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Digitales Planen und Bauen. Weiterentwicklung der HOAI-Leistungsphasen

Auf Basis der britischen Erkenntnisse aus der PAS 1192

Masterarbeit 2018 108 Seiten

Ingenieurwissenschaften - Bauingenieurwesen

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

  • Impressum
  • Inhaltsverzeichnis
  • Abbildungsverzeichnis
  • Tabellenverzeichnis
  • Abkürzungsverzeichnis
  • 1 Einleitung
  • 2 Hintergrundinformationen zu BIM
  • 3 Stand der BIM-Implementierung DE/UK
  • 4 BIM-gerechte Weiterentwicklung der HOAI Leistungsphasen
  • Zusammenfassung
  • Anhang
  • Literaturverzeichnis

Impressum

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Coverbild: GRIN

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung

1.1 Produktivitätsproblem in der Baubranche

1.2 Steigerung der Produktivität mit BIM

2 Hintergrundinformationen zu BIM

2.1 Was ist BIM?

2.2 Einführung in BIM Levels

2.3 Einführung in LoD

3 Stand der BIM-Implementierung DE/UK

3.1 Stufenplan Digitales Planen und Bauen

3.1.1 Stufenweise Einführung und Pilotprojekte

3.1.2 BIM Referenzprozess

3.1.3 Potentiale von BIM

3.1.4 BIM Mindestanforderungen

3.1.5 Weiterentwicklung von Normen und Ausblick

3.1.6 Missverständnisse des Stufenplans

3.2 Britisches BIM Level 2

3.2.1 Hauptnormen in UK

3.2.2 Weitere Normen

3.2.3 Standardisierungen

3.2.4 RIBA Plan of Work

3.2.5 Ausblick UK und BIM

4 BIM-gerechte Weiterentwicklung der HOAI Leistungsphasen

4.1 Einführung in die HOAI 2013

4.2 Preisdumping und Kultur der Mindestsatzunterschreitung

4.3 Methodenneutralität der HOAI

4.3.1 Produktneutralität

4.4 Mehraufwand durch BIM?

4.4.1 Deutsches LOD

4.5 BIM-Anforderungen in den HOAI-Leistungsphasen

4.5.1 Vergleich der RIBA PoW und der HOAI

4.5.2 Bedarfsplanung/Phase 0/Leistungsphase 0

4.6 Entwurf

4.6.1 Leistungsphase 1 Grundlagenermittlung

4.6.2 Leistungsphase 2 Vorplanung (Projekt- und Planungsvorbereitung)

4.6.3 Leistungsphase 3 Entwurfsplanung (System- und Integrationsplanung)

4.7 Genehmigungsphase/Probleme der Genehmigung mit BIM

4.7.1 Leistungsphase 4 Genehmigungsphase

4.8 Werk- & Ausführungsplanung

4.8.1 Leistungsphase 5 Ausführungsplanung

4.9 Ausschreibung, Vergabe, Abrechnung

4.9.1 Britisches Vergabesystem

4.9.2 Rechtliche Umsetzung der Vergaben nach dem BIM-Referenzprozess

4.9.3 Leistungsphase 6 Vorbereitung der Vergabe

4.9.4 Leistungsphase 7 Mitwirkung bei der Vergabe

4.10 Bauleitung

4.10.1 Leistungsphase 8 Objektüberwachung

4.10.2 Übergabe des Projekts

4.11 Facility Management/Instandhaltung

4.11.1 Leistungsphase 9 Objektbetreuung

4.12 Nachsatz zur Anpassung der Vergütungssätze

5 Zusammenfassung

5.1 Erkenntnisse und Verbesserungen (aus der PAS 1192)

5.2 Ausblick

6 Anhang

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Wahrgenommener ROI (Return-on-Investment) von Bauunternehmen

Abbildung 2: Beispiel für Clash Detection

Abbildung 3: Informationsaustausch Konventionell und BIM

Abbildung 4: MacLeamy Kurve - Einfluss und Kosten

Abbildung 5: Bew - Richards BIM Maturity Model

Abbildung 6: Level of Detail in PAS1192-2:2013

Abbildung 7: Fortschreiten der LoI und LoG in den HOAI Lph

Abbildung 8: Drei Schritte des Stufenplans

Abbildung 9: Schematische Darstellung des BIM Referenzprozesses

Abbildung 10: BIM Arbeitsweise nach Stufenplan

Abbildung 11: BIM-Fachmodelle und Zentrales BIM-Modell

Abbildung 12: BIM Level 2 Standards im Vereinigtem Königreich

Abbildung 13: Wachsende Datenmenge in den englischen Leistungsphasen

Abbildung 14: Informationslebenszyklus in PAS 1192-2:2013

Abbildung 15: 1-5-200 Regel der totalen Kosten im Lebenszyklus eines Gebäudes

Abbildung 16: Logischer Aufbau von COBie

Abbildung 17: Beispiel eines COBie Tabellenblatts

Abbildung 18: RIBA PoW 2013, dPoW und PoW 2007

Abbildung 19: Britisches Digital Plan of Work

Abbildung 20: UK BIM Level 3 Implementierungsplan

Abbildung 21: Kosten in der Planung von HOAI und RIBA

Abbildung 22: Planungskosten nach HOAI-Prozentsätzen

Abbildung 23: Prozessschritte der Bedarfsplanung DIN 18205

Abbildung 24: Risiken mit Fortschreiten der HOAI Lph

Abbildung 25: Entwurf mit Autodesk Sketchbook

Abbildung 26: Kosten in der Genehmigungsplanung

Abbildung 27: Vergleich der Vergütungen der Planungsleistungen in den Leistungsphasen 2 und 3

