgreichen Bauwerkserstellung wird bereits in der konzeptionellen Arbeitsvorbereitungsphase gelegt. Denn ab hier geht es konkret um die Wirtschaftlichkeit und den Vorsprung gegenüber alternativen

Systemen und Methoden. Frühzeitige und intensive Beratung sind daher essentiell, um die umfangreichen Anforderungen an das „Was“ und „Wie“ zu verstehen und basierend darauf die am besten passende Schalungslösung, kombiniert mit leistungsstarken Servicepaketen zu erarbeiten. –– Was wird gebaut (Bauvorhaben)? … Baukonstruktion und Bauwerksgeometrie –– Wie wird gebaut (Bauverfahren)? … Bauablaufplanung, Bewehrungseinbau, Sicherheit, Baustelleninfrastruktur und Budget Der Projekterfolg ist aber nicht nur von der Auswahl der richtigen Schalungslösung abhängig. Die intensive Begleitung der Experten des Schalungsspezialisten von Anfang an führt zu einem durchgängigen Lösungskon- Der Grundstein einer erfolgreichen Bauzept für das jeweilige werkserstellung wird bereits in der konzepHochhaus-Projekt. Als tionellen Arbeitsvorbereitungsphase gelegt. Full-Service Anbieter Denn ab hier geht es konkret um die Wirtfür alle schalungsbezo- schaftlichkeit und den Vorsprung gegengenen Leistungen (Pro- über alternativen Systemen und Methoden. jektmanagement, Produkte, Planung, Logistik und sonstige Dienstleistungen) ist die Doka intensiv mit der Baustelle vernetzt und passt das Gesamtlösungskonzept laufend an sich ändernde Gegebenheiten an (Bild 1). Gerade im Rahmen der „Entwicklung optimaler Schalungslösungen“ werden mittels der simulationsgestützten Angebotsplanung die Interdependenzen zwischen Schalung und sonstigen Rohbauaktivitäten aufgezeigt und die optimale Integration der Schalungslösung in das Gesamtlösungskonzept für alle Stakeholder und Entscheider veranschaulicht.

– iii – Herangehensweise an die simulationsgestützte Angebotsplanung Die Entscheidung zur Durchführung einer simulationsgestützten Angebotsplanung erfolgt unmittelbar nach dem ersten Kundengespräch und wird von den Faktoren Projektkomplexität, Bauvolumen (Auftragssumme), Kenntnis des Kunden (Auftragswahrscheinlichkeit) und Wettbewerbsintensität bestimmt. Hat man sich für die BIM-gestützte Herangehensweise entschieden, werden unmittelbar darauf beim Kunden die erforderlichen 3D-Daten angefordert, wobei es sich hier in der Regel um einen langwierigen Prozess handelt. Zeitgleich werden die bereits zur Verfügung stehenden Pläne analysiert und basierend darauf eine Schalungs-Systementscheidung getroffen. Der nächste Schritt besteht in der Umsetzung der 3DBauwerksdaten. Sollten, aus welchen Gründen auch im-

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BIM in der Schalung

Bild 1. Doka 360° Performance Cycle

mer, seitens der Kunden keine 3D-Daten bereitgestellt werden, so muss das Bauwerk zunächst von Grund auf modelliert werden. Im Anschluss daran werden die für das Projekt ausgewählten Systeme in das 3D-Bauwerksmodell mit eingebunden. Zu guter Letzt wird die technische Lösung animiert, wobei im Zuge der Umsetzung auf HighEnd Softwareprodukte namhafter Hersteller zurückgegriffen wird.

– iv – Warum simulationsgestützte Angebotsplanung? Der Director Building Business Development bei Autodesk hat die Situation am Bau in seinem Artikel „BIM – die Digitalisierung der Auch wenn laut zahlreichen Vorreitern die Großbauprojekte setzt BIM Methodik in der Bauindustrie angesich durch“ folgenkommen ist, so zeichnet die Praxis ein dermaßen beschrieben: anderes – vielfach ernüchterndes Bild. „Das A und O einer jeden Baumaßnahme ist eine grundsolide Vorbereitung und Planung. Die mangelhafte Vorbereitung eines Großbauvorhabens ist Grund-

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stein 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 die Projektvorbereitung zu investieren – beispielsweise für exakte Bedarfsermittlungen und valide Prognosen, auch wenn das die Planungskosten erhöht.“ [1] Dies kann im Speziellen auch für den Highrise Sektor der Doka bestätigt werden. Der zunehmenden Komplexität von Hochhausprojekten sind nicht alle großen Baufirmen gewachsen, da die Erfahrung der ausführenden Firmen von „nicht vorhanden“ bis „ausgewiesene Fachexperten und Spezialisten“ reicht. Darüber hinaus kommt erschwerend hinzu, dass die Bauzeiten immer kürzer werden, sich dadurch auch die Vorlaufzeiten verkürzen und die Projektanforderungen insgesamt – Baustellenlogistik, etc. – zusehends steigen! Um alle Eventualitäten im Projektverlauf zu berücksichtigen setzen die Highrise Experten der Doka daher auf intensive und umfangreiche Analyse, Planung und Vorbereitung. Ein Bestandteil des DokaGesamtpakets stellt in diesem Zusammenhang die simulationsgestützte Angebotsplanung dar, wobei diese folgenden Nutzen und Mehrwert bietet:


BIM in der Schalung

–– Aufzeigen von Kompetenz – Erfahrung und Befähigung – der Experten im Hause –– Darstellung der generellen Machbarkeit von Hochhausprojekten bzw. Aufzeigen notwendiger Adaptierungserfordernisse in der grundlegenden Planung (Statik, Nutzung von Fertigteilen, etc.) –– Komprimierte und einfache Darstellung komplexer technischer Zusammenhänge – Videos mit einer Laufzeit von einigen wenigen Minuten anstatt mehrstündiger „Powerpointschlachten“ –– Visualisierung des Angebots, da die Animation selbstsprechend/-erklärend ist, welche nicht zusätzlich kommentiert werden muss – insofern wichtig, da man an die maßgeblichen Entscheider oft persönlich nicht ran kommt –– Bessere Vergleichbarkeit technischer und wirtschaftlicher Lösungen der unterschiedlichen Schalungsanbieter – Darstellung des Mehrwerts zur Konkurrenzlösung auf dem Papier nur bedingt möglich –– Unterstützung der Entscheidungsfindung, speziell auch für Entscheider ohne technisches Detailwissen – dadurch Überbrückung von Wissenslücken und Förderung des allgemeinen Projektverständnisses –– Visualisierung des Angebots als Rechtfertigung eines erhöhten Qualitätsanspruchs und eines dadurch induzierten höheren Preises

–– Daten generell für Weiterverarbeitung ungeeignet – Übersendung von Scans oder Screenshots –– Gemäß dem Prinzip „Garbage in – Garbage out“ ist das erarbeitete simulationsgestützte Modell nur so gut wie die dazugehörige Datengrundlage, das heißt bereits bestehende Schwächen/Mängel können nicht oder nur bedingt kompensiert werden –– Softwareintensität und zusätzliche Hardwareanforderungen – auf Grund der Internationalität der Doka Gruppe müssen unterschiedliche 3D-Planungsprogramme und -formate bedient werden –– Notwendige Auslagerung einzelner Tasks an externe Anbieter (z. B. Renderfarmen) und somit zusätzlicher Kosten-, Abstimmungs- und Koordinierungsaufwand –– Generelle Kostenintensität der simulationsgestützten Angebotsplanung – fünfstelliger Eurobetrag, und das, obwohl die Erteilung des Auftrags noch keinesfalls sicher ist

Wie die Definition von BIM beschreibt, ist Zusammenarbeit und gegenseitiges Vertrauen die Basis für die Hebung sämtlicher BIM-Potenziale. Wie die zuvor beschriebenen Probleme und die tägliche Baupraxis jedoch zeigen, ist die momentane Zusammenarbeit mit den Baufirmen eher von Misstrauen geprägt und somit die Wurzel für Fehl- bzw. Mehrfachplanungen und damit verbundene Zeit- und Kostenüberschreitungen. Die Zukunft wird daher zeigen, ob die Bauwirtschaft über ihren Schatten Die momentane Zusammenarbeit mit den springen kann und die Kollaboration Baufirmen ist eher von Misstrauen geprägt von „gemeinsam statt einsam“ geprägt und somit die Wurzel für Fehl- bzw. Mehrsein wird.

Wenn – s. o. – ein Bild mehr als tausend Worte sagt, könnte man hier gedanklich einen Schritt weitergehen, und die simulationsgestützte Angebotsplanung mit dem Sprichwort „Ein Film sagt mehr als fachplanungen und damit verbundene Zeittausend Bilder“ beschreiben. Bewegte und Kostenüberschreitungen. Die Zukunft – vi – Bilder sagen nicht nur mehr, sie sagen es wird daher zeigen, ob die Bauwirtschaft über ihren Schatten springen kann und die Praxisbeispiel „KL118 – Merdeka Tower“ vor allem auch intensiver. Vorbei sind also die Zeiten, in denen es genügte, An- Kollaboration von „gemeinsam statt einsam“ geprägt sein wird. Das Projekt „KL118 – Merdeka Tower“ gebote in 2D zu planen und alles weitere wird momentan in Kuala Lumpur, Madem Abstraktions- und Vorstellungsvermögen des Kunden zu überlassen. Eine wohl durchdachte laysia errichtet und ist nach Fertigstellung im Jahr 2020 mit und animierte 3D Planung unterstützt sämtliche Stakeholder einer Höhe von 635 m und 118 Stockwerken das höchste in ihren (Entscheidungs-)Prozessen und liefert umfangrei- Gebäude Südostasiens. Die Kernherausforderung bei diechen Zusatznutzen. Es ist daher anzunehmen, dass die simu- sem Super Highrise Tower stellt die kurze Bauzeit, die lationsgestützte Angebotsplanung in Zukunft noch stärker Baumethode und die spezielle Geometrie dar. Der Gebäudekern des Landmark-Projekts wird in Stahlbeton hergeals bisher zum Einsatz kommt. stellt, die Decken und Stützen werden als Stahlkonstruktion bzw. in Stahlverbundbauweise hergestellt. Zur Ge–v– währung der statischen Stabilität des Bauwerks müssen Probleme bei der simulationsgestützten Angebotsplanung darüber hinaus 8 Mega Columns (Stahlbetonstützen mit mehreren Metern Durchmesser) und 6 Outrigger bzw. Belt Auch wenn laut zahlreichen Vorreitern die BIM Methodik Truss Levels (in regelmäßigen Abständen wiederkehrende, in der Bauindustrie angekommen ist, so zeichnet die Praxis mehrgeschossige Ebenen in massivem Stahlbau) mitbeein anderes – vielfach ernüchterndes Bild. So können bei- rücksichtigt werden. All diese Faktoren haben wesentlispielsweise in der Anwendung der BIM Methodik sowie in chen Einfluss auf die Wahl des richtigen Schalungssystems, der Zusammenarbeit mit Kunden folgende Schwierigkei- sowie auf die Planung des Bauablaufs (Taktzeiten, etc.). ten identifiziert werden: Um den Auftragsprozess zusätzlich zu unterstützen, wurde –– Grundsätzliches Misstrauen und in der Folge keine bis auf die Methodik der simulationsgestützten Angebotsplamangelhafte Zusammenarbeit – kein 1:1-Zugriff auf nung zurückgegriffen. komplettes Bauvorhaben bzw. Bauwerksdaten sondern Die besondere Herausforderung für die Erstellung des lediglich Bereitstellung von 2D pdfs oder Ähnlichem virtuellen Videos bestand darin, die komplexe 3D Planung –– Keine Bereitstellung brauchbarer 3D Daten – Übersen- in eine möglichst einfach verständliche Animation zu überdung von Bauwerksmodellen mit für die Planung wich- führen und dabei neben den technischen Rahmenbedintigen Datenbankverknüpfungen die ins Leere laufen gungen auch sämtliche sonstige kundenspezifischen Anfor-

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BIM in der Schalung

Lösung bei technischen und wirtschaftlichen Entscheidern gleichermaßen zu fördern.

– vii – Fazit und Ausblick

Bild 2a–c.  Bildausschnitte „KL 118 – Merdeka Tower“ aus 3ds max

derungen – wie etwa 3-Tages-Takt – zu berücksichtigen und herauszuarbeiten. Um dies zu ermöglichen wurde bei der 3D-Planung auf „Inventor“, bei der Erstellung der Animation auf „3ds max“, bei der Einarbeitung der Special Effects auf „After Effects“ und für die Videobearbeitung auf „Premier Pro“ zurückgegriffen (siehe hierzu Bild 2). Beim „KL118 – Merdeka Tower“ handelt es sich um ein äußerst komplexes und daher entsprechend arbeitsintensives Projekt, was sich nicht nur in der Tatsache widerspiegelt dass für die Erstellung der Animation über 10.000 Bilder gerendert wurden. So wurde alleine in die Aufbereitung der 3D-Daten (Bauwerksmodellierung) 100 Arbeitsstunden investiert. Weitere 140 Stunden wurden für die 3D-Planung aufgewendet. Die Erstellung der Animation selbst hat einen zeitlichen Aufwand von 160 Stunden in Anspruch genommen. D. h. in Summe wurden ca. 400 Stunden in die simulationsgestützte Angebotsplanung des „KL118 – Merdeka Tower“ investiert. Mittels der Animation ist es jedoch gelungen, die normalerweise üblichen mehrstündigen „Powerpointschlachten“ (die Basispräsentation umfasst mehr als 150 Folien) in einem knapp 7-minütigen Video zusammenzufassen und zu visualisieren, sowie durch die anschauliche Darstellung des Projekts das tiefere Verständnis für die erarbeitete

Wie die Einleitung bereits gezeigt hat, liegt in der bauwirtschaftlichen Praxis das Thema BIM teils noch in ferner Zukunft, doch ist es sicher, dass diese digital sein wird. Dies wird nicht nur durch die hier zu Grunde liegende Beschreibung der simulationsgestützten Angebotsplanung aufgezeigt, sondern wird darüber hinaus auch durch die steigenden Anforderungen im Baualltag bestätigt. So bedingen steigende Baustellenanforderungen umfangreiche 3D-Planung und ergänzende Animationen des Bauprozesses, da bspw. bei der Verplanung des Doka Schutzschilds nur so eine häufig geforderte, absolute Geschlossenheit im Fassadenbereich und somit die Erfüllung sämtlicher Sicherheitserfordernisse gewährleistet werden kann. Das eigentliche Potenzial von BIM – die Simultanität von Bauprozessen und damit die Basis der Baubeschleunigung – bleibt jedoch auf Grund mangelnder Controllingund Monitoring-Prozesse bislang ungenutzt und wird auf Grund der mangelnden Bereitschaft zur intensiveren Zusammenarbeit vermutlich auch in Zukunft ungenutzt bleiben. Erste Ansätze hierzu werden jedoch im Rahmen der simulationsgestützten Angebotsplanung – bspw. durch Miteinbindung von Concremote, einem integrierten System zur Messung der Betonfestigkeitsentwicklung und sonstiger Betoneigenschaften in Echtzeit – aufgezeigt und verwirklicht. Wie Bild 3 zeigt, konnte das Systeme bereits bei mehreren Highrise Projekten nachweislich zur erfolgreichen Bauzeitreduktion eingesetzt werden. Um zu zeigen, wie es mit BIM zukünftig weitergehen wird, möchten wir abschließend Frank Jansen vom Verein Deutscher Ingenieure e.V. (VDI) zitieren der es in seinem Artikel „BIM – Vision oder Alltag?“ unseres Erachtens treffend beschrieben hat: „Egal wie man zum Thema BIM steht, es ist anzunehmen, dass dies irgendwann so selbstverständlich im Bauwesen ist, wie heutzutage E-Mail und Internet. Beides kann man gut oder nicht so gut finden – beides ist gelebte Realität.“ [2] Literatur [1] Wassermann, U., Die Digitalisierung der Großbauprojekte setzt sich durch, Ernst & Sohn Special 2014: BIM – Building Information Modeling, Berlin 2014. S. 48 f [2] Jansen, F., BIM – Vision oder Alltag?, Bauen mit Holz 4/2015, Köln, Bruderverlag 2015

Mag. Markus Bittner, Service Engineer, Doka GmbH, Austria Ing. Stefan Janker, Project Manager Highrise, Doka GmbH, Austria Ing. Hermann Stift, Manager Competence Center Highrise, Doka GmbH, Austria Markus Hofmarcher, Expert Inventor 3D Construction, Doka GmbH, Austria Bild 3.  Überblick BIM Unterstützung durch Doka Concremote (Abb.: Doka)

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www.doka.at


BIM in der Schalung

Bedeutenden Effizienzsteigerungen Von der Weiterentwicklung des Planungsprozesses, der Kooperation mit Baufirmen und den Standards für den Datenaustausch Mit der Durchführung erster Pilotprojekte haben einige innovative Bauunternehmen bewiesen, dass der Einsatz des Building Information Modelling in der Praxis umsetzbar ist. Diese schrittweise Herangehensweise mittels Pilotprojekten ist aufgrund der Komplexität der unterschiedlichen Daten sowie der Vielfältigkeit der Projekte der absolut richtige Weg. Zudem ist ein Umstieg in diese völlig neuartige Technologie nur in dieser Form möglich, da alle Projektbeteiligten an eine völlig veränderte ­Arbeitsweise herangeführt und für die Anwendung der notwendigen Tools und Softwarelösungen qualifiziert werden müssen. Das volle Potenzial von BIM lässt sich am Ende jedoch nur ausschöpfen, wenn alle involvierten Personen die Arbeitsweise annehmen. Folglich müssen die Bauunternehmen bisherige Planungsprozesse umgestalten und insbesondere Projektbeteiligte auch anderer Unternehmen Das volle Potenzial von BIM lässt sich am entsprechend integrieEnde jedoch nur ausschöpfen, wenn alle ren. Voraussichtlich Projektbeteiligten die Arbeitsweise annehkönnen nur die Untermen. Folglich müssen die Bauunternehmen bisherige Planungsprozesse umgestalten nehmen an den zuund insbesondere Projektbeteiligte auch künftigen interdisziplianderer Unternehmen entsprechend inte­ nären Planungsprozesgrieren. sen teilnehmen, die über das entsprechende Wissen, die notwendige Software und entsprechende starke Prozesse verfügen. PERI ist als Hersteller von Schalungs- und Gerüstmaterial bzw. als Planungsdienstleister in den Prozessen hinter Bauherr und Bauunternehmen zu sehen – also an dritter Stelle des Planungsprozesses. Die Entwicklung der 5DPlanung wird selbstverständlich auch die Zulieferer wie PERI betreffen. Schon seit geraumer Zeit fragen verschiedenste Seiten an, inwiefern die Leistungen des Herstellers in den BIM Prozessen integriert werden können und wie eine Zusammenarbeit aussehen könnte (Bild 1).