Abbildung 28: Angepasste Tabelle mit neuen HOAI-Sätzen

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Produktivitätsanstieg der weltweiten und der deutschen Gesamtwirtschaft und Baubranche

Tabelle 2: Akronyme die mit LoD in Zusammenhang gebracht werden

Tabelle 3: Vergleich der Honorarprozentsätze versch. Leistungsbilder

Tabelle 4: BIM und das Preisrecht der HOAI

Tabelle 5: RIBA PoW und HOAI Lph

Tabelle 6: Schätzung der Vergütungssätze von RIBA 2009

Tabelle 7: Vergleich der aufwendigsten Grundleistungen in der Lph 2 nach Siemon

Tabelle 8: Beispiel einer Rechtematrix

Tabelle 9: Prozentaufteilung der "zeichnerisch" relevanten Aufgaben

Tabelle 10: Vergleich der Handover/Übergabe Leistungen

Tabelle 11: BIM gerechte Leistungsphase 1

Tabelle 12: BIM-gerechte Leistungsphase 2

Tabelle 13: BIM-gerechte Leistungsphase 3

Tabelle 14: BIM-gerechte Leistungsphase 4

Tabelle 15: BIM-gerechte Leistungsphase 5

Tabelle 16: BIM-gerechte Leistungsphase 6

Tabelle 17: BIM-gerechte Leistungsphase 7

Tabelle 18: BIM-gerechte Leistungsphase 8

Tabelle 19: BIM-gerechte Leistungsphase 9

Tabelle 20: Neue angepasste Vergütungssätze der HOAI Lph

Abkürzungsverzeichnis

In dieser Master-Thesis werden folgende Abkürzungen verwendet:

AG – Auftraggeber

AIA – Auftraggeber-Informationsanforderungen

AIM – Asset Information Model

AN – Auftragnehmer

BAP – BIM-Abwicklungsplan, BIM-Ausführungsplan

BCF – BIM Collaboration Format

BEP – BIM Execution Plan

BIM – Building Information Modeling

BIM-BVB – BIM-Besondere-Vertragsbedingungen

BMUB – Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit

BMVI – Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur

BS – British Standards, British Standards

BSI – British Standards Institution

CapEx – Capital Expenditures

CDE – Common Data Environment

CIC – Construction Industry Council

COBie – Construction Operations Building Information Exchange

CTE – Common Table Expression

DBB – Digital Built Britain

DIN – Deutsches Normungsinstitut

EBIT – Earnings before Interest and Taxes

EBTEI – Earnings before taxes and extraordinary items

EIR – Employer Information Requirements

EN – Europäische Norm

GU – Generalunternehmer

GWB – Gesetz gegen Wettbewerbsbeschränkungen

HOAI – Honorarordnung für Architekten und Ingenieure

IFC – Industry Foundation Classes

IngALG – Gesetz zur Regelung von Ingenieur- und Architektenleistungen

LoD – Level of Development

NBS – National Building Specification

OKSTRA – Objektkatalog für das Straßen- und Verkehrswesen

ÖNORM – Österreichische Norm

OpEx – Operational Expenditures

PAS – Publicly Available Specification

PIM – Project Information Model

RIBA – Royal Institute of British Architects

ROI – Return-On-Investment

UK – United Kingdom

VDI – Verein Deutscher Ingenieure

XML – Extensible Markup Language

1 Einleitung

Das Bauen in Deutschland steht vor einem Wandel. Die dritte industrielle Revolution (Digitale Revolution) hat bereits in anderen Branchen Einzug gehalten. Die Digitalisierung soll etwas bringen, was der Baubranche seit Jahren fehlt: „Produktivität“. Viele Staaten nutzen nun das Wissen und die Erfahrung aus anderen Wirtschaftszweigen und wollen die Baubranche ins „digitale Zeitalter“ führen. Um dies erfolgreich zu gewährleisten müssen rechtliche Rahmenbedingungen geschaffen werden. Die Dynamik der Veränderungen wie sie ein Staat, im Vergleich zur privaten Wirtschaft, einleiten könnte ist enorm. Auch ist es im Interesse der Bauministerien da diese meist in ihren Ländern die größten Auftraggeber im Bausektor sind.

1.1 Produktivitätsproblem in der Baubranche

Volkswirtschaftlich gesehen ist die Produktivität ein wichtiger Indikator für langfristiges Wirtschaftswachstum einer Nation und ihrer Industrien. Produktivitätswachstum wird aus volkswirtschaftlicher Sicht von drei Faktoren beeinflusst: Sachkapital, Humankapital und technologischem Fortschritt.[1] Die makroökonomische Produktionsfunktion zeigt die Beziehung zwischen Faktoreneinsatz und Output.[2] Ziel ist es Ressourcen möglichst effizient zu nutzen, d.h. nur durch eine geringe Erhöhung des Inputs soll der Output maßgeblich erhöht werden. Mit Blick auf die Bauindustrie bedeutet das, dass höhere Produktivität durch einen höheren Einsatz von Sachkapital, z.B. mehr Maschinen, durch eine bessere Ausbildung der Arbeiter, um deren Arbeitsweise zu verbessern, oder durch einen höheren Einsatz von Technologien erreicht werden kann.