Was macht PERI im Bereich BIM? Das Unternehmen beschäftigt sich seit Ende 2011 sehr konkret mit der Thematik BIM. Zielsetzung war zu Be-

ginn, einen Überblick über den Stand der Technik und die Entwicklungen bei den einzelnen Bauunternehmen zu erhalten bzw. zu beobachten. Im Laufe der Zeit entwickelte sich ein Gespür für die Möglichkeiten, die die neuen Methoden bieten. Neben der Optimierung der internen und externen Arbeitsprozesse betrifft dies natürlich insbesondere die effizientere Zusammenarbeit mit den Bauunternehmen und die Steigerung der Kompetenz auf diesem Gebiet. Außerdem konnten die notwendigen Anforderungen für den Schalungs- und Gerüstspezialisten abgeleitet werden, u. a. die ständige Verbesserung der Software-Tools aber auch die Definition von Standards für die interne und externe Zusammenarbeit. Die Abteilung Engineering Tools & Innovation koordiniert heute die daraus entstanden, im Folgenden vorgestellten Projekte.

–i– Definition von Standards für den Datenaustausch In enger Zusammenarbeit mit dem GSV (Güteschutzverband Betonschalungen e.V.) und anderen namhaften Schalungslieferanten sollen Standards für den Datenaustausch definiert werden (siehe Beitrag S. 115). Ziel ist es, in einer gemeinsamen, herstellerunabhängigen Beschreibung zu definieren, welche Daten zwischen Bauunternehmen und Schalungslieferant auszutauschen sind, um eine effiziente Planung und Nutzung im BIM-Prozess zu ermöglichen. Der Expertenkreis „BIM Schalungstechnik“ möchte also die Fragestellung klären, welche Daten ein Ziel ist es, in einer gemeinsamen, herstelSchalungslieferant für lerunabhängigen Beschreibung zu definieeine optimale Scha- ren, welche Daten zwischen Bauunternehlungsplanung benötigt men und Schalungslieferant auszutauschen und welche Daten an sind, um eine effiziente Planung und Nutdas Bauunternehmen zung im BIM Prozess zu ermöglichen. zurückgegeben werden können bzw. müssen. Die Definitionen zum Datenaustausch sollen als Standard innerhalb der Bauindustrie etabliert werden. Darüber hinaus arbeitet PERI bereits mit Vertretern von Building Smart daran, den definierten Stan-

Bild 1.  PERI im BIM Planungsprozess

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BIM in der Schalung

Bilder 2–4.  PERI Projekt Museum of Tomorrow – Projektübersicht – Schalungslösung auf der Baustelle – 3D-Modell der Schalungslösung ­(erstellt mit PERI CAD)

dard in das (von Building Smart getriebene) unabhängige Datenformat IFC zu integrieren.

– ii – 5D Konferenz in Konstanz PERI ist seit drei Jahren Hauptsponsor der internationalen 5D Konferenz in Konstanz, die von der dort ansässigen Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung organisiert wird. In den ersten Konferenzen ging es in erster Linie darum, den aktuellen Trend um BIM mit verschiedensten Beteiligten zu diskutieren und zu beobachten. Im Jahr 2015 fokussierte sich die Konferenz erstmalig auf den unterschiedlichen Wissensbedarf verschiedenster TeilnehmerZielgruppen. So bot ein „Executive Forum“ eingeladenen Experten eine Austauschplattform auf höchster Entscheider-Ebene (Vorstände und Geschäftsführer). Zudem ermöglichte das sogenannte „Lab“ mit praxisnahen Vorführungen, konkrete Anwendungen in der Praxis zu verdeutlichen. Fünf parallel stattfindende Vortrags-Sessions richteten sich an die Zielgruppen Entscheider, Planer und Bauunternehmen. Für den Hersteller bietet die Konferenz eine optimale Plattform, Kontakte für Kooperationen mit Bauunternehmen zu knüpfen und das Thema BIM voranzutreiben.

– iii – Weiterentwicklung des Planungsprozesses Im Bereich Anwendungstechnik des Unternehmens erarbeiten täglich über 1.300 Ingenieure optimale Schalungs-

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lösungen mit PERI CAD. Durch permanente Weiterentwicklung dieses Systems können sowohl PERI-Anwendungstechniker als auch externe Nutzer der Softwarelösung komplexeste Schalungslösungen dreidimensional planen. Unter anderem lassen sich verschiedene Bauabschnitte in entsprechende Takte gliedern sowie die zugehörigen Stücklisten aus verschieden Takten zeitlich gegenüberstellen. Auf diese Weise lässt sich die optimale Schalungsmenge für die Baustelle abhängig vom Terminplan schnell und einfach ermitteln. Zusätzlich beschäftigt sich das Unternehmen mit der Erweiterung der Schalungs- und Gerüstplanung um Prozessdaten, die über die technische Lösung hinausgehen. Schon seit langem arbeitet das Unternehmen mit einem eigens entwickelten Projektdaten Management System (PDM). Das System sorgt unter anderem dafür, dass unterschiedliche Anwender weltweit gemeinsam an einem Projekt arbeiten können, dazu sind alle anfallenden Daten online verfügbar und in Echtzeit abrufbar. Zuletzt wurde mit dieser Methodik das Großprojekt „MOT“ Museum of Tomorrow in Rio de Janeiro (Brasilien) realisiert. An der Schalungsplanung waren Anwendungstechniker an verschiedenen Standorten in Brasilien, Spanien, Polen und Deutschland beteiligt. Seit Anfang 2012 ermöglicht darüber hinaus das Online Portal myPERI die Prozessoptimierung auf der Baustelle. Das Portal bietet den Kunden rund um die Uhr Zugriff auf verschiedenste Projektdaten rund um eingesetzte Schalungen und Gerüste. myPERI bietet unter anderem die Möglichkeit, grafische Übersichten zu Materialmengen auf der Baustelle oder auch Lieferscheine, Rechnungen und Unterlagen zu allen Produkten des Herstellers abzu-


BIM in der Schalung

Bild 5.  Internationale Zusammenarbeit bei PERI (Abb.: Peri)

rufen. Seit Kurzem werden im Portal auch die bei PERI erstellten Schalungseinsatzpläne bereitgestellt, ergänzende Weiterentwicklungen sind in Planung. Bereits heute arbeiten unterschiedliche, interne Projektbeteiligte zusammen. Langfristiges Ziel ist die Entwicklung eines noch weiter optimierten Planungsprozesses, bei dem alle Projektbeteiligten (Anwendungstechniker, Projektleiter, Führungskraft, Supervisor …) zu jedem Zeitpunkt auf die Projektdaten („digitales Datenmodell“) und somit auch auf den aktuellen Planungsstand zugreifen. Darüber hinaus sollen mit dem System Veränderungen und Problemstellungen während Planung und Ausführung strukturiert dokumentiert und nachvollziehbar gelöst werden. Ziel aller Entwicklungen des Herstellers ist eine vollständige Integration der Schalungs- und Gerüstlösung in zukünftige BIM-Planungen.

– iv – Kooperationen mit Baufirmen Bereits heute kooperiert PERI mit mehreren interessierten Kunden zum Themenkomplex BIM, um ein gemeinsames Verständnis für die neue Methode zu finden und eine gemeinsame Zielsetzung zu definieren. In der Regel untersucht man in diesen Kooperationen zunächst, wie die zur Verfügung stehenden Daten bzw. Modelle ausgetauscht werden können. Die Projektbeteiligten definieren dann gemeinsam, welche konkreten Daten die jeweils andere Seite tatsächlich benötigt. Anschließend wird die systema-

tische Daten-Bereitstellung bis hin zur Baustelle angestrebt. In einem letzten Schritt werden Festlegungen getroffen, wie die unterschiedlichen Projektbeteiligten miteinander interagieren.

–v– Ausblick Durch das große Engagement verfügt das Unternehmen über ein sehr gutes Wissen, wie die Methode BIM den Markt verändert bzw. was einzelne Bauunternehmen in diesem Bereich bereits umgesetzt haben. Die Arbeitsweise bietet großes Potenzial für weitere Effizienzsteigerungen im Planungsprozess aller Beteiligten und folglich in der Projektausführung. Wie bereits erwähnt, können diese Prozessverbesserungen nur erreicht werden, wenn alle Prozessbeteiligten im Building Information Modelling interagieren. Man sieht es allerdings nicht nur als Notwendigkeit des Marktes, diese Technologie auch im eigenen Unternehmen zu etablieren. Darüber hinaus erachtet der Hersteller BIM als eine ganz besondere Möglichkeit für die gesamte Branche, Projekte gemeinsam voranzutreiben und zum Ziel zu führen. Dipl.-Ing. Jochen Köhler Leiter Abteilung Engineering Tools & Innovation PERI GmbH

www.peri.com

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BIM und die Bauunternehmen

Zukunftsorientiertes Bauen erfordert Umdenken Von der Hybridbauweise, die eine konventionelle Herangehensweise an Projektierung und Projektabwicklung ablöst Der Begriff „Hybrid“ steht spätestens seit der Einführung des ­Toyota Prius im Jahr 1997 im öffentlichen Fokus. Das damalige Ziel des japanischen Unternehmens: ein niedriger Benzin­ verbrauch durch die intelligente Kombination eines Benzin­ motors mit zwei Elektromotoren – in Verbindung mit einer strömungsgünstigen Karosserieform. Heute sind Hybridbauweisen auch für das Bauhauptgewerbe nichts gänzlich Neues mehr. So wird etwa im Ingenieurbau bereits seit Jahren mit Stahl­ betonverbundtechnologien gearbeitet – unter anderem bei ­Brückenbauwerken. Auch im Hochbau ist die Hybridbauweise immer häufiger der Schlüssel zur Lösung vielfältiger Bauaufgaben. Denn o­ ftmals bewältigen diese intelligenten Bauweisen komplexe Herausforderungen hinsichtlich der Aspekte „Nachhaltigkeit“, „Effizienz“ und „Ablaufgeschwindigkeit der Baustelle“.

(LCT One) im österreichischen Dornbirn oder das Objekt H7 im westfälischen Münster, welches sich aktuell in der Umsetzungsphase befindet. Folgende hybride Fertigteilsysteme werden bereits heute seriell produziert: Hybrid-System

Fertigteilart

Stahl-BetonVerbund

Decke

Holz-BetonVerbund

Decke

Anwendung

1

2 Durch die gezielte Kombination unterschiedlicher Mate­ Holz-StahlWand Fassadenbauteil rialien lassen sich – hinsichtlich eines speziellen AnfordeVerbund rungsprofils – Werkstoffeigenschaften erzielen, die durch den schlichten Einsatz einzelner Werkstoffe so unerreichHolz-AluWand Fassadenbauteil, Fenster bar wären. Hybridbauweisen werden daher sowohl auf Verbund Bauteil-, als auch Materialebene betrachtet. Im Fokus steht auf Bauteilebene dabei die werkstoffgerechte Produktions- (Grafik: Brüninghoff – Bild 1: www.archiproducts.com/de/produkte/ 126760/stahl-beton-verbunddecke-ctf-tecnaria.html v. 19.04.2015, technologie – sowohl zwischen verschiedenen Materialien als auch zwischen den erforderlichen Verbundbauteilen. Bild 2: Eigene Darstellung) Dies wird u. a. durch intelligente Kombinationen von mehreren Verfahren realisiert. Die Perspektive, dass mindestens zwei Materialien in einem bestimmten Verfahren Sys- Eine intelligente Hybridbauweise unterscheidet sich im temeigenschaften bekommen, die einen einzelnen Werk- direkten Vergleich zu konventionellen Bauweisen dadurch, dass sich mit ihr Prozesse und stoff ersetzen können, vergrößert die bekannte Bauverfahren verändern. ZuMöglichkeit aus Sicht von Architekten Die Perspektive, dass mindestens zwei und Statikern, sich auch von Reinsyste- Materialien in einem bestimmten Verfahren dem müssen diese neuen Systeme in men nicht mehr abhängig machen zu Systemeigenschaften bekommen, die einen der Lage sein, in den Herstellkosten eines Bauvorhabens vergleichbar zu bemüssen. einzelnen Werkstoff ersetzen können, kannten, konventionellen BauverfahInsbesondere den gängigen am ­vergrößert die Möglichkeit aus Sicht von ren zu sein. Bau verwendeten Materialien für Pri- Architekten und Statikern, sich auch von Der Einsatz hybrider Fertigteile mär- und Sekundärkonstruktionen wie Reinsystemen nicht mehr abhängig machen kann in diesem Zusammenhang ganz Holz, Beton, Stahl und Aluminium – in zu müssen. flexibel gestaltet werden. Ein Bauvorhaden unterschiedlichen Qualitätsstufen ben, das die Anwendung von Hybrid– kommt in diesem Kontext eine besondere Bedeutung zu. Denn mit diesen vier Materialien kön- bauweisen erforderlich macht, müsste idealerweise folnen unterschiedliche Bauteilpaarungen entstehen und in gende Ausgangsparameter vorweisen: der Folge individuelle, moderne Systeme entwickelt, kon- –– Bauort: innerstädtisch, Nachverdichtung, (Gewerbegebiet – steht in Abhängigkeit zur Masse) struiert und gefertigt werden. Dabei ist es von Vorteil, wenn besagte Systeme nicht auf der Baustelle, sondern in –– Bauart: Neubau, Bauen im Bestand, Sanierung –– Konstruktionen: Primärkonstruktion und/oder Sekunder stationären Fertigung produziert werden. därkonstruktionen, Fassadenkonstruktionen –– Gründung: kostenintensiv bei konventioneller Bau–i– weise Erprobte Ansätze –– Baustellenumgebung: eng –– Baustellenabwicklungszeit: kurz Es gibt bereits einige erprobte Ansätze von Hybridbauwei- –– Aspekte des Auftraggebers: nachhaltig, emissionsfrei sen mit serieller Vorfertigung – z. B. der Life Cycle Tower (Staub, Lärm)

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BIM und die Bauunternehmen

Bild 1.  Prozesslandschaft aus Sicht Kunde und ausführendes Unternehmen

– ii – Einfluss auf Prozesse, Effizienz und Nachhaltigkeit Die Projektierung von Hybridbauweisen macht es erforderlich, sich mit den Hauptprozessen entlang der Prozesskette sowohl auf Seiten des Kunden als auch auf Seiten des ausführenden Unternehmens auseinanderzusetzen. Dabei kommt den Übergängen vom Kundenprozess zum Prozess beim ausführenden Unternehmen eine besondere Bedeutung zu. Insbesondere die integrale Betrachtung der Eigenleistungen von Fremdleistungen (design-prefabrication-realization) (rote Umrandung i. d. Grafik) ist daher für die intelligente Hybridbauweise elementar. Integration bedeutet immer auch das „Wir-Gefühl“ zu stärken. Innerhalb des Eigenleistungs-Clusters tragen integrierende Ansätze zur effizienten Projektentstehung und -abwicklung daher maßgeblich sowohl zur Veränderung der Unternehmens- als auch der Baukultur bei. Bedeutende Punkte des integralen Ansatzes, die sich nicht selten auch von konventionellen Herangehensweisen, die in der Projektierung und Projektabwicklung von Bauvorhaben bis heute gängig sind, ablösen sind: –– BIM –– Integrale Produktion –– Modellorientierte Logistik –– Nachhaltigkeit

– iii – BIM Insbesondere im Zusammenhang mit intelligenten Hybridbauweisen wird BIM heute bereits sehr umfassend angewendet. Die Methode bezieht sich in diesem Kontext nicht nur auf die physikalischen und funktionalen Eigenschaften eines Gebäudes, die mittels eines Modells verwaltet werden. Vielmehr ist das effiziente Handling von möglichst allen projekt­ relevanten Beteiligten das erklärte BIM-Ziel. Dazu gehören beispielsweise auch die Verweise auf Ressourcen, Prozesse, schriftliche Dokumentationen, Kontakte, Plandokumentati-

(Grafik: Brüninghoff)

onen sowie auf weitere Informa­tionen, die zum Projekterfolg beitragen und mit anderen Werkzeugen gebündelt werden. Durch die stationäre Vorfertigung von Hybrid-Systemen sind produktionsnahe Unternehmen bereits seit Jahren in der Lage, eine wichtige Voraussetzung für Integration bedeutet immer auch das „Wirerfolgreiches BIM in Gefühl“ zu stärken. Innerhalb des Eigender Praxis umzusetzen: leistungs-Clusters tragen integrierende AnDas modellorientierte sätze zur effizienten Projektentstehung und Arbeiten bedeutet für -abwicklung daher maßgeblich sowohl zur die Hybridbauweise Veränderung der Unternehmens- als auch dies: Durch die Anwen- der Baukultur bei. dung der Methode BIM mit den Eigenschaften von Materialien und Bauweisen können ganze Bauteile und Systeme zu einem Produkt in einem einzigen Datenmodell aufgebaut werden. Die hybride Bauweise trägt daher maßgeblich dazu bei, die grundsätzlichen Philosophien des BIM – wie Transparenz, Effizienz und Sicherheit – erfolgreich in die Praxis umzusetzen.

– iv – Integrale Produktion Die integrale Produktion begleitet das Bauvorhaben von der Projektidee bis zum fertigen Produkt. Entlang des integralen Produktionsansatzes liegen die Prozesse „Entwickeln“, „Konstruieren“, „Produzieren“ und „Montieren“ in einer Hand. Ein Maximum an Effizienz erlangt dieses System, wenn die Produktion hybrider Elemente an einem zentralen Standort erfolgt. Für die Hybridbauweise bedeutet eine integrale Produktion erhebliche Vorteile, um auch eine anspruchsvolle, individuelle Architektur zu realisieren. Eine solche Produktion lässt gerade in der Konzeptionsphase neuer Produkte den Prototypenbau zu. Von einer Null-Serien- bis zur Serien-Produktion werden verschiedene Varianten wertanalytisch betrachtet. Sie geben bereits frühzeitig wertvolle Informationen darüber, welche Materialien und Verfahren bei Bedarf zu optimieren sind.

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BIM und die Bauunternehmen

Bild 2.  Integrale Produktion ­innerhalb der Brüninghoff Gruppe am Standort Heiden

(Foto: Brüninghoff)

–v–

– vi –

Modellorientierte Logistik

Nachhaltigkeit

Das Arbeiten im BIM-Verfahren sowie die integrale Produktion sind die Grundpfeiler einer bauteilbezogenen Termin- und Statusplanung. Auf Basis der physikalischen und funktionalen Eigenschaften des Gebäudemodells werden pro Bauteil oder Bauteilgruppe ein angepasster Status und ein Endtermin gepflegt. Dadurch bekommt das gesamte Gebäudemodell sowohl einen visualisierten als auch berechneten Teil- und Gesamtstatus – zu vergleichen mit dem Sendestatus eines Paketversenders. Unter dem Gesichtspunkt der modellorientierten Logistiksteuerung trägt dieses Verfahren maßgeblich dazu bei, die Wege und Prozesse auf dem Weg zur Baustelle sowie das Arbeiten später vor Ort effizienter zu gestalten. Insbesondere bei hybriden Fertigteilen ist der Umgang mit transparenten und schnell verfügbaren Termininformationen ein nachhaltiges und effizientes Vorgehen.

Die Hybridbauweise hat einen gesteigerten Anspruch an eine hohe Qualität von der Planung bis zur Ausführung. Die integralen Ansätze für eine Null-Fehler-Toleranz tragen dazu bei, verstärkt Nachhaltigkeitsaspekte in die Realität umzusetzen. Letztere treffen für intelligente Hybridbauweisen wie folgt zu: –– Die Verschiedenartigkeit von Material- und Bauteilpaarungen trägt dazu bei, ressourcenschonender mit einzelnen Rohstoffen umzugehen. –– Mit Hilfe der integralen Produktion an einem zentralen Standort können entstehende Abfälle – zum Beispiel aus der Holzverarbeitung und Systemproduktion – zur Energieerzeugung wiederverwendet werden. Abfälle werden so einem alternativen Kreislauf zugeführt. –– Die serielle Vorfertigung von qualitativ hochwertigen, aber kosteneffektiven Bauteilen und Tragwerken zu hy-

Bild 3.  Bauteilbezogene Statusmeldung im BIM-Modell für ein Bürogebäude in Hybridbauweise (Grafik: Brüninghoff)

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BIM und die Bauunternehmen

Bild 4.  264 Tonnen CO2 entsprechen 42 Flügen von Frankfurt nach Sydney   (Grafik: Brüninghoff)

briden Fertigteilen, beeinflusst auch Transport- und Baustellenabläufe in erheblichen Maß. Denn die wasser-, staub- und emissionsreduzierte Bauweise senkt den gesamten Energieeinsatz für ein Bauvorhaben signifikant. –– Der Baustoff Holz aus einer nachhaltig betriebenen Waldwirtschaft trägt als natürlicher Klimaschützer dazu bei, CO2-Belastungen zu begrenzen: So würde – nach aktuellen Berechnungsstandards der CO2-Bank – bei der Realisierung eines achtgeschossigen Bürogebäude in Hybridbauweise (nach aktueller Landesbauordnung Nordrhein-Westfalens) allein die Verwendung des Baustoffes Holz eine CO2-Einsparung von 264 t bewirken.

– vii – Veränderungen durch intelligente hybride Bauweisen Der integrale Ansatz, den intelligente Hybridbauweisen einfordern, trägt dazu bei, dass sich Baukulturen und Unternehmensphilosophien einem erheblichen Veränderungsprozess stellen müssen. Kunden- und Nutzerbedürfnisse wie

–– transparente Wirtschaftlichkeit –– individuelles Nutzerverhalten –– Wohlbefinden durch natürliches Raumklima –– nachhaltige Lebenszyklen verändern Gebäudewelten in besonderem Maße: Immo­ bilienprodukte müssen sich zukünftig zu individuellen ­Produktlösungen mit System und hoher Anpassungsfähigkeit entwickeln. Nicht zuletzt sind intelligente Gebäude im sozialen und kulturellen Denken und Handeln Kommu­ nikations-Mittelpunkt. Sie müssen daher verstärkt den Menschen und seine Wertvorstellungen im Fokus haben. Intelligente Hybridbauweisen stehen bereits gegenwärtig für Beständigkeit. Es handelt sich bei ihnen um eine ausgereifte und zuverlässige Produktions- und Bautechnologie, die genügend Spielraum für Veränderung und Fortschritt bietet. In diesem teils emotionalen Wechselspiel muss die Faszination Hybridbauweise nachhaltig auch in Zukunft weitergeführt werden. Dipl. Wirt. Ing. (Bau) (FH) Frank Steffens, Geschäftsführer der Brüninghoff GmbH & Co. KG, Heiden (Münsterland)

www.brueninghoff.de

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BIM und die Bauunternehmen

Rathaus Leonberg: BIM für Fortgeschrittene Von einem idealen BIM-Projekt, dem effizienten Planen und Bauen und vom BIM aus Sicht des Bauherren Wolff & Müller gehört zu den fortschrittlichsten Anwendern von BIM und entwickelt die Methode anhand von Pionierprojekten weiter. Der aktuelle Neubau des Rathauses in Leonberg entsteht schon seit der Leistungsphase 3 mit BIM. Dabei koordiniert Wolff & Müller die Arbeit der vier Planungspartner am Gebäudedatenmodell. Das mittelständische Bauunternehmen Wolff & Müller arbeitet seit rund sechs Jahren mit BIM und wurde als BestPractice-Unternehmen bereits zweimal mit dem iTWOAward ausgezeichnet. Diesen Preis verleihen die RIB Software AG und die Stanford University an Unternehmen, welche die Software iTWO BIM 5D besonders konsequent und intensiv nutzen. Weil es in Deutschland noch keine allgemeingültigen BIM-Richtlinien gibt, sind Pionierprojekte für Wolff & Müller besonders wichtig, um die Methode weiterzuentwickeln. Auf der einen Seite stehen sogenannte „Little BIM“-Projekte mit dem Ziel, die internen Prozesse durch die durchgängige Nutzung des Datenmodells zu verbessern, auf der anderen Seite „Big BIM“-Projekte zusammen mit externen Partnern. Dabei arbeiten Architekten und Fachplaner in einer Cloud auf den Servern des Bauunternehmens gemeinsam am Gebäudedatenmodell. Das am weitesten fortgeschrittene BIM-Projekt ist der aktuelle Neubau des Rathauses in Leonberg bei Stuttgart. BIM kommt hier seit der Leistungsphase 3 (Entwurfsplanung) zum Einsatz.

–i– Rathaus als Stadtbaustein Schaller Architekten BDA RIBA Stuttgart und Wolff & Müller bekamen im Dezember 2014 den Zuschlag für den Neubau des Rathauses. Sie hatten das beste Gesamtkonzept aus Städtebau, Architektur, Funktionalität, Qualität, Energiekonzept und Preis vorgelegt. Der Rathausneubau soll verschiedene, in der Stadt verteilte Ämter unter einem

Bild 2.  BIM-Modell des Rathaus Leonbergs (Iso­metrie mit Einblick ins Innere)

Dach zusammen führen. Auch städtebaulich hat das Gebäude eine wichtige Funktion: An dem Ort treffen Hauptverbindungsachsen und Grünzüge zusammen, es entsteht eine neue Stadtachse zwischen der Altstadt und der neuen Stadtmitte in Leonberg. Das siebengeschossige Gebäude (UG, EG, fünf OGs) mit einer Bruttogeschossfläche von rund 9.900 m² soll ein offenes, einladendes Haus für Bürger sein. Eine explizite Vorder- oder Rückseite gibt es nicht. Das Gebäude öffnet sich nach drei Seiten. Außen- und Innenräume gehen fließend ineinander über. Die Bauarbeiten haben im August 2015 begonnen. Die schüsselfertige Übergabe des Rathauses ist für Ende 2016 geplant. Bis Mitte 2017 sollen auch die Außenanlagen fertiggestellt und das bestehende Rathaus abgerissen werden.

– ii – Ideales BIM-Projekt

Bild 1.  BIM-Modell des Rathaus Leonbergs (Isometrie von außen)

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Was macht das Rathaus Leonberg zum idealen BIM-Pionierprojekt? Zum einen das Vergabeverfahren nach dem Planen-und-Bauen-Prinzip, das eine frühe und enge Abstimmung innerhalb der Bietergemeinschaft erfordert. So kam es, dass sich Architekt und Bauunternehmen in einer frühen Planungsphase für BIM entschieden. Zum anderen ist das Projekt wegen seiner überschaubaren Größe auch für BIM-Neulinge wie die beteiligten Fachplaner gut geeignet. Fehlende Daten lassen sich ohne größeren Aufwand im Modell ergänzen.


BIM und die Bauunternehmen

– iii – Fünf Partner, ein Modell Insgesamt sind vier Planungspartner an dem Projekt und somit auch am Gebäudedatenmodell beteiligt: Schaller Architekten, DW-Ingenieure (Tragewerksplanung), HPG (Elektroplanung) und PB Bauer (Technische Gebäudeausrüstung). Wolff & Müller als ausführendes Bauunternehmen und Partner mit der meisten BIM-Erfahrung stellt die Arbeitsumgebung, definiert die Prozesse und Standards, steuert und koordiniert die Arbeit am BIM-Modell. Diese Aufgaben übernehmen BIM-Experten aus dem zentralen Design- und Engineering-Center sowie IT-Fachleute des Bauunternehmens. Für die eigentliche Bauausführung, also die Projektleitung, die Planungskoordination, den Technischen Innendienst und die Bauleitung, ist die Wolff & Müller Regionalbau GmbH & Co. KG am Standort Stuttgart zuständig.

– iv – Gut vorbereitet für BIM Die BIM-Arbeitsweise will gut vorbereitet sein. Zu Beginn regelten die Partner in einem BIM-Pflichtenheft ihre Zusammenarbeit. Z. B. einigten sie sich darauf, mit der gleichen BIM-Software (Autodesk Revit) zu arbeiten und so Schnittstellenproblemen bei der Datenübertragung vorzubeugen. Auf den Citrix-Servern von Wolff & Müller wurde eine Art Cloud eingerichtet. Sie ermöglicht allen Beteiligten, in Echtzeit an dem Gebäudedatenmodell zu arbeiten. Auch die Browserstruktur, also die Arbeits- und Planbereiche in der CAD-Software, wurden festgelegt. Jeder Planer bekam einen eigenen Arbeitsbereich, um seine Pläne, Arbeits- und Kotrollansichten zu erstellen. Die Beteiligten definierten, auf welche Art und Weise „fremde“ Dateitypen wie dwg- oder dxf-Formate eingebunden werden. Sie legten fest, dass geschossweise modelliert wird, auf welche Referenzpunkte sich die 3D-Koordinaten der Bauteile beziehen, nach welchen Regeln die Bauteile benannt werden und welche Parameter sie beinhalten. Eine Mitarbeiterin aus dem BIM-Team des Bauunternehmens hat die Rolle der BIM-Koordinatorin / BIM-Managerin übernommen, die IT-Abteilung des Unternehmens wartet den Server und

kümmert sich um die Freigaben und die Einbindung der externen Planer.

–v– Effiziente Planung Noch vor dem Bauantrag überführten die Architekten die ersten 2D-Entwürfe in eine bauteilorientierte 3D-Planung und legten das mit der CAD-Software Autodesk Revit erstellte Zentralmodell auf dem Server ab. Die Tragwerksplaner konnten über die Cloud darauf zugreifen und die statisch erforderlichen Bauteildimensionen anpassen. Das führte bereits in dieser frühen Phase zu einer relativ hohen Planungstiefe. Die Bauantragspläne wurden direkt aus dem zentralen BIM-Modell abgeleitet. Im Moment läuft die Ausführungsplanung: Das Modell wird immer weiter verfeinert und detailliert. Im Unterschied zu den Tragwerksplanern arbeiten die Experten für Elektrotechnik und Technische Gebäudeausrüstung nicht direkt im Zen­ tralmodell, sondern in einem referenzierten TGA-Fachmodell. Die Darstellung der verknüpften Modelle kann auf Knopfdruck aktualisiert werden, so dass jeder Beteiligte immer den aktuellen Planungstand der anderen Gewerke im Blick hat. Die BIM-Koordinatorin kann die Daten­ modelle nun in regelmäßigen Abständen mit dem Solibri Model Checker auf Kollisionen überprüfen. Die festgestellten Kollisionen, z. B. zwischen Rohrleitungen und tragenden Bauteilen, werden in den Jour-Fixe-Terminen mit dem Planungsteam und der Planungskoordinatorin von Wolff & Müller besprochen und geklärt.

– vi – Effizientes Bauen In der Ausschreibungsphase konnte das Bauunternehmen anhand der Metadaten aus dem Modell (Dimensionen, Aufbau und Materialien der Bauteile) die Mengen sehr ­exakt ermitteln und dem Technischen Innendienst der ausführenden Niederlassung zur Verfügung stellen. Auch zur Arbeitsvorbereitung wurde unterstützend zu den 2D-Plänen das BIM-Modell genutzt. Mit Hilfe des Ceapoint Desite Viewers leitete der Technische Innendienst daraus die

Bild 3. und 4.  Bauablaufplanung: Grün markiert sind jeweils die Bauteile, die in den Kalenderwochen 43/2015 und 1/2016 entstehen werden

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BIM und die Bauunternehmen

Bild 5. und 6.  Heizungs-, Lüftungs, Sanitär- und Elektroplanung (HLSE) mit farblich unterschiedlicher Darstellung der einzelnen Gewerke

zur Planung der Baustelle benötigten Informationen ab. Aus den Terminvorgaben des Bauherrn wurde mit der Software Asta Powerproject der Terminplan erstellt und in Cea­point Desite importiert. Durch Zuordnung der Bauteile entstand eine Bauablaufsimulation, die eine sehr genaue terminliche Planung der einzelnen Gewerke ermöglicht. Mit Start der Bauarbeiten im August 2015 wurde die virtuelle, digitale Planung nun Schritt für Schritt Realität. Ein großer Bildschirm im Besprechungsraum macht das BIM-Modell auf der Baustelle nutzbar. Damit können Bauherr, Planer und Bauunternehmen bei ihren Besprechungen vor Ort die besprochenen Punkte anschaulich visualisieren. Sie bekommen ein einheitliches Verständnis vom Bauprojekt und dem aktuellen Planungs- und Ausführungsstand. Z. B. ist für alle besser nachvollziehbar, welche Folgen eine Planungsänderung hat. Zudem lässt sich der Soll- und Ist-Zustand der Bauarbeiten am Modell regel­ mäßig vergleichen und anschaulich darstellen.

– vii – BIM aus Sicht des Bauherrn Alle Vorteile von BIM, zum Beispiel mehr Termin- und Kostensicherheit, kommen letztendlich dem fertigen Ge-

Bild 7.  Bei Baubesprechungen lassen sich alle besprochenen Punkte – hier die vom Fachplaner vorgesehenen Rohrleitungen – visualisieren, so dass der Stand der Planung und eventuelle Kollisionen für alle nachvollziehbar sind   (Fotos/Abb.: Wollf & Müller)

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bäude und damit dem Bauherren zugute. Deshalb stieß die Arbeitsmethode auf Seiten der Stadt Leonberg und deren Projektsteuerer Drees & Sommer – selbst ein BIM-Vorreiter – auf sehr positive Resonanz. Die Bauablaufsimulation war auch für die Öffentlichkeit interessant: Bei einem Pressetermin Anfang August wurde sie vom Projektleiter des Bauunternehmens vorgeführt, um den Lokalmedien den aktuellen Stand und die nächsten Schritte zu verdeutlichen. Begleitend dazu konnte der Oberbürgermeister verkünden, dass die Bauarbeiten voll im Zeitplan liegen und auch der Kostenrahmen voraussichtlich nicht überschritten wird. Eine Nutzung des Modells über die Planungsund Bauphase hinaus ist vom Bauherrn derzeit aber noch nicht vorgesehen.