Eine volkswirtschaftliche Kennzahl, welche die Produktivität anhand des technologischen Fortschritts misst, ist die „totale Faktorproduktivität“ (TFP). Dieser ist der Restwert des Wachstums des BIP, welcher nicht von den Faktoren Arbeit oder Kapital kommt. Von der totalen Faktorproduktivität, die in den OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development)-Ländern ca. zwei Drittel des Wirtschaftswachstums ausmacht, kann behauptet werden, dass sie die ökonomischen Effekte von technologischem Fortschritt abbildet.[3] Als Schlussfolgerung ergibt sich, dass ein höherer Einsatz von Technologien in der Bauindustrie deren Produktivität erhöhen würde. Dies wäre erstrebenswert, denn die weltweite Baubranche hat ein Produktivitätsproblem. Dies belegen mehrere Studien unteranderem von der US-Amerikanischen Unternehmensberatung McKinsey & Company[4] und von der HypoVereinsbank in Zusammenarbeit mit Roland Berger[5].

Auch auf nationaler Ebene zeichnet sich ein ähnliches Bild ab. Der Produktivitätsanstieg in der Bauindustrie (4,10 %) liegt weit unter dem der deutschen Gesamtwirtschaft (11,00 %) in den Jahren 2000 und 2011 (siehe Tabelle 1).[6]

Tabelle 1: Produktivitätsanstieg der weltweiten und der deutschen Gesamtwirtschaft und Baubranche[7]

Die Betriebsergebnisse der deutschen Bauunternehmen bestätigen diesen Trend.  Die durchschnittlichen Jahresabschlüsse in der Bauunternehmen zwischen 2009 und 2014 zeigen, dass internationale Konzerne und Lokale Bauunternehmen bis ca. 3,00 % EBTEI-Margen erzielen.[8] Im Vergleich dazu erzielte der Maschinenbau von 1995 bis 2011 im Schnitt ein EBIT von 3,90 %.[9]

1.2 Steigerung der Produktivität mit BIM

Die positiven Auswirkungen der Digitalisierung im Bauwesen zeigen sich bereits in anderen Branchen, wie z.B. dem Maschinenbau und in Betonfertigteilwerken.[10] Konkret geht es hier um die Einsparung von Zeit und Kosten, wie z.B.:

  • Personalkosten
  • Betriebs- & Wartungskosten
  • Wartezeiten

Durch die Verwendung von Technologien wie Building Information Modeling (BIM) wird die Digitalisierung in der Baubranche vorangetrieben. Hier geht es um eine Methode, welche alle baurelevanten Daten effizient miteinander verknüpft, ggfs. auswertet und in Zukunft selbst anpasst. Einer Umfrage zufolge steigt der wahrgenommene ROI (Return-On-Investment) bei höherer BIM-Implementierung in den jeweiligen Projekten (Abbildung 1). Die Umfrage berücksichtigt Bauunternehmen aus Ländern mit großem Bauvolumen, wie etwa Deutschland, Japan und die USA.

Abbildung 1: Wahrgenommener ROI (Return-on-Investment) von Bauunternehmen[11]

Der Anteil der deutschen Bauinvestitionen beträgt ca. 9,40 % des Bruttoinlandsproduktes.[12] Je größer eine Branche ist, desto träger ist sie was eine grundlegende Veränderung betrifft. Doch bei so großen Summen lohnt es sich für den Staat rechtliche Rahmenbedingungen zu schaffen um Kosten zu sparen. Bspw. hat das Vereinigte Königreich vor, durch die flächendeckende BIM Level 2 Einführung, 33 % der Baukosten im öffentlichen Sektor einzusparen. Dies soll durch die Einführung von mehreren Normen und Standards, darunter die Reihe 1192, die rechtlichen Rahmenbedingungen für BIM-gerechtes Planen und Bauen schaffen.

Ohne eine Beisteuerung des Staates wird die BIM-Umsetzung auf nationaler Ebene nur sehr langsam fortschreiten.[13] Dies ist belegt durch Studien, bspw. von Staaten mit hoher BIM-Implementierung, wie Singapur, VAE oder den skandinavischen Ländern. Es ist also notwendig, dass der deutsche Staat Gesetze und Verordnungen überarbeitet um die BIM Einführung in Deutschland zu erleichtern. Hierzu hat das Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI) einen Stufenplan entwickelt, der vorsieht, dass alle Projekte des BMVI ab 2020 in BIM-Leistungsniveau 1 ausgeschrieben und abgewickelt werden sollen. Hinzu kommt die Arbeit von mehreren deutschen Gremien, die an nationalen und internationalen Normen entwickeln. Konkret wird es in dieser Thesis um den Entwurf einer BIM gerechten Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI) gehen, speziell um die Entwicklung von Anforderungsprofilen in den Leistungsphasen. Es wird Bezug auf die englische Norm 1192 Bezug genommen, da hier bereits BIM Rahmenbedingungen durch den Staat geschaffen wurden. Der deutsche Stufenplan vom BMVI ist bindend für Projekte, welche von diesem ausgeschrieben wurden. Es wird auch untersucht, wie die deutsche BIM Implementierung anders ist, als die englische Variante. Aus den Erkenntnissen beider Versionen wird dann versucht einen BIM gerechten Arbeitsablauf in den HOAI Leistungsphasen (nachfolgend mit Lph abgekürzt), aufbauend auf dem jetzigen Stand (10. Juli 2013), zu entwickeln.