– viii – Bisheriges Fazit Obwohl das Rathaus Leonberg für einige Planer das erste BIM-Projekt war, hat die Methode alle Beteiligten überzeugt. Die gemeinsame Arbeit am selben Modell führte bereits in der frühen Planungsphase zu einem sehr ausgereiften Niveau. So kam etwa von Seiten der Tragwerksplaner die Rückmeldung, dass sie die Ausführungsplanung noch nie so früh so detailliert ausarbeiten konnten wie bei diesem Projekt. BIM verlagert die Planung zwangsweise wieder in die frühen Projektphasen; aufwändige baubegleitende Änderungen werden auf ein Minimum reduziert. Der aktuelle Stand ist für alle transparent, was zu einem hohen Projektverständnis im gesamten Team führt. Dass alle Beteiligten im gleichen Datenraum arbeiten, anstatt jeder für sich, macht die Kommunikation besser, effizienter und fehlerfreier. Statt 2D-Pläne weiterzureichen, entsteht das Bauwerk von Anfang an fünfdimensional: 3D-Geometrie plus Zeit und Kosten. Natürlich erfordert ein solches Pilotprojekt auch viel Pioniergeist und mehr Aufwand. Zum Beispiel hat das BIM-Team bei Wolff & Müller in der Anfangsphase viel Zeit in die Beantwortung software- und projektspezifischer Fragen investiert. Die externen Planer machten sich aber zügig mit der Software und der Arbeitsweise vertraut und


BIM und die Bauunternehmen

konnten schnell die ersten Mehrwerte für sich erkennen. Ein weiteres Startproblem – die nicht ausreichende Datengeschwindigkeit – konnten die IT-Fachleute bei Wolff & Müller zeitnah lösen.

– ix – Ausblick Die Planungsbüros und Bauunternehmen, die derzeit das digitale Planen und Bauen vorantreiben, müssen noch einige Hürden überwinden. Dazu gehören fehlende BIMRichtlinien und -Normen für Deutschland, die mangelnde Kompatibilität verschiedener Software-Lösungen und auch, dass die HOAI noch nicht an die BIM-Arbeitsweise angepasst ist. BIM wird deshalb in der Baubranche noch nicht voll akzeptiert, und Deutschland hinkt beim digitalen Bauen anderen Ländern hinterher. Bauherren und Investoren können zur BIM-„Revolution“ beitragen, indem

sie BIM nicht nur beobachten, sondern aktiv einfordern, um die Vorteile für ihr Projekt zu nutzen. In der langen Betriebsphase lohnt sich BIM so richtig: Das Planungsund Bauteam reicht dem Betreiber dann das Gebäudedatenmodell weiter – ein Modell, das die Immobilie exakt so abbildet, wie sie dasteht, mit allen Umbauten und Planungsänderungen und der gesamten technischen Ausrüstung. Am Modell kann der Betreiber Energie-, Reinigungsund Wartungskosten berechnen, Entrauchungs- und Evakuierungsszenarien simulieren, künftige Umbauten planen, Leistung und Zustand des Bauwerks – auch finanziell – bewerten. Das BIM-Modell „as-built“ wird zur stets ak­ tuellen Datenbank für alle, die das Gebäude nutzen und bewirtschaften. Niklas Brandmann, Teamleiter BIM im Design & Engineering Center Wolff & Müller Holding GmbH & Co. KG

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Das Grundlagenwerk für Bauingenieure

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BIM und die Bauunternehmen

Baustellen-Controlling via Cloud Von intelligenter IT, die eine kontinuierliche Verbesserung der Ausführungsqualität ermöglicht Das in den Zwanzigerjahren gegründete und zwischenzeitlich in der dritten Generation geführte Familienunternehmen Johann Augel Bauunternehmung GmbH in Weibern, Rheinland-Pfalz, ist im Hoch- und Tiefbau, Mineralöl- und Industriebau tätig. Das mittelständische Bauunternehmen setzt heute vor allem auf die Kompetenzfelder Planen, Bauen und Sichern mit Fokus auf Qualität und Professionalität bei Bauprojekten aller Art. Die Augel GmbH koordiniert Bauvorhaben von Kunden unter Einbindung sämtlicher Fremdleistungen und ermöglicht auf diese Weise eine hohe Kostensicherheit im Projektverlauf. Der Blick ist bei allen Bauvorhaben dabei stets auf die gesamte Wertschöpfungskette Bau gerichtet. Im Fokus des von Rolf Scharmann angeführten Bauunternehmens steht seit vielen Jahren der Einsatz von Hochtechnologie mit dem Anspruch, die Qualität in der Bauausführung konsequent zu verbessern. Hinzu kommen fortwährende Aus- und Weiterbildungsprogramme der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bei Johann Augel, die primär in den Wintermonaten durchgeführt werden.

Durchgängig integrierte IT-Infrastruktur So ist das Unternehmen Best-Case-Anwender der Lösung von 2G Konzept. Das sind Service-Stationen zur effizienten Nutzung von Baugeräten, -materialien und -zubehör für Baustellen, die das Unternehmen aus Kirchheim/Weinstraße in Zusammenarbeit mit diversen deutschen Hochschulen realisiert hat. Als Unternehmenslösung sind die Container mit der hauseigenen IT-Infrastruktur bei Johann Augel durchgängig verzahnt. Das ist zum einen die cloudbasierte Software pds für kleine und mittelständische Unternehmen im Baugewerbe zur Lohn- und Geräteabrechnung sowie Kalkulation. Zum anderen setzt das Unternehmen auf die Software bau-mobil von Connect2Mobile für die Kolonnen-Einsatzplanung sowie die mobile Erfassung per Smartphone-App von Stunden- und Gerätedaten vor Ort auf den Baustellen. Durch intelligente Interfaces – entwickelt von den Softwareingenieuren bei Connect2Mobile – ermöglichen die drei Systeme eine integrierte Nutzung und Dokumentation. Das spart Zeit und damit Geld und – last not but least – optimiert Qualität und Sicherheit bei den anspruchsvollen Bauaufgaben des Unternehmens. Alle Stammdaten, von aktuellen Projekten, MitarbeiterInformationen und deren Qualifikationen, Fahrzeugen und Geräten bis hin zu den unterschiedlichen Leistungs­ arten nach dem Bauarbeitsschlüssel (BAS) pflegt das Unternehmen in die Cloud-Lösung von pds ein. Diese Daten dienen als Basis für bau-mobil sowie den Container von 2G Konzept.

Immer up to date Der Vorteil: Die Bauleiter können zu jeder Zeit Informa­ tionen über den aktuellen Stand einer Baustelle einholen.

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Denn nahezu alle Kolonnen bei Johann Augel sind mit einem Samsung-Galaxy-Tablet-PC ausgestattet, mit dem sie täglich die Arbeitsstunden aufnehmen und Informationen über Geräte und Fahrzeuge auf den Baustellen und verbaute Materialien an das Büro übergeben. „Für die Geräte­ daten und Baustoffe wurden für unser Unternehmen spezielle Textvorlagen erstellt. Die Poliere brauchen nur noch die entsprechenden Kreuzchen auf dem Tablet zu setzen“, erklärt die für Lohn und Personal verantwortliche Mit­ arbeiterin Sabine Holzem. „Das geht sehr einfach. Unsere Poliere haben die Anwendung der App von bau-mobil nach rund drei bis vier Monaten allesamt verstanden und kommen sehr gut damit zurecht“, ergänzt sie. Olaf Heuser lernte sogar schneller: „Ich habe alle wichtigen Funktionen innerhalb einer Woche verinnerlicht. Die App ist quasi selbsterklärend“, freut sich der Polier. „Ob Stundeneingabe oder Geräte-Reservierung: In der Vergangenheit war die Dokumentation meiner Arbeit stets mit sehr viel Telefoniererei verbunden; das war oft aufwändig und zeitraubend. Mit dem Tablet ist alles sehr schnell erledigt und ich kann mich auf die wesentlichen Aufgaben des Baugeschehens konzentrieren“, erklärt er.

Relevante Informationen allzeit verfügbar Aus diesem Grund fließen die Stunden der Mitarbeiter jetzt täglich ins Büro ein. Ursprünglich kamen die händisch ausgefüllten Montagezettel immer 1x pro Woche bei Sabine Holzem an. Sortieren und händische Eingabe folgten. Jetzt kann sich ein Bauleiter dank bau-mobil täglich einen Eindruck über das Geschehen auf den Baustellen verschaffen. Geleistete Arbeitsstunden können zu jeder Zeit überprüft werden. Und die Mitarbeiter auf den Baustellen profitieren ebenso: Denn ihr Lohn geht jetzt in der Regel schon am 5. oder 6. eines Monats auf ihrem Konto ein, statt wie vorgeschrieben am 15. Dafür sorgt auch der einfache Übertrag der Baustellendaten in die pds-Software, den Sabine Holzem gewöhnlich 1–2x wöchentlich vornimmt. Auf diese Weise stehen die relevanten Informationen von allen Baustellen stets im gesamten Unternehmen – wo immer gebraucht – zur Verfügung.

Perfekt verzahnt: bau-mobil und 2G-Konzept-Container Der Zugang zum Container von 2G Konzept und das Entleihen von Baugeräten sowie die Materialbestellung ist über RFID-Chips in speziellen Kundenkarten geregelt. Bei Johann Augel ist ein solcher Chip in jedem Führerschein der Poliere integriert. Die Disposition sorgt dafür, dass die Chips alle Informationen über Qualifikationen der Mitarbeiter enthalten, indem diese in bau-mobil aufgenommen werden. Denn nicht jeder Polier besitzt einen Führerschein für alle Maschinentypen oder ist qualifiziert, Materialien jedweder Art zu verarbeiten. Auch Ablaufdaten bestimmter Qualifikationen sind in der IT-Infrastruktur des Unter-


BIM und die Bauunternehmen

Bild 1. Die Bauleiter können zu jeder Zeit Informationen über den aktuellen Stand einer Baustelle einholen. Nahezu alle Kolonnen bei Johann Augel sind mit einem Tablet-PC ausgestattet, mit dem sie täglich die Arbeitsstunden aufnehmen und Informationen über Geräte und Fahrzeuge auf den Baustellen und verbaute Materialien an das Büro übergeben

Bild 2. Die Poliere haben die Anwendung der App von bau-mobil nach rund drei bis vier Monaten allesamt verstanden und kommen sehr gut damit zurecht

nehmens aufgenommen. So wissen Bauleiter stets Bescheid, wann entsprechende Nachschulungen angesetzt werden sollten. Durch die Integration von bau-mobil mit dem Container sind die Berechtigungen der Mitarbeiter stets aktuell. Gleichzeitig steht fest, welche Kollegen welche Geräte auf den Baustellen anwenden, wie lange sie damit arbeiten und wann sie wieder zurückgegeben wurden. Die Buchung erfolgt somit direkt auf den Baustellen.

Sicher ist sicher Auch die Gerätesicherheit wird über die integrierte IT bei Johann Augel konsequent überprüft und damit gewährleistet. Jede Rückgabe ist im System vermerkt. Darauf folgt eine Kontrolle in der unternehmenseigenen Werkstatt, bevor ein Gerät erneut für eine weitere Baustelle oder Aufgabe verplant werden kann. Kommt ein Baugerät mit Defekt zurück, so stellt der Container dafür vorgesehene Rückgabestationen bereit, damit direkt eine Reparatur erfolgen kann.

Schnelle Reaktionszeit Eine sehr genaue Leistungserfassung auf den Baustellen ermöglicht eine exakte Dokumentation des Baustellengeschehens. Soll-Ist-Vergleiche können zu jeder Zeit erstellt

Bild 3. Nicht nur dann, wenn es rund läuft, profitiert das Unternehmen bei neuen Tätigkeiten: Eventuelle Schwierigkeiten werden mittels baumobil dokumentiert und in der IT aufgenommen. So fotografieren die Poliere jede Art von Auffälligkeit auf den Baustellen mit ihren mobilen Endgeräten und senden diese mit ihren Arbeitsstunden ins Büro (Fotos: connect2mobile)

werden. Prüfungen, welche Geräte und Maschinen benötigt und welche Materialien verbaut wurden dienen außerdem als Erfahrungswerte für weitere Projekte und Aufgaben. Und nicht nur wenn es rund läuft, profitiert das Unternehmen bei neuen Tätigkeiten: Denn auch eventuelle Schwierigkeiten werden mittels bau-mobil dokumentiert und in der IT aufgenommen. So fotografieren die Poliere jede Art von Auffälligkeit auf den Baustellen mit ihren Galaxy-Tabs und senden diese mit ihren Arbeitsstunden ins Büro. Bauleiter können das allesamt verfolgen und – wann immer erforderlich – sofort reagieren. Bis spätestens Freitag erhalten die Poliere stets die Einteilung für die gesamte folgende Arbeitswoche per EMail auf ihre Tablet-PCs zugesandt. In Kürze soll es außerdem möglich sein, entliehene Maschinen und Geräte aus dem Container direkt auf der Baustelle in bau-mobil einzubuchen. Dabei werden zusätzlich die aktuell verwendeten Maschinen in der Planung von bau-mobil als verplant gekennzeichnet. „Die Durchgängigkeit unserer integrierten Lösung bauen wir in Zusammenarbeit mit Connect2Mobile konsequent weiter aus“, fasst Geschäftsführer Rolf Scharmann zusammen. „Damit wir heute und in Zukunft eine sehr gute Qualität in der Bauausführung gewährleisten können und diese zudem immer besser machen.“ www.connect2mobile.de

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BIM und die Software

BIM-basierter Workflow im Architekturbüro Bei der Umsetzung von BIM spielt der Architekt eine zentrale Rolle. Er erstellt das erste Modell, das in der Folge durch projektrelevante Daten und Kennwerte ergänzt, Dreh- und Angelpunkt, ja die Basis aller BIM-gestützten Prozesse darstellt. Der Architekt baut das Gebäudemodell, das andere Disziplinen für ihre weitere Arbeit benötigen. Als zentraler Akteur im Planungsprozess verwaltet und koordiniert er die Planungen der anderen Disziplinen. BIM beginnt also im Architekturbüro – in diesem Zusammenhang sprechen wir von little BIM. Big BIM bezeichnet die modellbasierte interdisziplinäre Zusammenarbeit mit anderen Planungspartnern. Der Umstieg auf BIM-basierte Planung erfordert vor allem eines: Umdenken und Abschied nehmen von einer gewohnten Arbeitsweise. Und weil auch Schließlich möchte jeder Bauherr schnell wissen, über welche und wie viel Fläche wir Architekten Gedas geplante Gebäude verfügt. Hier zeigt wohnheitstiere sind, sich, dass die viel zitierte MacLeamy Kurve kann das eine große leicht mißverstanden werden kann. Herausforderung bedeuten. Beginnen wir mit little BIM: Wie sieht die BIM-gestütze Arbeit im Architekturbüro aus? Was gilt es dabei zu beachten und was bedeutet das für ein Büro? Dann verlassen wir die „Architekturinsel“ und beleuchten Methode und die Arbeitsabläufe von Big BIM.

und Grundrisse entwerfen und diese mittels der BIM-basierten Berechnungen auswerten. Schließlich möchte jeder Bauherr schnell wissen, über welche und wie viel Fläche das geplante Gebäude verfügt. Hier zeigt sich, dass die viel zitierte MacLeamy Kurve leicht mißverstanden werden kann. BIM-gestützte Planung bedeutet nicht notwendig mehr Arbeit in den ersten Planungsphasen. Allerdings müssen Entscheidungen früher getroffen werden – vom Bauherren als auch vom Architekten. Am Anfang steht also ein grob detailliertes Modell anhand dessen Kubaturen, Abstandsflächen, Raumprogramme, Fassaden und Grundrisse erstellt und kontrolliert werden können. Dabei können nicht nur sehr schnell Fehler festgestellt werden – auch die Kommunikation des Entwurfs an Bauherren oder die Öffentlichkeit ist auf der Basis des Modells wesentlich einfacher.

– ii – Das verfeinerte Modell

–i– Little BIM in ARCHICAD – Das Grobmodell Anstatt 2D-Pläne zu zeichnen, modelliert der Architekt bei der BIM-basierten Planung mit intelligenten Bauteilen ein Gebäudemodell. Aus diesem Modell erstellt ARCHICAD automatisch die dazugehörigen Ansichten, Schnitte, Grundrisse, Details und Berechnungen zum Bruttoraum­ inhalt oder den Wohnflächen. Am Anfang ist das Modell natürlich noch nicht sehr detailliert. Vielmehr besteht es aus einfachen Bauteilen wie einschichtigen Wänden ohne festgelegten Schichtbaufbau. Und weil die Darstellung entsprechend einfach gehalten wird, muss sich der Architekt in den frühen Entwicklungs- und Planungsphasen auch noch nicht allzu sehr festlegen. Allerdings kann er über Geschosshöhen, Dachformen, BRI Körper, Fenster und Türen bereits Fassaden

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In der nächsten Planungsphase wird das Modell weiter ausgearbeitet und mit tiefer gehenden Informationen angereichert. Aus den einschichtigen, allgemeinen Wänden werden nun mehrschichtige Aufbauten. Diese wiederum bestehen aus Baustoffen, die über eine Verschneidungs­ priorität die Verschneidung der Wände, Decken, Unterzüge und Dächer regeln. Aus dem Grobmodell wird Schritt für Schritt ein immer feiner durchdachtes und gestaltetes Modell. Fenster und Türen bekommen Öffnungsrichtungen, Laibungen und Brandschutzwerte etc. Und weil ARCHI­CAD mit einem zusammenhängenden Modell arbeitet, sind die Ansichten, Schnitte und Grundrisse immer Live-Ansichten des Modells, in denen natürlich auch am Modell weiter gearbeitet werden kann. Und auch die Auswertungen der Elemente des BIM-Modells sind alphanumerische Live-Sichten auf das Gebäude. So erhält der Ar-


BIM und die Software

chitekt ein in sich stimmiges Modell mit einem Entwicklungsgrad, den man zuerst im Maßstab 1 : 100 und später 1 : 50 erwartet, ohne dass sich der Workflow wesentlich geändert hat oder Mehrarbeit geleistet werden musste, denn die nötigen Pläne werden in ARCHICAD aus dem Modell generiert. Dieser Entwicklungsgrad wird häufig auch LOD und LoD (Level of Detail und Level of Development) bezeichnet. Während in anderen Ländern bereits darüber Konsens herrscht, welcher LOD wann abzugeben ist, ist dies in Deutschland noch nicht festgelegt.