2 Hintergrundinformationen zu BIM

Dieses Kapitel bietet Hintergrundinformationen an um den Hauptteil dieser Thesis besser verstehen zu können.

2.1 Was ist BIM?

BIM ist eine "optimierte Arbeitsweise zur Unterstützung der Planung, der Ausführung und des Betriebs von Bauwerken auf Basis eines virtuellen Gebäudedatenmodells"[14]. Diese Arbeitsweise ist auf Kollaboration der Projektbeteiligten angewiesen.

Der Begriff „BIM“ ist ein Überbegriff für die Arbeitsweise von Computerdaten im Bauwesen. Er steht weder nur für das 3D Modell noch nur für eine verknüpfte Datenbank. Des Öfteren wird unter BIM die Planung und Erstellung eines 3D Modells verstanden. Das ist nicht korrekt. Ein alleinstehendes 3D Modell trägt nicht zur Wertschöpfung bei. Ein Modell, welches jedoch in der ausreichenden Detailtiefe (siehe Kapitel 2.2) modelliert wurde, enthält Daten, die für wertschöpfende Tätigkeiten benutzt werden können. Wird dieses Modell nun mit Daten verknüpft, welche zum eigentlichen Werkerfolg des Bauprojekts beitragen, so spricht man von BIM. Anhand der Chancen die BIM bringen wird, soll erklärt werden wie die BIM-Methode funktioniert.

Folgende Chancen können sich durch die Anwendung der BIM-Methode geben:[15]

Einfache Variantenvergleiche

  • Verschiedene Kostenauswertungen
  • Genaue Baukostenplanung und Mengenermittlung

Nach der Erstellung/Modellierung des BIM-Modells entstehen grafische und technische Daten. Mit den grafischen Daten (visuelle Daten) kann man auf vereinfachtem Wege mehrere Visualisierungen von Planungsvarianten durchführen, vergleichbar mit der HOAI Lph 2 in der man mehrere Varianten des Bauwerks durchführt. Das frühzeitige Variieren bringt visuelle Sicherheit und Akzeptanz, z.B. bei Bürgerbeteiligungen an Infrastrukturprojekten.[16] Technische (alphanummerische) Daten sind in ihrem Umfang und in ihrem Informationsgrad sehr wichtig. Mit diesen kann man bspw. automatisierte Kostenschätzungen auf Grundlage der DIN 276 und automatisierte Flächen- und Rauminhalte nach DIN 277 erstellen.

Kollisionsprüfung

Eine kombinierte Betrachtung von visuellen und technischen Daten ist die Kollisionsüberprüfung (Clash Detection, siehe Abbildung 2: Beispiel für Clash Detection) Hierbei geht es um einen automatisierten Prozess, in dem geometrische Daten auf räumliche Kollisionen überprüft werden.[17] Das Ergebnis wird dann visuell im BCF (BIM Collaboration Format) angezeigt. Das BCF zeigt im Modell, welches bspw. als IFC, einem standardisierten Dateiformat, gespeichert wurde, die Stelle im Bauwerk wo die Kollision zu finden ist.

Abbildung 2: Beispiel für Clash Detection[18]

Die Abbildung 2: Beispiel für Clash Detection zeigt einen sog. „Hard Clash“. Es kollidieren zwei Bauteile miteinander, im Beispiel eine Kabeltrasse mit einem Stahlträger. So kann nicht gebaut werden, und die Planung muss angepasst werden. Es gibt außerdem noch „Soft Clashes“. Hier geht es um Sicherheitsabstände und Toleranzen, also z.B. Abstände von Geräten zur Wand oder Einhalten von der statischen Höhe bei Durchbrüchen von Unterzügen. Kollisionsfreie Pläne werden für die eigentliche Bauausführung, aber auch davor für die Baugenehmigung bei der Behörde gebraucht.

automatisierte Terminplanung inkl. „Kritischem Weg“

Die dritte Art einer Kollision ist der „4D/Workflow Clash“. Hier wird der Zeitraum, zu dem sich ein Element/Bauteil mit einem anderen am gleichen Ort befinden soll und daher kollidiert, betrachtet, z.B. wenn ein Raumgerüst zu einem Zeitpunkt aufgestellt werden soll wo der Estrich gemacht wird. In dieser Art von „Clash“ kann es sich auch um rein organisatorische Daten handeln, also bspw. Kollisionen von Gewerken anhand des Terminplans, oder Überschneidung der Lieferung von Baumaterial mit anderen Lieferungen, die aufgrund der verengten Verkehrsverhältnisse nicht simultan ablaufen können.[19]

Simulation des Bauablaufs

3D Visualisierung

Anhand von den Daten aus der Terminplanung und aus der 3D Modell kann ein Bauablauf simuliert werden. Die sichtbare Detailtiefe aus der Kollisionsanalyse kann für ein sog. „Rendering“ benutzt werden. Hier wird eine fotorealistische Computergrafik erstellt.

Integrierung des Facility Managements

In der Nutzungsphase fallen i.d.R. höhere Kosten an, als in Planung und Bau. Es ergibt sich aber auch ein hohes Kostensenkungspotential in dieser Phase. Der Bauherr bzw. der AG ist natürlich daran interessiert diese Kosten zu senken. BIM kann durch computergestützte Berechnungen bei der effizienteren Planung helfen.[20]

Hier unterscheidet man zwischen dem „geplanten“ und dem „erbauten“ Modell. BIM optimiert bei dem geplanten Modell die Auslegung und Dimensionierung von bspw. Kälteanlagen. So lassen sich dadurch, dass die geometrischen Dimensionen von Räumen und weitere Informationen wie Oberfläche und Material vorliegen, Berechnungen und Simulationen durchführen, welche die optimale Anordnung und Leistungsfähigkeit von bspw. Lüftungsanlagen berechnen können. Möglich wären auch Ausleuchtung/Belichtungsstärke und Anordnung und Anzahl an Heizkörpern. Man kann also hier sagen, dass das Wissen über Bauteile weiterverwendet wird.

Bei dem erbauten Modell (as-built) kann das BIM bei der Instandhaltung und Reinvestition helfen. Der Betreiber erhält über das BIM-Modell wichtige Informationen über Material, Position, Lebensdauer, Instandhaltungszyklen und Gewährleistungsansprüche und kann so die Arbeit effizienter abwickeln. Das erbaute Modell enthält alle für die Instandhaltungsarbeiten wichtigen Informationen, welche aus der Bauausführung und der endgültigen Planung kommen. [21] Die Mess-, Steuer- und Regeltechnik, welche heutzutage immer mehr (im Hochbau) zunimmt, wird in dem Modell berücksichtigt und soll in Zukunft dem Betreiber die Problemsuche und Reparatur der Gebäudeautomation erleichtern. Um von der gewonnenen Effizienz des BIM-Modells langfristig zu profitieren, muss in der FM Phase, das Modell kontinuierlich mit den laufenden Arbeiten aktualisiert werden.

Abbildung 3: Informationsaustausch Konventionell und BIM[22]

Integrierung der verschiedenen Fachplaner

Kollaboration

BIM steht für Zusammenarbeit/Kollaboration aller Projektbeteiligten. "Teamorientierte, kooperative Problemlösungsmechanismen sind mit hohen Effizienzvorteilen und Produktivitätssteigerungen verbunden."[23] Diese Aussage kommt aus dem Stufenplan Digitales Planen und Bauen vom Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI). So sollen, bspw. die Kommunikation vollständig und Vorenthaltung wichtiger Informationen, also transparent, ablaufen. Das „BIM-Modell“ dient den Beteiligten als Austauschplattform (Abbildung 3). Es gibt keine strikte Trennung mehr zwischen Planen und Bauen. Man baut zwar erst digital, dann real, jedoch gehen zwischen diesen beiden Schritten keine Informationen verloren. Alles läuft in der sog. „gemeinsamen Datenumgebung“ ab. Hierin tauschen sollen sich die Projektbeteiligten selbstständig und kollaborativ austauschen können. Dadurch, dass die Daten digital ausgetauscht werden vermindert man Informationsverluste und erhöht dadurch, dass keine Papierpläne ausgetauscht werden müssen, die Produktivität.

Abbildung 4: MacLeamy Kurve - Einfluss und Kosten[24]

Viele Projektbeteiligte fühlen sich durch die schnelle Anpassungsgeschwindigkeit und Dynamik von BIM überfordert.[25] So bleibt auch die generelle Akzeptanz und Anpassungsmoral niedrig. Auch die effiziente Anwendung von Managementsoftware ist sehr wichtig. Doch wollen viele bestehende Kleinunternehmen und Mittelständler die Umstellung auf BIM nicht, weil die Investitionskosten von Hard- und Software und Schulungen zu hoch sind und kein sofortiges ROI bieten. Diese Aufgaben werden sog. BIM-Manager und BIM-Koordinatoren in Zukunft übernehmen. Ihre Aufgabe ist die Erstellung, Verwaltung und Distribution von Informationen…

Computergestützte Berechnungen

Das Verhältnis von Preis und der Rechenleistung von Computern steigt ungefähr nach dem „Moor’schem Gesetz“. Durch die Programmierung der Bauteile, also von Hardware zur Softwaresprache (plus Redundanz) wird gewährleistet, dass die am Ende verfügbare Rechenleistung fast vollständig benutzt werden kann. Dem gegenüber steht der User, also der Mensch. Dieser steigert nicht durch die Benutzung von Software seine Produktivität um 100 % alle 2 Jahre.[26] Aber wir verfügen bereits über die Rechenleistung, die wir benötigen um Analysemodelle nach ihrer Tragfähigkeit und Raummodelle nach Raumklima zu simulieren. Doch es erfordert sehr viel Know-how vom Menschen hinter dem Display um diese auch ordentlich zu entwerfen und zu benutzen.