– iii – Das gemeinsame Modell Noch effizienter wird die modellbasierte Planung, wenn zeitgleich mehrere Architekten an einem Modell zusammen arbeiten. Diese Möglichkeit bietet ARCHICAD mit der Teamworkfunktion. Auf einem BIM Server oder – wenn es sich um ein größeres Büro handelt – auf BIM­ cloud gehostet, haben beliebig viele Architekten Zugriff auf das Gebäudemodell und arbeiten nahezu in Echtzeit zusammen. Dabei ist es vollkommen unerheblich, ob die Projektbeteiligten in eiAlle Pläne „wissen“, wo sie sich im Monem Büro oder von dell befinden. Zudem kann der Architekt ganz unterschiedlichen seinem Modell unterschiedliche Informa­ Standorten aus agieren, tionstiefen mitgeben. weil nur eine StandardInternetverbindung benötigt wird, um Elemente zu reservieren, freizugeben oder die vorgenommenen Änderungen zu senden und zu empfangen. Das macht den BIM-Workflow um ein Vielfaches flüssiger und reibungsloser; die standortunabhängige Zusammenarbeit birgt darüber hinaus jede Menge Vorteile und ein Plus an Flexibilität. Ein ausgefeiltes Rechtesystem sorgt für eine strukturierte Arbeit. Der Projektadministrator verwaltet z. B. die Attribute wie Layer oder Baustoffe, während andere Mitarbeiter Bauteile erstellen können. Dabei reichen die Reservierungen und Berechtigungen bis auf die einzelnen Bauteile und sind somit komplett flexibel und individuell einstellbar.

– iv – Das mobile Modell Häufig möchten auch Projektbeteiligte, die über keine ARCHICAD-Lizenz verfügen – sei es der Bauherr oder Fachingenieure – Zugriff auf die Planunterlagen und das Modell haben. Hier zeigt sich ein weiterer Vorteil der BIMbasierten Arbeitsweise: Aus ARCHICAD erstellt der Architekt ein BIMx Modell, das auf iPads oder Android Tablets geöffnet werden kann. Damit kann man auf der Baustelle durch das 3D-Modell navigieren und kontextorientiert die entsprechenden 2D-Plandokumente aufrufen. Alle Pläne „wissen“, wo sie sich im Modell befinden. Zudem kann der Architekt seinem Modell unterschiedliche Informationstiefen mitgeben. Haben die Fenster im ARCHICAD-Modell z. B. Brandschutz- und Schallschutzkennwerte, können diese (müssen aber nicht) im BIMx-Modell mit angezeigt wer-

den. So sind auch auf der Baustelle alle wichtigen Para­ meter mobil verfügbar, ohne dass aufwendige Papierlisten durchforstet werden müssen. Richtig rund wird die BIM-basierte Arbeitsweise, wenn die Arbeitsplätze im Büro und der mobile Einsatz noch enger zusammenwachsen: Ist das ARCHICAD BIMModell in der BIMcloud gehostet, kann sich der „mobile“ Mitarbeiter – sei es auf der Baustelle oder während der Besprechung beim Bauherren oder Fachingenieur – mit seinem iPad am Projekt anmelden und Anmerkungen und Nachrichten aus BIMx an die Mitarbeiter im Büro schicken, die dann sofort an den betreffenden Stellen in ARCHI­CAD erscheinen. Somit wird das BIM Modell in ARCHICAD zur zentralen Datenquelle.

–v– Little BIM – der erste Schritt Allein die Umstellung von der altbekannten grundrissbasierten Arbeitsweise auf modellbasierte Planung bringt erhebliche Vorteile für das Büro. Dabei ist strukturiertes Arbeiten ebenso wie das Umdenken jedes einzelnen Mitarbeiters eine Grundvoraussetzung. BIM erleichtert die Planung – vor allem erleichtert es Entscheidungen, da sich das Modell besser als jeder 2D-Plan durchdringen lässt, mögliche Planungsfehler eher sichtbar werden und sich darüber hinaus unterschiedliche Planungsvarianten schneller erstellen und besser miteinander vergleichen lassen. Ein schlechter Entwurf wird durch BIM nicht gut, aber BIM trägt dazu bei, ihn besser und schneller beurteilen zu können.

– vi – Big BIM mit ARCHICAD – Das Modell im Büro Sobald Sicherheit bezüglich der Planungsmethodik in ARCHI­ CAD herrscht, kann das Architekturbüro den nächsten Schritt angehen: Big BIM. Dabei wird es in der Regel zunächst um die Übernahme des Modells in die Kostenanalyse und -planung oder Energiebewertung gehen. Nun kommt neben der grafischen Umsetzung des Gebäudes auch den Meta- und alphanumerischen Daten eine große Bedeutung zu. Die Mitarbeiter des Büros müssen jetzt weitere Informationen in das Modell einpflegen: tragend/nicht tragend, innen/außen und andere Angaben. Diese Werte „hängen“ an den jeweiligen Elementen und werden an das entsprechende Programm mit übergeben. Um eine softwareneutrale und damit für die unterschiedlichen Anschlussprogramme nutzbare Datenbasis zu schaffen, d. h., den intelligenten modellbasierten Daten-

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BIM und die Software

austausch zu gewährleisten, muss das BIM-Modell in ­einem offenen Dateiformat weiter gegeben werden, das nach einem genau vordefinierten Standard aus vorgegebenen Elementen eine einheitliche Struktur aufbaut (IFC). ARCHI­CAD unterstützt die IFC 2x3 Schnittstelle und einhergehend damit die komplette Integration der betreffenden Daten. Für die Kostenermittlung stehen verschiedene Softwarelösungen zur Verfügung. Mit direkter Übergabe oder per IFC wird das Modell an die 4D/5D-Programme übergeben. Das kann schon in einer sehr frühen Planungsphase geschehen, denn für Benötigt der Tragwerksplaner die Fenster die ersten Schätzunoder nur die Öffnungen? Wie sieht es mit gen benötigt man nur tragenden und nicht tragenden Strukturen ein grob entwickeltes aus? Der Architekt filtert aus seinem MoModell mit einfachen dell die für den Tragwerksplaner irrelevanWänden, Decken und ten Elemente heraus und übergibt es wieRäumen. Die Ausstatderum per angepasstem IFC als Referenztungen werden in der modell an den Bauingenieur. 4D/5D Lösung angenommen. Hat der Architekt das Modell weiter entwickelt, verfeinert sich auch die Kostenanalyse. Die Bauteile werden über ihre ID verglichen und behalten ihre Bemusterungen bei. So wird das BIM-Modell aus ARCHICAD, das im ersten Schritt „nur“ die Pläne erzeugt hat, Basis für eine verlässliche Kosten­ ermittlung. Ähnlich verhält es sich mit der Energiebewertung. Das Modell, korrekt mit Räumen und allen anderen Architekturbauteilen aufgebaut, wird per IFC übertragen. Da die Programme unterschiedlich in Bezug auf die Übernahme des Modells sind, bietet ARCHICAD sogenannte Übersetzer, also Einstellungen für den angepassten Export an, damit die richtigen Konvertierungsoptionen ausgewählt sind. Dem Raum kommt bei der IFC-Übergabe eine ganz besondere Bedeutung zu, denn Räume wissen, welche Bauteile sie berühren und welche Elemente in ihnen liegen. Basierend auf diesem Modell kann die Energieberatung starten. Die Ergebnisse fließen dann wieder in den Entwurfsprozess ein und unterstützen die energieeffiziente Planung eines Gebäudes.

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– vii – Das Modell bei anderen Planungspartnern Nun verlassen wir die „Architekturinsel“ und beleuchten die Zusammenarbeit mit anderen Planungspartnern – dabei verläuft der Workflow ganz ähnlich. Das Architekturmodell muss allerdings vor der Übergabe an die jeweilige Disziplin gefiltert werden. Benötigt der Tragwerksplaner die Fenster oder nur die Öffnungen? Wie sieht es mit tragenden und nicht tragenden Strukturen aus? Der Architekt filtert aus seinem Modell die für den Tragwerksplaner irrelevanten Elemente heraus und übergibt es wiederum per angepasstem IFC als Referenzmodell an den Bauingenieur. Das gleiche geschieht bei der Übergabe des Ein schlechter Entwurf wird durch BIM Architekturmodells an nicht gut, aber BIM trägt dazu bei, ihn den Haustechniker. ­besser und schneller beurteilen zu können. Dieser erhält allerdings ein weitaus kompletteres Modell inklusive aller Räume, da diese für die Bemessung der Lüftung oder Heizung wichtige Informationen enthalten. Haben Tragwerksplaner und Haustechniker ihre Planungen durchgeführt, ist es die Entscheidung des Büros zu definieren, wie es den Workflow mit den Planungspartnern weiter gestaltet: Änderungen an den tragenden Bauteilen oder zusätzliche Elemente kann der Tragwerksplaner als Modell zurück geben. Der Architekt liest diese Elemente in ARCHICAD ein und kann sie so übernehmen. Dabei steht es ihm frei, sie in richtige Bauelemente umzuwandeln oder nur als reines Volumenmodell zu hinterlegen. Das gleiche gilt für die Leitungsanlagen der Haustechnik. Da sie in 3D vorliegen, kann der Architekt die Planung übernehmen und bei Bedarf in sein Projekt integrieren. ARCHICAD wandelt dann die Elemente in native Haustechnikelemente um. Hat ein Planungspartner weitere Anforderungen wie z. B. Durchbruchsvorschläge, kann er diese als sogenannte ProvisionForVoids übertragen. Das ist im Endeffekt nichts anderes als ein 3D-Objekt in der Größe und an der gewünschten Position des Durchbruchs. Da der Architekt Eigentümer des Architekturmodells ist, kann er diese


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Durchbrüche in sein Modell einpflegen. Nachdem er sie eingeplant hat, sind sie Bestandteil des Architekturmodells und werden somit beim nächsten Planungsstand mit übergeben.

– viii – Das Modell in der Koordination und Überprüfung Jeder Datenaustausch mit den Fachplanern fördert neue Ergebnisse zutage. Modelle müssen überprüft und miteinander koordiniert werden. Die Überprüfung kann visuell oder regelbasiert in anderen Programmen durchgeführt werden. Während am Anfang meistens eine visuelle Überprüfung des Modells ausreicht, wird später – beispielsweise bei der Übergabe des Modells zur Kostenberechnung – eine elektronische Überprüfung nötig, die sicherstellt, dass alles korrekt modelliert und aufgebaut wurde. Erst nach der Kontrolle darf ein Modell übergeben oder wieder in ARCHICAD eingelesen werden. Im Grunde genommen ist die Vorgehensweise ganz ähnlich wie beim klassischen Workflow – allerdings nicht mehr zeichnungsorientiert, sondern moVielleicht ist das der größte Schritt, die dellbasiert. größte Herausforderung für viele Planer: Hat der Architekt die Abkehr von einer Jahrhunderte lang geals führender Koor­ pflegten Grundrisskultur. Aber ist es denn dinator des gesamten für die Vertreter einer Zunft, die dreidimenPlanungsprozesses nun sional denkt und dreidimensionale „Promehrere Modelle der dukte“ kreiert nicht viel besser, von Anfang Planungspartner erhalan in einem Modellschnitt zu arbeiten anten, muss er diese mitstatt aus einem Grundriss einen 2D-Schnitt einander koordinieren. zu konstruieren? Dazu werden sie zusammen geladen und überprüft. Nach der visuellen Prüfung setzen die Werkzeuge zur Kolli­sions- und Regelüberprüfung ein. ARCHICAD unterstützt die Kollisionsüberprüfung mit dem HKLSE Modeller. Für andere Regeln gibt es passende Werkzeuge auf dem Markt. Ergeben sich bei der Überprüfung kritische Punkte, die bearbeitet werden müssen, erstellt der koordinierende Architekt dazu eine sogenannte BCF-Datei (BIM Collaboration Format). Diese Datei, die auch per E-Mail versendet werden kann, enthält einen Screenshot, die Bemerkungen, die Kameraposition und die ID der betroffenen Elemente, so dass jeder Planungspartner damit stets an die betreffende Stelle im Modell gelangt, egal in welchem Programm er auch arbeitet. Er liest die BCF-Datei ein und findet sich sofort an der richtigen Stelle mit allen nötigen Informationen wieder. So überarbeitet jeder Beteiligte in seinem Programm sein Modell und benutzt die Modelle der anderen nur als Referenzmodelle. Bei einer Planungsänderung bzw. bei einem neuen Planungsstand wird die Referenzdatei ausgetauscht oder als zweite Variante (bei der Kostenermittlung) eingelesen. Aufgrund der eindeutigen IDs aller Bauteile

können alle Programme auslesen, ob ein Element neu ist, verändert oder gelöscht wurde. Der Architekt sollte sich bei diesem Prozess in der Rolle des Koordinators wiederfinden, denn im Grunde unterscheidet sich die Koordination eines 2D-Workflows nicht maßgeblich von dem bei der modellbasierten Planung. Das bedeutet auch, dass der Architekt seine zentrale Rolle im Planungsprozess mit BIM behält.

– ix – Das Modell als Referenz – OPEN BIM Der Vorteil bei dieser Arbeitsweise mit Referenzmodellen liegt in der bewussten Übergabe eines Planungsstands. Der Architekt und alle anderen Projektbeteiligten übergeben zu einem nachvollziehbaren Zeitpunkt einen Planungsstand. Da jeder Planungsbeteiligte mit seiner Software in seinem Modell arbeitet, sind alle Verantwortlichkeiten und Haftungsfragen von vornherein geregelt. Jede Disziplin ist für ihr Modell verantwortlich.

–x– Von 2D zu little BIM zu big BIM Auch wenn BIM eine Planungsmethode ist und viel mehr als die Arbeit mit einem Modell beinhaltet, so bedeutet BIM für den Architekten doch in erster Linie die Modellierung eines dreidimensionalen Gebäudemodells. Vielleicht ist das der größte Schritt, die größte Herausforderung für viele Planer: die Abkehr von einer Jahrhunderte lang gepflegten Grundrisskultur. Aber ist es denn für die Vertreter einer Zunft, die dreidimensional denkt und dreidimensionale „Produkte“ kreiert nicht viel besser, von Anfang an in einem Modellschnitt zu arbeiten anstatt aus einem Grundriss einen 2D-Schnitt zu konstruieren? Das BIM Modell ist ein virtuelles Modell und nicht in Stein gemeißelt: Höhen, Geschosse, Grundrisse, Formen – alles lässt sich schnell ändern und anpassen. Außerdem bekommt man die dazugehörigen Ableitungen und Auswertungen gleich dazu. Ein BIM-Modell wächst im Laufe der Zeit. Hat man am Anfang nur eine einfache Tür mit Breite und Höhe, verfeinert sich im Laufe der Planung die Bestimmung und Spezifikation dieser Tür zusehends. Umstieg auf BIM-basierte Planung, d. h.: umdenken, mit Tradi­tionen brechen, gewohnte Arbeitsabläufe in Frage stellen und verändern. Aber es lohnt sich! Wenn sich ein Architekturbüro für die neue Planungsmethode entscheidet, trägt ARCHICAD maßgeblich dazu bei, dass der Umstieg allen Beteiligten leicht von der Hand geht und die BIM-basierte Planung problemlos und flüssig gelingt.* Holger Kreienbrink

www.graphisoft.de

* Der Einfachheit halber benutzen wir im Artikel immer die männliche Form, d. h. der Architekt, Bauherr, Ingenieur etc. ­Selbstverständlich sind damit beide Geschlechter gemeint …

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BIM und die Software

AVA und Kostenplanung in Zeiten von BIM Von einer neuen Spezies von Fachleuten, den Voraussetzungen eines erfolgreichen BIM-Prozess’ und von Zweifeln am gesetzlichen Zwang zur BIM-Einführung In Norwegen entsteht derzeit nördlich des Polarkreises ein modernes Krankenhaus, das komplett in Modulbauweise mit dem weltweit höchsten Grad der industriellen Gebäudefabrikation in Rekordzeit erstellt wird. Ohne dass das beauftragte Unternehmen, welches die Klinik in Modulbauweise vorfertigt und errichtet, das so nennt, drängen sich sofort Schlagworte wie BIM und Industrie 4.0 auf. Ist BIM das Zaubermittel für kostensichere, termingerechte, mängelfreie Bauprojekte in Deutschland?

In der jüngeren Vergangenheit ist eine neue Spezies von Fachleuten entstanden: die BIM-Experten. Der typische BIM-Experte zeichnet sich dadurch aus, dass er genau weiß, welcher unglaubliche Nutzen sich aus der bloßen Anwendung von BIM beim Planen und Bauen und gegebenenfalls auch beim Nutzen von Gebäuden und Infrastrukturprojekten ergibt. Wie das im Detail funktioniert, scheint dabei eher nachrangig zu sein. Zum Glück gibt es inzwischen auch sachkundige, zunehmend praxiserfahrene BIM-Experten, die mit Aufwand und Nutzen der Einführung und Anwendung der BIMMethodik vertraut sind. Solche Fachleute zu finden und bei Bedarf als Berater zu gewinnen, ist heute eine der großen Herausforderungen für Planer, ausführende Unternehmen und Bauherren.

–i– Welche Vorteile verspricht BIM? Ein wesentlicher Vorteil der BIM-Methodik besteht darin, dass Projektinformationen in bestmöglicher Qualität stets aktuell und transparent zur Verfügung stehen, was im Vergleich mit dem traditionellen Planungsprozess zu mehr Planungssicherheit insbesondere in Bezug auf Kosten­ sicherheit und Termintreue führen soll. Außerdem sollen damit Planungs- und im besten Fall auch Ausführungsfehler weitgehend vermieden werden. Für Auftraggeber interessant ist die Nutzung der gesammelten Daten im Rahmen der Gebäudenutzung bis hin zum Rückbau.

– ii – Status Quo von AVA und Kostenplanung Auch heute noch herrscht in vielen Planungsbüros und auch bei erstaunlich vielen Bauherren im öffentlichen wie im privatwirtschaftlichen Bereich die unselige Gewohnheit, Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung (AVA) losgelöst von der Kostenplanung (im Sinne der DIN 276 als Gesamtheit aller Maßnahmen der Kostenermittlung, Kostenkontrolle und Kostensteuerung bis hin zur Kostendokumentation verstanden) zu betreiben. Als Nachfolger von Schreib- und Rechenmaschine werden für diese Aufgaben

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weithin immer noch Word und Excel oder immerhin schon ein AVA-Programm für die AVA, aber eben nicht auch für die Kostenplanung, genutzt. Die Konsequenzen sind bekannt. Die erste Zahl für die Projektsumme, häufig aus dem Bauch heraus oder über den Daumen geschätzt, hat heute, wenn sie Basis für die Kostenvorgabe ist, bereits eine rechtliche Verbindlichkeit. Wesentliche Überschreitungen können massive wirtschaftliche Konsequenzen nach sich ziehen, und zwar für den Auftraggeber wie auch für den verantwortlichen Planer. Nicht nur die frühe Kostenschätzung, sondern auch spätere Kostenberechnungen, welche in der Regel die Grundlage für die Honorarabrechnung darstellen, werden häufig noch – und das durchaus in Übereinstimmung mit den Vorgaben der gültigen DIN 276 und der aktuellen HOAI – losgelöst von den eigentlich zu erbringenden Bauleistungen erstellt. Sie werden sowohl im Planungsprozess als auch datentechnisch getrennt von Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung behandelt. Wen wundert’s, dass die (Kosten-)Überraschung bei dieser Arbeitsweise dann mit dem von der HOAI bei der Vorbereitung der Vergabe geforderten bepreisten Leistungsverzeichnis oder gar erst mit den Bieterangeboten kommt?

– iii – Professionelle Software – nicht die einzige Voraussetzung für einen erfolgreichen BIM-Prozess Mit den oben genannten Softwaretools ist die für eine Kostensicherheit unabdingbare Integration von AVA und Kostenplanung als ganzheitlicher Prozess nicht mit wirtschaftlichem Aufwand machbar. Es gibt aber seit Jahrzehnten professionelle, in vielen Büros mit Kostenverantwortung eingesetzte Software, welche genau dieses leistet und damit Planer wie auch Bauherren in die Lage versetzt, die Kosten frühzeitig vernünftig zu schätzen, präzise Kostenberechnungen zu erstellen, die im weiteren Prozess mit geringem Aufwand zu den Leistungsverzeichnissen für die Ausschreibung führen. Diese wiederum sind Vertragsgrundlage für Auftrag und Abrechnung. Mit einer solchen Software lassen sich ab der Kostenschätzung bis zur Kostenfeststellung des abgerechneten Projekts die geplanten, schon entstandenen und noch zu erwartenden Kosten tagesaktuell kontrollieren und damit auch steuern und zusätzlich durch automatische Transformation z. B. von geometriebezogenen Kosten auf eine gewerkeorientierte und auch auf eine nach Kostengruppen gegliederte Kostendokumentation über alle Projektstadien hinweg abbilden. Klaus Schiller, „Vater“ von DBD Dynamische BauDaten, hat es sehr schön auf den Punkt gebracht: Ein Bauwerk besteht aus Bauteilen, Bauteile werden durch Leistungen hergestellt, Kosten werden von Leistungen (in­ klusive Lieferungen und Nebenleistungen) verursacht.


BIM und die Software

Bild 1. BIM – das digitale Gebäudemodell und das daraus erzeugte Kaufmännische Gebäudemodell sind stets transparent miteinander verbunden

Bild 2. Im Kaufmännischen Gebäudemodell markierte Bauteile werden sofort im grafischen Gebäudemodell visualisiert und umgekehrt

„Aufwändungen für Güter, Leistungen, Steuern und Abgaben, die für die Vorbereitung, Planung und Ausführung von Bauprojekten erforderlich sind“ definiert die DIN 276 als Kosten im Bauwesen. Hieraus wird schnell klar, warum frühe Kostenermittlungen nach Kostengruppen über Kenngrößen wie Bruttorauminhalt, Nutzfläche oder Bruttogeschossfläche nur bei sehr ähnlichen Gebäudestrukturen der Vergleichsobjekte, aus denen die Erfahrungswerte stammen, brauchbare Ergebnisse liefern. FlexiEin Bauwerk besteht aus Bauteilen, Bauteile bler anwendbar und werden durch Leistungen hergestellt, Kosten daher in der Regel bewerden von Leistungen (inklusive Lieferunreits genauer ist die Megen und Nebenleistungen) verursacht. thode, über projekttypische Kenngrößen von Grobbauteilen (Grobelementen) wie Gründungsfläche, Außenwandfläche, Dachfläche, Fensterfläche und andere die Kosten zu schätzen. Viel genauer wird die Kostenermittlung, wenn sie über Feinelemente erfolgt, denen bereits Leistungen mit ihren Mengenansätzen zugeordnet sind. Hierfür gibt es seit Jahren Baudatensammlungen, die Elementstrukturen, verknüpft mit Leistungen und Baupreisen, für die Nutzung in geeigneten Softwarelösungen anbieten. Diese können Ergänzung oder Ersatz für eigene Daten sein. Eine professionelle Software für AVA und Kostenplanung versetzt den Planer so in die Lage, aus der Geometrieinformation eines Bauwerks zu erwartende Baukosten zu ermitteln und diese in den gewünschten Kostenstrukturen (nach Geometrie, Leistungsbereichen bzw. Vergabeeinheiten oder nach Kostengruppen) darzustellen. Daraus Leistungsverzeichnisse für die Ausschreibung zu erzeugen, wird in so einem integrierten Prozess weitgehend von der Software erledigt. Es

bleibt für den LV-Ersteller nur noch die erforderliche Ergänzung und Prüfung der LVs.

– iv – Wirtschaftlicher BIM-Prozess – Vorbereitung ebenso wichtig wie „BIM-Fähigkeit“ der Beteiligten Wo AVA und Kostenplanung bereits als ganzheitlicher Prozess verstanden und auch gelebt wird, ist der nächste Schritt der Integration dieser Aufgaben in den BIM-Prozess gar nicht mehr so groß. Das digitale Gebäudemodell (3D) stellt zunächst einmal Geometriedaten und Informationen zu Bauteileigenschaften in unterschiedlicher Qualität und Detaillierung für die weitere Planung bereit. Im einfachsten Fall ist neben den Geometriedaten zumindest die Information vorhanden, dass das Bauteil z. B. eine Außen- oder Innenwand darstellt. Im Idealfall ist in diesem CAD-Gebäudemodell bereits eine Bauteilklassifikation hinterlegt, die dann automatisch eine Entsprechung auf der kaufmännischen Seite findet. Hieran erkennt man leicht, dass ein wirtschaftlicher BIM-Prozess keineswegs nur von der eingesetzten Software abhängt, sondern in hohem Maße von der „BIM-Fähigkeit“ aller am Prozess Beteiligten und auch vom Vorhandensein geeigneter Daten. Die Nutzung fest verdrahteter, vom Softwarehersteller mitgelieferter „intelligenter“ Daten führt oft zum Frust, da sie sich in der Praxis doch nicht als so geeignet für die eigene Arbeit erweisen wie bei der Präsentation im Vorfeld dargestellt. Es gibt Unternehmen, die berichten, dass Mannjahre erforderlich waren, eigene Kalkulations- oder Ausschreibungsdaten für solche Lösungen „BIM-fähig“ zu machen. Vorteilhafter sind hier einfach und schnell anzupassende

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BIM und die Software

Bild 3.  Im BIM-Prozess steht das Gebäudemodell in den unterschiedlichsten Ansichten für die verschiedenen Aufgabenstellungen zur Verfügung   (Abb.: G&W)

Bauteilstrukturen, die im Sinne aktiver Kostenplanung variiert werden können. Alternativ sind dynamische Bauteilkataloge, welche mit entsprechenden Ausschreibungs- und Kostendaten verknüpft sind, in Verbindung mit der geeigneten Software ein wertvolles Werkzeug, um im BIM-Prozess schnell und wirtschaftlich ans Ziel zu kommen. Der Standard für den Austausch von Bauwerksinformationsmodellen ist die internationale Norm ISO 16739 IFC. Diese kann neben geometrischen und topologischen Strukturen von Gebäudemodellen auch weitere baufachliche Elemente und Eigenschaften zwischen verschiedenen Softwarelösungen transportieren. Zum Zwecke einer spezifischen Klassifikation von Bauteileigenschaften für eine einheitliche Definition von BIM-Inhalten wurde die DIN SPEC 91400 als bauteilorientiertes IFC-kompatibles Klassifikations- und Beschreibungssystem geschaffen. Auf der Grundlage des STLB-Bau – Dynamische Baudaten – soll sie einen Katalog klassifizierter Bauteilgruppen mit ihren wesentlichen Beschreibungsmerkmalen und Ausprägungen festlegen. Ein Beispiel für den kaufmännischen Teil des BIM-Prozesses zeigt die Kostenplanungs- und AVA-Software ­California.pro. Aus dem In Gesprächen mit – in der Regel nicht digitalen Gebäudemo­direkt vom Thema Betroffenen – hören wir dell erzeugt diese via immer wieder: „Die Technik funktioniert, IFC das ­„ Kauf­m änjetzt muss der Gesetzgeber rasch handeln nische Gebäudemodell“. und die Anwendung von BIM vorschreiDieses stellt in der Daben.“ Das klingt ein wenig ähnlich, als tenbank als Raum- und hätte man nach der Erfindung des AutomoGebäude­buch nach Lobils gefordert: „Autos sind verfügbar, jetzt kalität und Qualität muss der Gesetzgeber vorschreiben, dass gruppiert alle im Gebäusie auch genutzt werden müssen.“ demodell gefundenen Bauteile mit ihren Eigenschaften dar. Sind bereits geeignete Bauteilvarianten vorbereitet (auch hier beschleunigt eine einmalige Arbeitsvorbereitung die regelmäßige Projektarbeit erheblich!), so werden diese automatisiert zugeordnet. Bauteile, die so bisher nicht bekannt sind, werden automatisiert als Bauteilvarianten angelegt und sind noch zu bemustern. Damit werden modell-

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basierte Mengenermittlung, Kostenermittlung und auch die Erstellung der LVs für die Ausschreibung automatisiert erledigt. Änderungen am digitalen Gebäudemodell werden im Kaufmännischen Gebäudemodell nachgeführt. Im Beispiel der genannten Software werden die Leistungsverzeichnisse für die einzelnen Vergabeeinheiten aus dem IFC-basierten Raum- und Gebäudebuch automatisch generiert. Durch die den Leistungen zugeordneten Kostengruppen werden die Baukosten automatisch in die Kostengliederung der DIN 276 (oder beliebige andere Kostenstrukturen) abgebildet, was bei der klassischen Nutzung von Excel oder einfachen AVA-Programmen jeden Planer zur Verzweiflung bringt. Jederzeit ist sichergestellt, dass alle Kosten, die aus der geometrieorientierten Planung stammen, 1 : 1 in den LVs und ebenfalls exakt in der DIN 276 erscheinen. Kosten, die typischerweise nichts mit dem digitalen Gebäudemodell aus der CAD zu tun haben wie z. B. Grundstückskosten, Baunebenkosten etc. werden im Kaufmännischen Gebäudemodell ergänzt und bei Kostenkontrolle, Budgetüberwachung und Kostendokumentation berücksichtigt. Es versteht sich, dass eine solche Software den kaufmännisch-planerischen Prozess der Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung mit Kostenkontrolle, Nachtragsmanagement, Mängel- und Gewährleistungsüberwachung lückenlos und transparent unterstützt.

–v– Welchen Vorteil bietet der BIM-Prozess für AVA und Kostenplanung in der Praxis? Der primäre Nutzen wird von den Bauherren erwartet. Kostensicherheit, Termintreue, mängelfreie Ausführung sind für sie ebenso wie der Zugriff auf die vollständigen Informationen bei der Nutzung der Bauwerke wesentliche Vorteile. Ob sie im Umfeld deutscher Regelungen wie HOAI, VOB, Vergaberecht und vielen mehr in der Praxis regelmäßig im erwarteten Umfang durch Anwendung der BIM-Methodik erzielt werden können, muss sich in der Praxis erst noch erweisen. Auch für die beteiligten Planer kann die BIM-Methode wirtschaftliche Vorteile bieten – wenn sie für alle Leistungsphasen (zumindest ab LPh 3) beauftragt sind. Der hohe Aufwand für Mengenermittlung, Kostenermittlung und LVErstellung bis hin zum schlussgerechneten Projekt wird durch konsequente Anwendung der BIM-Methodik für AVA und Kostenplanung mit geeigneten Softwarewerkzeugen erheblich reduziert. Die Aktualisierung aller Daten bei Änderungen der Planung vereinfacht sich stark, Fehlerquellen werden weitgehend eliminiert. Dieser Nutzeffekt kann nicht nur bei Großprojekten, sondern auch bei kleineren Baumaßnahmen zu messbaren Einsparungen in den späteren Leistungsphasen führen. Man muss allerdings berücksichtigen, dass dafür der Aufwand in den frühen Leistungsphasen deutlich erhöht wird. Klassisches Zeichnen von (2D-)Plänen und BIM passen nicht zusammen, konsequente „BIM-gerechte“ 3D-Modellierung ist absolute Voraussetzung. „BIM-gerecht“ bedeutet z. B., dass die Rampe für die Tiefgarage nicht mit dem so praktischen Dachmodul gezeichnet wird, ein Tisch nicht mit der Funk­ tionalität Stütze und Decke konstruiert wird und ein Stück


BIM und die Software

Wand nicht einfach als Kubus gestaltet wird, sondern mit den korrekten Wandeigenschaften ausgestattet sein muss. Sonst passt zwar die optische Darstellung, aber für die weitere Bearbeitung sind die Daten nicht sinnvoll nutzbar. Daher ist eine entsprechende Ausbildung aller am BIM-Prozess Beteiligten, eine gut vorbereitete Organisation und vertragliche Regelung des Prozesses inklusive funktionierenden BIM-Management ebenso notwendige Voraussetzung für einen erfolgreichen Projektabschluss wie geeignete Softwaretools. Diese sind heute bereits auf einem guten, aber keineswegs perfekten Stand.

– vi – Ist ein gesetzlicher Zwang zur BIM-Anwendung hilfreich? In Gesprächen mit – in der Regel nicht direkt vom Thema Betroffenen – hören wir immer wieder: „Die Technik funktioniert, jetzt muss der Gesetzgeber rasch handeln und die Anwendung von BIM vorschreiben.“ Das klingt ein wenig ähnlich, als hätte man nach der Erfindung des Automobils gefordert: „Autos sind verfügbar, jetzt muss der Gesetzgeber vorschreiben, dass sie auch genutzt werden müssen.“ Nein, erst müssen klare Regelungen zur Anwendung geschaffen werden. Die Rahmenbedingungen wie HOAI, GWB, Vergaberecht und VOB müssen entsprechend angepasst werden, damit sie die BIM-Anwendung nicht behindern. Die Ausbildung muss flächendeckend sichergestellt werden, es müssen hinreichende Erfahrungen von BIM-Projekten aller Art in Deutschland (!) vorhanden und ausgewertet sein, und dann, ja dann ist möglicherweise der Gesetzgeber an der Reihe, so das dann überhaupt noch erforderlich sein sollte. Wenn nämlich der versprochene Nutzen in der Praxis für Auftraggeber, für Planer und für die ausführenden Firmen regelmäßig eintritt, dürfte ein gesetzlicher Zwang gar nicht erforderlich sein. Vielmehr kann dann jeder Auftraggeber selbst entscheiden, ob und bei welchen Projekten die BIM-Methode in welcher Tiefe einzusetzen ist. Das theoretische erreichbare Optimum an BIM-Anwendungstiefe, bei dem von der ersten Planung bis zum

Rückbau nach der Nutzungsdauer des gebauten Objekts alle jemals erarbeiteten Informationen von allen Beteiligten eingepflegt und genutzt werden, ist keineswegs das wirtschaftliche Optimum. Das gilt für Planer, Auftraggeber und Auftragnehmer. Man stelle sich vor, beim Bau eines Kindergartens in einer kleinen Gemeinde wollte man die kleinen örtlichen Handwerker, die vielleicht am wirtschaftlichsten anbieten können, zwingen, aktiv im BIM-basiert zu kalkulieren, ihren Zeitablauf zu simulieren und alle Produktinformationen im Gebäudemodell, dem Building Information Model, einzupflegen. Es braucht nicht viel Phantasie sich vorzustellen, wie z. B. ein Bodenleger hier reagieren würde: entweder verzichtet er auf den Auftrag, oder er kalkuliert den erheblichen Mehraufwand in sein Angebot mit ein. Die Kostensicherheit für die Bodenbelagsarbeiten wird vermutlich kein bisschen besser, die Termintreue wie auch die Ausführungsqualität auch nicht, lediglich die Kosten steigen erheblich.