2.2 Einführung in BIM Levels

Die Nutzung von BIM muss sich in verschiedenen Graden unterscheiden, da eine Mehrleistung, bspw. durch ein hochwertiges BIM-Modell auch einen Kostenfaktor darstellt. Hier müssen klare Grenzen zwischen Anforderung und Lieferung des BIM-Modells geschaffen werden. Klarheit verschafft das „BIM Maturity Model“ von Bew Richards (Abbildung 5). In den BIM Levels geht es um die Art wie man Informationen untereinander austauscht und um den Grad der Kollaboration.

Abbildung 5: Bew - Richards BIM Maturity Model[27]

Interessant ist hier die Verwendung/Arbeitsweise von BIM-Fachmodellen in Level 2. Die jeweiligen Fachmodelle sind z.B. Architektur, Statik usw. In diesem Modell ist ganz klar gekennzeichnet, dass die PAS 1192-2 und 1192-3 dem Level 2 zugeordnet sind. Dies wird später im Detail erläutert (in Kapitel 3.1 und Kapitel 3.2) Im Folgenden werden die Merkmale der verschiedenen Levels kurz präsentiert.

Level 0

  • Keine Kollaboration
  • Nur 2D Zeichnungen
  • Austausch in Papierform oder einfach-elektronisch

Level 1

  • Teilweise 3D Zeichnungen, Austausch weiterhin 2D, bspw. für Genehmigungen
  • Keine Kollaboration, jedes Gewerk plant für sich
  • Informationsaustausch über eine Datenumgebung, bspw. Server oder Extranet

Level 2

  • Kollaboratives Arbeiten, jedes Gewerk arbeitet und plant aber nur in den jeweiligen Fachmodellen
  • Austausch über ein neutrales Dateisystem

Level 3

  • Kollaboratives Arbeiten an einem BIM-Modell
  • Sichere und ausgereifte Datenumgebung

Die meisten Unternehmen in Deutschland arbeiten nach Level 1. Es werden bspw. bereits 3D Zeichnungen vom TGA-Planer für die Kollisionsanalyse oder vom Architekten für die Visualisierung verwendet. Außerdem gibt es eine Art Datenumgebung, in der Pläne und Dokumente geteilt werden. Wirkungsvoller werden die Vorteile von BIM aber erst in Level 2. Dieses streben das Vereinigte Königreich und Deutschland an, wie in den späteren Kapiteln erklärt wird.

2.3 Einführung in LoD

Der Begriff LoD wird sehr gerne mit BIM verknüpft. Doch wird der Begriff meist falsch verwendet, weil die Definition und sogar Abkürzung falsch erklärt wird. LoD steht für Level of Development und bezeichnet den Fertigstellungsgrad eines Bauteils oder eines Elementes (ohne geometrische Dimensionen) in seiner grafischen und/oder alphanummerischen Form. Die Detaillierungs-/Fertigstellungstiefe nimmt mit fortschreiten der Leistungsphasen (z.B. HOAI-Lph) zu, d.h. der Informationsgrad wird dichter. In Deutschland spricht man hier auch von dem „Modelldetaillierungsgrad“ (MDG).[28]

Da es verschiedene Varianten und Dokumente zum Thema LoD gibt, aber wenige offizielle Standards, kommt es zu Verwirrung und falscher Anwendung des Begriffs „LoD“. Die Tabelle 2 soll die themenrelevanten Begriffe unterscheiden.

Tabelle 2: Akronyme die mit LoD in Zusammenhang gebracht werden

Konkrete Anforderungen der einzelnen Level of Detail und parametrischen Informationen, also dem Level of Information, sind in den Leistungsphasen nach englischem Vorbild, u.a. in der PAS 1192-2:2013 zu finden.[29] In Abbildung 6 wird dargestellt wie der grafische Detaillierungsgrad chronologisch mit fortschreiten der englischen Leistungsphasen zunimmt.

Abbildung 6: Level of Detail in PAS1192-2:2013[30]

Außerdem gibt es auch noch Dokumente, wie das CIC BIM Protocol (2013), oder das britische Plan of Work, welches auch LoD von 1 bis 7 definieren. Ein wichtiges Tool, welches in UK benutzt wird, ist das „NBS Definitions Library“, welches Teil des NBS BIM Toolkits ist, besitzt eine Vielzahl an einheitlichen Definitionen, welche vertraglich vereinbart werden können. Das NBS BIM Toolkit ist lediglich eine Projektmanagementsoftware. Deshalb müssen die LoD Anforderungen des AG klar sein, da es sonst zu Missverständnissen und evtl. Streitigkeiten kommen könnte. Dieses Toolkit hilft nicht nur beim Definieren, sondern auch beim eigentlichen Zeichnen. Es werden also Beispiele gezeigt wie die LoD (i.S.v. Detail) und LoI von verschiedenen Bauteilen und Leistungen aussehen soll.