– vii – Fazit Stand heute ergibt es daher insbesondere für Planer Sinn, die oben dargestellten Vorteile und Einsparungen dem damit verbundenen Aufwand gegenüberzustellen und auf dieser Basis die Möglichkeiten der BIM-Methode unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten zu nutzen. Unsere Empfehlung geht dahin, nicht alles mit BIM zu machen, was mit BIM machbar ist, sondern genau das mit BIM zu machen, was einen sinnvollen Nutzen bringt. Schließlich ist BIM ein Werkzeug, kein Allheilmittel, wie Bernhard Bayer es sehr richtig formuliert hat. Schon jetzt kann man mit BIM effizienter als ohne BIM arbeiten. Dr. Schiller hat es auf den Punkt gebracht: BIM einfach machen. Dr.-Ing. Achim Warkotsch, Geschäftsführer G&W Software Entwicklung GmbH

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BIM und die Software

Projektraum und BIM Vom Projektraum als Baustein in einer BIM-Strategie Bedeutet Planung die gedankliche Vorwegnahme zukünftiger Handlungsschritte, so nimmt die Planung von Bauprojekten virtuell die Erstellung des Gebäudes vorweg. In der Praxis erfolgt diese vielfach mit Hilfe eines computergestützten 3D-Modells, welches das spätere Gebäude im Maßstab 1:1 abbildet. Ziel dabei ist es, über alle Beteiligten hinweg die durchgängige digitale Erfassung, Kombinierung und Vernetzung aller Gebäudedaten (BIM) zu erreichen, damit diese über den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes zur Verfügung stehen. Der Architekt erstellt das 3D-Modell mit dem die TGAPlaner ihre Anlagen in das virtuelle Bauwerk unter Berücksichtigung der vorhandenen Bauteile einplanen. Dabei nimmt der Detaillierungsgrad im Laufe des Projektes im 3D-Modell zu. Der Statiker dimensioniert dann die Bauteile. Dadurch ergeben sich wiederum Änderungen auf die Bauteile des Gebäudes und die geplanten Anlagen der TGA-Planer. Auf diese Art und Weise nähert sich das virtuelle Gebäudemodell iterativ an den Zielzustand mit allen erforderlichen Bauteilen und Anlagen an. Im Rahmen der Ausschreibung wird das erstellte 3D-Modell den Bietern zur Verfügung gestellt, damit diese aus dem 3D-Modell direkt ihr Angebot kalkulieren können (Bild 1). Bei der Erstellung des Gebäudes auf der Baustelle werden aus dem 3D-Modell 2D-Planunterlagen (Werkund Montageplanung) erzeugt und den ausführenden Firmen zur Verfügung gestellt. Bei Änderungen der Planung auf der Baustelle tragen die ausführenden Firmen diese in die 2D-Planunterlagen ein und überführen sie später in das 3D-Modell, damit dieses mit dem ausgeführten Gebäude übereinstimmt. Das am Ende des Erstellungsprozesses vorhandene 3D-Modell bildet die Grundlage für den Betrieb

Bild 1.  3D-Plan Microstation

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des Gebäudes über dessen Lebenszyklus hinweg und ist Basis für Um- und Ausbauten während der Betriebsphase.

Zusammenarbeit im 3D-Planungsprozess Durch Zusammenarbeit der verschiedenen Prozessbeteiligten am gleichen 3D-Modell erfordert der Planungsprozess im höchsten Maße vernetztes, unternehmensübergreifendes Zusammenarbeiten und das sowohl auf organisatorischer als auch auf technischer Ebene. Auf der organisatorischen Ebene haben Änderungen und Ergänzungen am 3D-Modell unmittelbare Auswirkungen auf die eigene Planung. Dadurch muss derjenige Beteiligte, der eine Änderung / Ergänzung initiiert, auch für deren zeitnahe Kommunikation gegenüber den anderen Beteiligten sorgen. Die technische Ebene ist geprägt durch eine Kombination aus CAD-Planungsplattform und internetbasierendem Projektraum, die untereinander über intelligente Schnittstellen miteinander kommunizieren.

CAD-Planungsplattform Die CAD-Planungsplattform legt die Planungstools wie zum Beispiel AutoCAD oder Microstation und den Arbeitsbereich wie Ebenen-/Layerfestlegung, Farbtabellen, einheitlichen Plankopf fest, und verwaltet alle Einstellungen zentral für alle Planungsbeteiligten gewerkespezifisch. Jeder Planungsbeteiligte arbeitet dabei an seinem spezifischen 3D-Modell, in das jeweils die 3D-Modelle der anderen Planungsbeteiligten eingeblendet und referenziert werden können. Die Planungsplattform stellt strukturiert die 3D-Modelle der Beteiligten zur Verfügung und ermöglicht so die


BIM und die Software

Bild 2.  Schnittstelle ProjectWise – AWARO

unternehmensübergreifende Detaillierung des umfangreichen, übergreifenden 3D-Modells des Gesamtbauwerks.

Internetbasierender Projektraum Der internetbasierende Projektraum bildet die organisatorische Ebene der Zusammenarbeit über ein dediziertes Funktionenkonzept ab und bietet bidirektionale Schnittstellen zur technischen Planungsplattform. Im Projektraum wird die planungsbegleitende Dokumentation des Projekts z. B. mit Protokollen, Berechnungen, technischen Zulassungen, Mängelmanagement, Planungsraumbuch abgebildet. Über die Schnittstellen spielen die Beteiligten Daten wie CAD-Dokumente, Planungsstände, Varianten, Raumgrößen, Anlagenteile direkt aus der technischen Planungsplattform in den Projektraum ein. CAD-Daten können direkt als PDF-Datei übergeben werden, um sie in verschiedensten Szenarien weiterzuverwenden. Andere Daten können direkt aus der Planungsplattform in das Planungsraumbuch übernommen werden, um eine Modellierung wie z. B. eine Heizlastenberechnung zu ermöglichen.

Fallbeispiel: Neubau Terminal 3 der Fraport AG Bei dem Fallbeispiel handelt es sich um den Bau des Terminals 3 am Flughafen Frankfurt am Main mit einem Investi­tionsvolumen von über 2,4 Mrd. € Gesamtkosten. Das Projekt soll in der ersten Ausbaustufe im Jahr 2022 abgeschlossen sein. Erstellt wird ein komplexer Hochbau mit verschiedenen Gebäudeteilen mit öffentlichen und betrieblichen Bereichen. Die Gebäudegesamtfläche beträgt 470.000 m 2, 5,5 Mio. m 3 Bruttorauminhalt und ca. 1,4 Mio. m2 Vorfeldfläche. Zur Anbindung des Terminals 3 an die restliche Flughafeninfrastruktur, wird sowohl die Gepäckförderanlage als auch das Passagier-Transfersystem „Sky Line“ erweitert. Mit dem Projekt werden sowohl Außenflächen, Straßen und Toranlagen rund um das Terminal 3 als auch ein Autobahnanschluss neu errichtet.

Im Terminal selbst sind umfangreiche technische Anlagen geplant, die die Gewerke Heizung, Klima, Lüftung und Sanitär, Sprinkler, Gebäudeautomation, Elektroanlagen, Brandmelde-, Einbruchmelde- und Gefahrenmeldeanlagen, Fördertechnik sowie Prozesstechnik betreffen. Alle diese Gewerke arbeiten auf der CAD-Planungsplattform Bentley ProjectWise mit Bentley Microstation als CADTool zusammen. Letzteres stellt der Bauherr allen beteiligten Planern zur Verfügung. Zur Kommunikation und Dokumentation des Projektfortschrittes bietet der Bauherr den virtuellen Projektraum AWARO an. Dieser vernetzt alle Projektbeteiligten unternehmensübergreifend und ermöglicht so auch den Austausch von Informationen und Dokumenten (Bild 2). 1. Der Planer ändert den Workflowstatus in ProjectWise auf „Vorabzug“ oder „Veröffentlichung“. 2. Die Schnittstelle (rot) extrahiert die CAD-Dateien und erzeugt aus den CAD-Dateien PDF-Dateien. Die Schnittstelle übermittelt die PDF-Dateien inkl. Benutzername, Status und GUID (Globally Unique Identifier) an AWARO. Ein manuelles Hochladen von PDF-Dateien durch den Planer ist nicht erforderlich. 3. In AWARO erfolgt die Planprüfung und Freigabe anhand der PDF-Dateien. Nach der Prüfung wird der Status in AWARO an den PDF-Dateien in „Freigegeben“, „Freigegeben mit Änderungen“ oder „Nicht freigegeben“ geändert. 4. Die Schnittstelle fragt den Status der PDF-Dateien ab und gibt den Status an die zugrundeliegenden CADDateien weiter. Damit haben die CAD-Dateien den gleichen Status wie die PDF-Dateien in AWARO.

3D-Planungsprozess mit Microstation und ProjectWise Der Architekt erarbeitet mit Microstation ein 3D-Modell, das alle relevanten Bauteile enthält. Dieses stellt er den anderen Planungsbeteiligten in regelmäßigen Abständen zur Verfügung. Die Informationen über die Änderungen am 3D-Modell erfolgen dabei über den Projektraum. Die technischen Planer erstellen jeweils eigene 3D-Modelle ihrer Fachgewerke und referenzieren sich das 3D-Modell des Architekten. So entstehen mehrere 3D-Modelle, die jeweils die einzelnen technischen Anlagen beinhalten. In der Summe der einzelnen 3D-Modelle ergibt sich ein komplexes 3D-Gebäudemodell, das im laufenden Planungsprozess weiter detailliert wird und sich somit dem Endzustand annähert. Eine im Projekt integrierte Kollisionsprüfung führt automatisiert die Prüfung von Kollisionen der technischen Anlagen mit der Architektur oder mit den technischen Anlagen untereinander wie z. B. Heizung mit Elektrotechnik oder Lüftung mit Heizung mit Bentley Clash Detection durch. Das Ergebnis der Kollisionsprüfung wird als PDFDokument mit Anzeige der Kollision und eindeutiger ID zur Verfügung gestellt, über AWARO dokumentiert und an die beteiligten Planer verteilt. Die technischen Planer können die Vielzahl der Durchbrüche im Bauwerk, die durch die Durchdringung von technischen Anlagen mit der Architektur entstehen, automatisiert ausgeben und in Tabellenform an den Tragwerksplaner zur Berechnung und weiter an den Architekten übergeben. Die Kommunikation und Dokumentation

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BIM und die Software

Bild 3.  AWARO Planmanagement (Abb.: AirITSystems GmbH)

der Ergebnisse erfolgen dabei über den Projektraum. Für die interne Qualitätssicherung durch den Bauherrn erzeugen die Planer zu vorgegebenen Zeitpunkten 2D-Plan­ unterlagen. Diese Planunterlagen erstellen sie in Micro­ station in Verbindung mit ProjectWise als CAD-Planungsplattform. Über eine automatisierte Schnittstelle werden die CAD-Dateien in PDF-Dateien umgewandelt und anschließend an AWARO übergeben. Gleichzeitig wird der Status der Dateien wie z. B. Vorabzug oder Veröffentlichung mit übergeben und im entsprechenden Feld des Projektraumes vermerkt. Eine manuelle Erstellung der PDF-Dateien und das anschließende Hochladen in den Projektraum entfallen mit der Schnittstelle. Die Schnittstelle ist dabei so leistungsfähig, dass ein PDF-Plan, je nach Komplexität des Inhalts der CAD-Datei, durchschnittlich nach vier Minuten im Projektraum vorliegt. In einer nächsten Ausbaustufe soll die Planungsplattform weitere Daten, die in Microstation als CAD-Tool gepflegt werden wie Daten zu Raumprogramm und zu technischen Anlagen in ein Planungsraumbuch über die Schnittstelle an den Projektraum übergeben. Damit ist der aktuelle Abgleich der Gebäudedaten mit den Sollwerten über AWARO möglich. Die Daten aus dem Planungsraumbuch werden später in die SAP-Systeme des Bauherrn über eine vorhandene SAP-Schnittstelle überführt und können damit zeitnah den Gebäudebetrieb sicherstellen (Bild 3).

Planmanagement in AWARO In der Planungsphase werden für die interne Qualitätssicherung des Bauherrn PDF-Dokumente automatisiert aus der Planungsplattform an AWARO übergeben. Diese Dokumente werden automatisch benannt und dann per Aufgabe an die Prüfverantwortlichen übergeben, die nach der

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Prüfung den Prüfbericht einstellen und an die Planungsbeteiligten versenden. Das Planmanagement ändert im Projektraum den Status der PDF-Dokumente auf eine von drei Möglichen (Freigegeben, Freigegeben mit Änderungen, Nicht freigegeben). Durch die Statusänderung wird die Schnittstelle aktiviert und die Information zu der Statusänderung fließt zurück zur Planungsplattform ProjectWise. Damit haben die Planungsbeteiligten über die Auswertungsmöglichkeiten von ProjectWise eine aktuelle Sicht auf den Freigabestand ihrer Planung.

Fazit Der konsequente Einsatz spezialisierter, untereinander vernetzter Plattformen verstärkt die Zusammenarbeit von Projektbeteiligten im Rahmen einer BIM-Philosophie zwangsläufig. Mit dem Einsatz der CAD-Planungsplattform ProjectWise erhöht sich bei den Projektbeteiligten der Informations- und Dokumentationsbedarf, der durch AWARO abgedeckt wird. Zusätzlich wird über eine Schnittstelle ProjectWise an den Projektraum angebunden. Dies vereinfacht und unterstützt die Planungs- und Freigabeprozesse. Durch den geschilderten Einsatz von AWARO zeigt sich ein Trend hin zur verstärkten Nutzung von Daten direkt aus der CAD-Anwendung und deren Verarbeitung / Auswertung im Projektraum. Zukünftig ist es vorstellbar, dass viele in der CAD-Anwendung erfasste Daten im Projektraum zur Verfügung stehen, um dort spezialisierte Auswertungen (z. B. Türlisten, Typ, Anzahl und Lage von Brandschutzklappen, Kabel- und Trassenlisten) zu erstellen. Dipl.-Ing. Andreas Schramm, Senior Berater und Key-Account-Manager AWARO bei AirITSystems GmbH

www.awaro.com


BIM und die Software

Schnelle und nachvollziehbare Auswertung eines BIM-Modells Wer CAD für die Bauplanung nutzt, möchte vom ersten Strich an produktiv sein und zügig zu guten Ergebnissen kommen. Hier setzt die MuM Building Suite – eine Zusatzapplikation, die Autodesk Revit Architecture, Autodesk Revit MEP und Autodesk Revit Structure um viele benutzerfreundliche Befehle für einen schnellen und effektiven Arbeitsalltag erweitert – an. Die MuM Building Suite umfasst eine umfangreiche Bibliothek und intelligente Suchwerkzeuge, mit denen sich der Anwender schnell innerhalb der Familien und in den Projekten bewegen kann. Dazu gehören auch Funktionen wie Sortieren oder Wandabwicklung und Werkzeuge für Schraffuren, Bogentexte sowie Fenster und Türen, die in Ansichten und Schnitten aus Skizzen erstellt werden können.

Revit goes AVA: Modellbasierte Mengenermittlung Mit dem MuM Praxispaket Kalkulation bringt Mensch und Maschine (MuM) jetzt erstmals ein eigenständiges Softwareprodukt für die BIM-Kalkulation mit Autodesk Revit 2016 auf den Markt. Damit können Ausschreiber und Kalkulatoren ohne Umweg direkt in die 3D-Mengenermittlung einsteigen. Sie finden einzigartige Funktionen für eine nahezu grenzenlose BIM-Modell-Auswertung in Kombination mit jedem beliebigen AVA-System. Das neue Praxispaket ist ein weiterer, individuell wählbarer Baustein innerhalb der beliebten MuM Building Suite. Es ist vollständig in Autodesk Revit 2016 integriert und erweitert die aktuellste Version der BIM-Software um wertvolle Zusatzfunktionen und bauspezifische Inhalte – für eine noch schnellere, effizientere Mengenermittlung und Kostenkalkulation. Die Basis dafür bildet das in Revit erstellte 3D-Modell. Es enthält alle notwendigen Informationen (Attribute), die übrigens problemlos via IFC-Schnittstelle auch aus anderen CAD-Programmen eingelesen werden können. Von

der Wand über die Fliese bis zum Stahlträger – das 3DModell liefert die entsprechenden Mengen. Gleichzeitig gewährleistet es eine hohe Genauigkeit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit. Die ermittelten Mengen sind jederzeit nachvollziehbar. Besonders deutlich werden die Vorteile der modellbasierten Mengenermittlung für alle Beteiligten, wenn es wie so oft Änderungen in der Planung gibt. Unabhängig davon kann das einmal erstellte Mengenmodell auch für das Erstellen von Projektterminplänen, die Vergabe von Nachunternehmer-Leistungen oder das Abrechnen von Bauleistungen verwendet werden. Der Bauteilfilter berücksichtigt die besonderen Anforderungen der Kalkulation sowie die Möglichkeit, sehr einfach eigene Formeln zu erstellen, um eine regelbasierte Mengenermittlung abzubilden.

Integrierte GAEB-Schnittstelle Eine integrierte GAEB-Schnittstelle zu beliebigen AVASystemen ermöglicht den einfachen Im- und Export von Leistungsverzeichnissen mittels GAEB. Standardmäßig mitgelieferte Excel-Vorlagen lassen sich an individuelle Anforderungen anpassen. Individuelle Filter und Schnelligkeit schließen sich nicht aus: Das MuM Praxispaket Kalkulation ermöglicht thematische Echtzeit-Auswertungen auf Basis nativer Autodesk Revit Daten. Optional lässt sich das Praxispaket mit unternehmenseigenen Datenbanken wie beispielsweise SAP oder Oracle verbinden. Wer die Software erst einmal unverbindlich ausprobieren möchte: für Interessenten gibt es eine kostenlose Testversion. Alles, was es braucht, um loslegen zu können, sind ein Revit 2016 Viewer oder Autodesk Revit 2016.

www.mum.de

Mengenansätze in der MuM Building Suite können im Revit Modell hervor­ gehoben oder gefiltert werden (Abb.: Mensch und Maschine)

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BIM und der Bund

BIM-Strategie für Deutschland – der Wagen rollt In den letzten beiden Jahren hat mein Vorgänger Dr. Jürgen ­Koggelmann an dieser Stelle über die Reformkommission Bau von Großprojekten und die Fortschritte bei der Implementierung einer BIM-Strategie für Deutschland berichtet. Sein Optimismus hat sich bestätigt. Der Prozess hat Fahrt aufgenommen, der ­Wagen rollt. Auf dem Tag der Deutschen Bauindustrie am 21. Mai 2015 kündigte Herr Bundesminister Dobrindt an, noch vor Jahresende einen Stufenplan vorzustellen, der BIM zur breiten Anwendung verhelfen soll. Dieser Plan soll schrittweise zu erhöhende Leistungsniveaus für BIM definieren und einen Implementierungsplan beschreiben. Damit nimmt er eine zentrale Handlungsempfehlung der Reformkommission auf, die am 29. 6. 2015 ihren Endbericht vorgelegt hat. Der Stufenplan wird gegenwärtig im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) von der „planen-bauen 4.0 – Gesellschaft zur Digitalisierung des Planens, Bauens und Betreibens mbH“ (planen-bauen 4.0) entwickelt. Gesellschafter der Plattformgesellschaft sind die wichtigsten Kammern und Verbände der an der gesamten Wertschöpfungskette Bau beteiligten Branchen. Sie ist damit ein breit aufgestelltes, neutrales und technologieoffenes Kompetenzzentrum, das von der Wirtschaft getragen wird.