Während im britischen System die LoD nach Leistungsphasen vergeben, verwendet man in den USA eine andere Herangehensweise. Im Level of Development Specification Guide (November 2017) des BIMForums sind andere LoD Klassifikationen zu finden. Dieses Dokument wurde von mehreren Organisationen entwickelt, u.a. vom US-amerikanischen AIA (American Institute of Architects). Das AIA gab bereits 2008 eine Empfehlung in der „E-202 Building Information Modeling Protocol Exhibit“ eine Unterscheidung der Detaillierungstiefe in 100er Schritten zu machen, wobei sich diese nur auf die geometrische Detaillierung bezieht.[31] Das LoD 500 bezieht sich in beiden Varianten auf die tatsächlich eingebaute Geometrie (as-built). Die Stufe LoD 350 ist für die korrekte Koordinierung verschiedener Gewerke notwendig. Für Clash Detection in der in der deutschen Phase der Ausführungsplanung ist ein LoD von 300 vorgesehen. Dieses reicht aber nicht um eine ausführliche Kollisionsanalyse zu machen. Entweder sind die Bauteile in LoD 300 nur beispielhaft als Volumenkörper gezeichnet, oder wenn Kollisionen entdeckt werden, reicht die vorhandene Information über die Situation nicht aus, um eine korrekte Entscheidung darüber zu fällen.

LoD 100 bis 500 (ohne LoD 350) sind bekannter und werden häufiger verwendet. In Katar bspw. werden die Klassifikationen 100, 200, 300, 350 und 400 benutzt. Eine Standardisierung in den LoD Klassen wäre wünschenswert, um in Zukunft Verwirrungen und Fehler zu vermeiden. Das Fortschreiten der LoD, Level of Detail, in ihren 100er Schritten folgt chronologisch nach den Leistungsphasen, während die Attribuierung (LOI) den BIM-Anwendungsfällen folgt (BIM-Anwendungsfälle werden in Kapitel 3.1 näher erläutert). Zum Beispiel: muss die Leistungsfähigkeit einer Lüftungsanlage, zusammen mit der Luftwechselrate n eines Raumes, nur vor dem Anwendungsfall der BIM-basierten Raumluftberechnung erfolgen. Hierzu werden verschiedene Daten gebraucht, wie die geometrischen Maße des Raumes, U-Wert der angrenzenden Bauteile, und Werte aus dem Blower-Door-Test. Man kann also sagen:

"Die gesamte LOD Anforderung ergibt sich somit aus der Leistungsphase und den gewählten Anwendungsfällen."[32]

Abbildung 7: Fortschreiten der LoI und LoG in den HOAI Lph[33]

In Deutschland gibt es noch keine offiziellen Dokumente oder Standards zu LoD.[34] Als Grundsatz für die Planung in Deutschland gilt immer noch die HOAI. Die Detailtiefe kann von ihr auf die BIM Levels übertragen werden. Man spricht dann von den Fertigstellungsgraden 100, 200, 300, 400 und dem Fertigstellungsgrad Bau 500. Die Fertigstellungsgrade werden bereits mit HOAI-Lph in Verbindung gebracht umso die terminliche Verbindlichkeitsgrade zu erfassen:

  • Fertigstellungsgrad 100 (Vorentwurfsplanung)
  • Fertigstellungsgrad 200 (Entwurfsplanung)
  • Fertigstellungsgrad 300 (Genehmigungsplanung)
  • Fertigstellungsgrad 400 (Ausführungsplanung)
  • Fertigstellungsgrad 500 (Objektdokumentation)

3 Stand der BIM-Implementierung DE/UK

BIM soll Kosten einsparen und die Produktivität erhöhen. Dies belegen viele Quellen, von Experten, Unternehmen und Staaten. Aber um flächendeckend BIM zu implementieren, müssen von Staaten ausgehend (rechtliche) Rahmenbedingungen geschaffen werden. Andere Länder wie das Vereinigte Königreich haben mit einem BIM Level 2 Programm (Action Plan 2011, Kapitel 3.2) vorgelegt. Einer der ersten Ansätze in Deutschland kam vom Bundesministerium für Verkehr, Bau und Stadtentwicklung (BMVBS), heute BMVI. Dieser hat 2013 zusammen mit verschiedenen Experten den „BIM-Leitfaden für Deutschland“ herausgegeben. Jedoch hatte dieser nur den Charakter eines Ratgebers.[35] 2015 ist der Stufenplan Digitales Planen und Bauen erschienen mit dem Ziel alle öffentlichen Projekte des BMVI ab dem Jahr 2020, welche über ein gewisses Bauvolumen verfügen, mit BIM abzuwickeln. Der BIM Einsatz in Deutschland wurde bisher nur von großen Generalplanern und Generalunternehmen vorangetrieben, da diese über die Kapazitäten und qualifiziertes Personal verfügen um von den Produktivitätsgewinnen in ihren „Leistungsphasen“ ihrer Zeit am Projekt zu profitieren. Besser wäre, wenn der Staat, der mehr Macht hätte, Unternehmen die BIM-Planung vorzuschreiben, weil sie den Unternehmen und allen Zulieferern und dem Auftraggeber und seinen Beratern, also damit der gesamten Volkswirtschaft zu Gute kommt.[36]

Viele Experten sind der Meinung, dass die Regelungen in der HOAI für die BIM Level 2 Implementierung nicht ausreichend oder gar nicht beschrieben sind.[37] Um dies bewerten zu können muss man sich die folgenden Dokumente: Stufenplan Digitales Planen und Bauen und die Normen, die das britische BIM Level 2 ausmachen anschauen, vergleichen und in Hinsicht auf die deutschen HOAI Regelungen, insbesondere der Leistungsphase untersuchen und Lösungsansätze herausfinden.