Kein Allheilmittel Fachleute aus all diesen Branchen, öffentliche und private Auftraggeber und Vertreter der Wissenschaft haben sich in mehreren, von der plaSchon jetzt wird klar: Die Notwendigkeit, nen-bauen 4.0 durchdie Digitalisierung im Baubereich in einer geführten Workshops gemeinsamen Anstrengung voranzutreiben im BMVI ausgetauscht. wird von keinem der Beteiligten in Zweifel Schon jetzt wird klar: gezogen. Die Notwendigkeit, die Digitalisierung im Baubereich in einer gemeinsamen Anstrengung voranzutreiben wird von keinem der Beteiligten in Zweifel gezogen. Dass es im Baubereich seit 25 Jahren keinen Produktivitätsfortschritt mehr gibt, belegt das Marktversagen in diesem Bereich eindrucksvoll. Wettbewerb wurde durch die nur schleppende Entwicklung gemeinsamer Datenstandards erschwert, stattdessen wurden inkompatible Insellösungen implementiert. Gleichzeitig führten unnötige Brüche in den Prozessabläufen zur Verschwendung von Zeit, Geld und Nerven. Dem will das BMVI mit der Entwicklung eines Stufenplans BIM ist ein Hilfsmittel, um die Ziele der Rezur Einführung von formkommission zu erreichen, kein AllheilBIM entgegnen. mittel. Wichtig dabei ist: BIM ist ein Hilfsmittel, um die Ziele der Reformkommission zu erreichen, kein Allheilmittel. Der Endbericht der Reformkommission ist auf den Seiten des BMVI veröffentlicht. Neben der Einführung von BIM sind die dort näher erläuterten Kernhandlungsfelder folgende: 1. Kooperatives Planen im Team, 2. Erst planen, dann bauen,

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3. Risikomanagement und Erfassung von Risiken im Haushalt, 4. Vergabe an den Wirtschaftlichsten, nicht den Billigsten, 5. Partnerschaftliche Projektzusammenarbeit, 6. Außergerichtliche Streitbeilegung, 7. Verbindliche Wirtschaftlichkeitsuntersuchung, 8. Klare Prozesse und Zuständigkeiten/Kompetenzzen­ tren, 9. Stärkere Transparenz und Kontrolle. All diese Handlungsempfehlungen können auch ohne die Einführung der Methode BIM umgesetzt werden. Aber warum sollten wir es ­ uns so schwer machen? Aber warum sollten wir es uns so schwer BIM vereinfacht trans- machen? BIM vereinfacht transparentes, parentes, kooperatives kooperatives Arbeiten erheblich und kann Arbeiten erheblich und dadurch Risiken vermindern. kann dadurch Risiken vermindern. Das erfordert klare, für alle verständliche und einheitliche Regeln, kann die Arbeit aber auch deutlich effizienter machen. Fachmodelle können problemlos miteinander verschnitten werden, wenn offene, herstellerneutrale Schnittstellen für den Datenaustausch verwendet werden. Doppelarbeit wird auf ein Minimum reduziert. Mit IFC hat buildingSMART International (bSI) einen weltweit akzeptierten Datenaustauschstandard geschaffen. Im Hochbau ist IFC bereits sehr weit entwickelt, im Infrastrukturbau stehen wir vor entscheidenden Weichenstellungen: China und Korea haben für IFC Rail bzw. IFC Road bereits eigene Vorschläge vorgelegt; sie werden in den nächsten beiden Jahren den Standardisierungsprozess bei bSI durchlaufen. Das BMVI hat eine Expertengruppe beauftragt, diesen Prozess intensiv zu begleiten, deutsche Interessen zu vertreten und die Standards vor ihrer endgültigen Einführung zu validieren.

Frühzeitige Einübung Doch nicht nur die theoretischen Grundlagen müssen stimmen. Entscheidend ist die frühzeitige Einübung der Methode BIM in der Praxis. Neben der För- Neben der Förderung der Entwicklung von derung der Entwick- Standards setzt das BMVI daher mit eigelung von Standards nen Pilotprojekten Impulse und sammelt setzt das BMVI daher Erfahrungen bei der Anwendung von BIM mit eigenen Pilotpro- im Infrastrukturbau. jekten Impulse und sammelt Erfahrungen bei der Anwendung von BIM im Infrastrukturbau. Dass es bei der Umstellung Reibungsverluste gibt und anfangs z. T. Doppelplanungen nötig sind, ist normal. Dabei handelt es sich um notwendige Investitionskosten, die bei jeder technologischen und methodischen Neuerung zunächst getragen werden müssen. Die Strategie heißt also Fördern und Fordern. Die Voraussetzungen für die Umstellungen auf die Methode BIM müssen auf allen Seiten geschaffen werden, daher muss der unausweichliche Umstellungsprozess frühzeitig angekündigt werden. Der Zeitplan muss dabei die Möglichkeiten aller Beteiligter berücksichtigen. Auch die öffentlichen


BIM und die DeuBauKom

Auftraggeber müssen ausreichend Zeit bekommen, den BIM-Anforderungen gerecht werden zu können. Da es im Baubereich viele Akteure mit unterschiedlichen Interessen gibt, war es schwierig, einen gemeinsamen Prozess anzuschieben. Diesen schweren Wagen auf einem mitunter steinigen Weg in Gang zu bekommen, bedurfte jahrelanger, stetiger Überzeugungsarbeit einiger Pioniere.

Inzwischen hat er Fahrt aufgenommen. Mit dem Stufenplan wollen wir alle Beteiligten mitnehmen. Michael Herrscher, Referat G 10, Grundsatzfragen des Ressorts, BMVI

www.bmvi.de

Deubaukom bietet gemeinsam mit BVBS informative IT-Plattform Die Messe Essen und der BVBS – Bundesverband Bausoftware e.V. werden auch zur DEUBAUKOM 2016, der wichtigsten Baufachmesse für Westdeutschland und die Beneluxländer, ihre langjährige Zusammenarbeit weiterführen. Nach der erfolgreichen Premiere des Kompetenzzentrums IT auf der letzten DEUBAUKOM bauen die beiden Partner diese gemeinsame Plattform für Unternehmen der Bausoftwarebranche aus. In der Messe ­Essen präsentieren sich vom 13. bis 16. Januar 2016 in der Halle 1 Unternehmen umfassend mit ihren Produkten und Dienstleistungen rund um Bausoftware. Wie wichtig dieses Thema ist, zeigt die enorme Resonanz: IT bildet den größten produktspezifischen Bereich der DEUBAUKOM. Hier werden rund 65 Aussteller den Fachbesuchern – allen voran Architekten, Ingenieure sowie Vertreter aus Bauindustrie und Baugewerbe – ihre informationstechnischen Innovationen zeigen. Auch der BVBS e.V. ist mit einem großen Gemeinschaftsstand vertreten, auf dem etliche Mitgliedsunternehmen ihre Produkte und Dienstleistungen vorstellen werden. Um Synergien zu schaffen, ist das Kompetenzzentrum IT in direkter Nachbarschaft zum Kompetenzzentrum Industriebau platziert. Denn Softwarelösungen gerade im Zusammenhang mit dem Thema BIM gewinnen zunehmend auch im Industriebau an Bedeutung. Die Bausoftwareanbieter haben sich auf die mit der Anwendung der BIM-Methodik verbundenen Anforderungen eingestellt. Den Anwendern wird eine Fülle von modernen und intelligenten Softwarelösungen angeboten, die auf die jeweiligen Aufgaben und Bedürfnisse der Nutzer zugeschnitten sind.

BIM-Methodik verbessert Zeit- und Kostenplanung Der Einsatz von Bausoftware ist bei den planenden und ausführenden Stellen heute nicht mehr wegzudenken: Das gilt für die Entwurfsplanung ebenso wie für energetische Berechnungen, Kostenkalkulationen oder den Betrieb von Gebäuden. Softwareprogramme helfen dabei, strukturiert zu arbeiten und zu planen, präziser und effektiver zu sein, sowie Termin- und Kostenvorgaben einzuhalten. Die Besucher der DEUBAUKOM erwartet deshalb in der Halle 1 ein breitgefächertes Angebot aus den Bereichen Entwurfsplanung, Ausschreibung, Vergabe, Abrechnung, Projektplanung, Projektmanagement und Controlling. Ein Themenschwerpunkt wird dabei im Bereich der BIM- Anwendungen liegen. BIM ist zurzeit das beherrschende Thema der gesamten Baubranche. Sie steht vor der großen Herausfor-

derung, die Produktivität, Effizienz sowie die Qualität und auch die Nachhaltigkeit von Bauwerken zu erhöhen. Bauprojekte werden zunehmend komplexer und alle am Planungs- und Bauprozess Beteiligten müssen deshalb rasch auf geänderte Gegebenheiten reagieren. Hinzu kommt, dass die Projekte immer schneller und auch immer kostengünstiger abgewickelt werden müssen. Das setzt unter anderem voraus, dass zeit- und kostenintensive Planungs- und Abstimmungsfehler im Vorfeld vermieden werden. Der Einsatz der BIM-Methodik bietet hierbei entscheidende Vorteile. Zu nennen sind beispielsweise die Erhöhung der Transparenz gegenüber allen am Bau Beteiligten, erhebliche Kosteneinsparpotentiale von bis zu 20 % sowie die Betrachtung des Bauwerks über den gesamten Lebenszyklus. Das Kompetenzzentrum IT ist ein Beispiel für die konsequente und strategische Neuausrichtung der DEUBAUKOM. Die Messemacher haben das Konzept der Veranstaltung geschärft. Im Fokus der Fachmesse stehen Produkte und Dienstleistungen am Bau, die für die Besucherzielgruppen Architekten, Ingenieure, Wohnungswirtschaft und Industriebau relevant sind. Die 2014 eingeführten Kompetenzzentren sind weiterhin zentraler Bestandteil des Konzeptes. Sie garantieren ein schnelles und effizientes Zusammenkommen der Marktpartner. Aussteller haben die Möglichkeit, sich mit einem bezugsfertigen Stand in direkter Nähe zum jeweiligen Branchenverband an einem Kompetenzzentrum zu beteiligen. Zudem schaffen Kommunikationsforen optimale Bedingungen für Kontaktpflege, Fachgespräche und Vorträge. Geplant sind für 2016 die Kompetenzzentren Architektur, Wohnungswirtschaft, Industriebau, IT, Dach und Holz, Energieeffizienz sowie Bauen mit Komfort. Die DEUBAUKOM wird vom 13. bis 15. Januar 2016 von drei Spezialmessen begleitet. Die InfraTech, Fachmesse für Straßen- und Tiefbau, bildet das Thema Infrastruktur ab. Hier treffen Anbieter und Entscheider in Sachen Tiefbau, Straßenbau, Wasserbau, Wasser und Abwasser, öffentliche Raumgestaltung sowie Verkehr und Mobilität aufeinander. Die DCONex widmet sich dem kompetenten und kostenoptimierten Schadstoff-Management. Als erste und einzige Fachmesse mit Kongress bringt die DCONex Anbieter und Nachfrager zu Schadstoffanalyse und –sanierung, Abbruch und Entsorgung sowie Prävention und Weiterbildung zusammen. Die acqua alta versteht sich als Plattform zum Austausch und Wissenstransfer für alle am Hochwasserschutz Beteiligten. www.deubaukom.de

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BIM-Glossar 2015

BIM-Glossar – Akronyme und Definitionen 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.

AEC 

Architecture, Engineering and Construction

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.

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 k CAFM System des Betreibers übernommen.

Attribut 

Attribute sind die geometrischen und nicht-geometrischen BIM-Objekteigenschaften. Ein Objekt besitzt mehrere Attribute sowie deren Ausprägungen eindeutig definiert. Die nötigen Attribute sind zum Projektbeginn einheitlich zu definieren, um eine durchgängige und einheitliche Arbeit mit dem BIM-Modell zu gewährleisten. Die Attribute sollen während des gesamten Lebenszyklus des Bauwerks (von der Planungs- bis Abrissphase) nutzbar sein.

einem partnerschaftlichen Ansatz. Grundlage bildet die zen­ trische, strukturierte Bereitstellung von Informationen zur gemeinschaftlichen Nutzung.“ Anmerkung: Das Bauwerksmodell ist das primäre Werkzeug, welches die Arbeitsweise unterstützt und der Verwaltung von Informationen dient. Quelle: VDI 2553 „BIM – Begriffe und Definitionen“, Stand 02/2015

BIM Bauwerksmodell 

auch BIM-Projektdurchführungs- oder BIM-Projektabwicklungsplan genannt, ist ein 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 Execution Plan 

Der BIM Ausführungsplan oder Projektabwicklungsplan 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 BIM-Leistungen 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-Koordinator 

Sein Aufgabenbereich überschneidet sich sowohl mit den Anforderungen und Aufgaben der k 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 BIM-Planung.

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 

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

Der BIM Planungsprozess beschreibt das Vorgehen zur Einführung von BIM in das Projekt. Der k 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-Adaption in das Projekt identifiziert werden

BIM 

BIM Richtlinie 

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.

BIG BIM 

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„BIM ist eine optimierte Methode zur Planung, zur Ausführung und zum Betrieb von Bauwerken mit

Ernst & Sohn Special 2015 · BIM – Building Information Modeling

heißt eine logisch strukturierte Serie von Dokumenten, die für die Projekt-


BIM-Glossar 2015

teilnehmer 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 BIMRichtlinie sollte Vertragsbestandteil zwischen Bauherrenschaft und Projektteilnehmern werden. Die BIM-Richtlinie ist Projektübergreifend und standardisiert bauherrenseitige Bauprozesse

BIM Strategie Planung 

Die BIM-Strategie definiert die Absichten und Ziele für die BIM-Adaption in das Projekt, identifiziert und bewertet die BIM-Anforderungen als Grundlage für den BIMProjektabwicklungsplan (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.

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 k IFC Datenmodell.

buildingSMART e.V. 

Interessenverband von Firmen, Lehreinrichtungen und Privatpersonen aus allen Bereichen des Bauwesens der sich zum Ziel gesetzt hat, die Projektabwicklung mittels effizienter Methoden integrierter Informationsverarbeitung durchgängiger und effektiver zu gestalten und damit qualitäts-, terminund kostensicherer zu machen.

CAD 

Computer Aided Design – Computergestütztes Zeichnen, Entwerfen und Konstruieren

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.

CAM 

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

CIMS 

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

Closed BIM 

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

Content 

Als BIM-Content bezeichnet man Objekte und Informationen, die so aufbereitet sind, dass sie im Rahmen der BIM Methodik anwendbar sind.

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 Planungs­ sicherheit und hilft Baukosten sowie Risiken zu minimieren.

GIS 

Geographical Information Systems

IFC 

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

s teht 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.

little bim 

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

LOD 

Der Level of Definition besteht aus dem k LoD und k LoI. Somit kann man exakte Anforderungen an Bauteilelemente und deren Zweck zur einer gewissen Phase beschreiben.

LoD 

Der Level of Detail (LoD) beschreibt die geometrischen Anforderungen an Bauteile. Die Spezifikationen des LoD gibt Anwendern von CAD-Software genaue Vorgaben über den Detailierungsgrad der Bauteile des 3D-Modells bezogen auf den gewählten Phase der Planung.

LoI 

Der Level of Information (LoI) beschreibt die je Projektphase bzw. k LoD notwendigen Informationen, mit denen das BIM-Modell attributiert werden soll.

MEP 

Mechanical, Electrical and Plumbing – Haustechnik

Ernst & Sohn Special 2015 · BIM – Building Information Modeling

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BIM-Glossar 2015

Modellbasierte Funk­ tionskontrolle

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 k 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.

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.

Rapid Prototyping  Rapid Prototyping beschreibt den Prozess zur Herstellung von Modellen aus dreidimensionalen 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.

RFID 

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

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

UBL 

UBL (Universal Business Language) ist eine k 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

VMS 

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

XML 

eXtensible Markup Language, ein universelles Austauschformat für hierarchisch strukturierter Daten aller Art in Form von Textdateien. Es wird insbesondere implementationsunabhängigen Austausch von Daten zwischen verschieden Systemen eingesetzt. Silvio Werner – BIMUpYourLife

www.bimupyourlife.com

Impressum Ernst & Sohn Special: BIM – Building Information Modeling

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 25,– € inkl. MwSt. und Versand/Porto Bestellnummer 2134-1513 Weitere Sonderhefte online bestellen auf: www.ernst-und-sohn.de/sonderhefte Anzeigenleitung Sigrid Elgner Tel. (030) 470 31-254, Fax (030) 470 31-230, sigrid.elgner@wiley.com Es gilt die Anzeigenpreisliste 2015.

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