3.1 Stufenplan Digitales Planen und Bauen

Das Bundesministerium für Verkehr und Digitale Infrastruktur (BMVI), welches der größte Bauinvestor der Bundesrepublik ist, hat eine Gesellschaft gegründet, die planen-bauen 4.0 GmbH. Diese besteht aus 24 Verbänden, darunter die buildingSMART, und aus 34 Unternehmen, welche sich hieran beteiligen, darunter die HOCHTIEF ViCon GmbH und Implenia AG.[38]

Diese Gesellschaft hat den Stufenplan Digitales Planen und Bauen 2015 entworfen. In diesem Stufenplan wird die Einführung von BIM in Deutschland behandelt. Andere Länder, wie Großbritannien und die Niederlande haben hier bereits vorgelegt und fordern konkrete Methoden der BIM-Anwendung. Auch im außereuropäischen Ausland vollzieht sich eine „Digitalisierung der Bauwirtschaft“.[39]

Der Hauptfokus des BMVI liegt im Infrastrukturbau, bspw. Ausbau und Erhaltung der Eisenbahninfrastruktur bspw. durch die DB (Deutsche Bahn) Netze AG.[40] Der Stufenplan soll aber nicht nur in BMVI-Projekten Anwendung finden, sondern flächendeckend in der Bundesrepublik als Modell dienen. Das Hauptziel ist die breite Anwendung des Leistungsniveau 1 für Bund, Länder, Gemeinden, Bauausführende, Planer und Betreiber in Hoch- und Tiefbau.

Der Stufenplan sieht als Kern der BIM-Methode die Erstellung von 3D Modellen und die Verknüpfung von Bauwerks- und Bauteilinformationen vor. Diese Modelle können aus geometrischen, funktionellen oder technischen Informationen bestehen und bilden die Grundlage für die Planung, Bauausführung und Erhaltung des Bauwerks. Darüber hinaus können den einzelnen Bauteilen auch Zeit und Kosten dem Modell zugeschrieben werden. Dies ist nur möglich, wenn alle Beteiligten des Projektes das „BIM-Modell“ sorgfältig pflegen und warten.[41]

Im Stufenplan gibt es auch eine offizielle Bezeichnung der „Methode BIM“:

"Building Information Modeling (BIM) bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Informationen und Daten konsistent erfasst, verwaltet und in einer transparenten Kommunikation zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung übergeben werden."[42]

3.1.1 Stufenweise Einführung und Pilotprojekte

Es gilt eine Einführung von BIM für alle öffentlichen Projekte des BMVI in drei Schritten zu erzielen, wobei der letzte Schritt die Anwendung von BIM bei öffentlichen Projekten ab 2020 vorsieht (siehe Abbildung 8). Ziel ist die Einführung eines Leistungsniveau 1. Wobei BIM-Niveau 1 und Zielniveau 1 lediglich andere Begriffe für das Leistungsniveau 1 sind.

Abbildung 8: Drei Schritte des Stufenplans[43]

Die „Testphase“ bis 2020 wird von Pilotprojekten begleitet, die BIM-Anforderungen entsprechend des Leistungsniveaus 1 verlangen. Es handelt sich hierbei nur um Infrastrukturprojekte, wie etwa Fahrstraßen, Tunnel, Eisenbahnstrecken und Wasserstraßen. Es soll hauptsächlich getestet werden und beide Seiten, Bauherr und Unternehmer, auf die veränderten Prozesse vorbereitet werden.

Das Leistungsniveau 1 wird der neue Standard für alle neuen öffentlichen Bauprojekte des Infrastrukturbaus ab 2020.[44] Hier sind die (wesentlichen) Kriterien:

  • 3D fachmodellbasierte Arbeitsweise
  • Verwendung neutraler Austauschformate
  • Nutzung einer gemeinsamen Datenumgebung

Diesen 3 Kriterien stehen drei neue Arbeits- und Ablaufmethoden gegenüber:

  • Auftraggeber-Informations-Anforderungen (AIA)
  • BIM-Referenzprozess
  • BIM-Abwicklungsplan

Im BMVI ist man sich bewusst, dass die BIM-Arbeitsweise erst einen großen Nutzen mit sich bringen kann, wenn alle Projektbeteiligten gemeinsam/kollaborativ arbeiten. Es geht also darum ein gemeinsames Verständnis von BIM-Anforderungen zu definieren. Das Problem bei der kooperativen Arbeitsweise ist das Abhängigkeitsverhältnis von mehreren Beteiligten zueinander. Es müssen also Rollen und Verantwortlichkeiten im Vornherein definiert sein. Darüber hinaus müssen Daten, die von den Projektbeteiligten ein- oder mehrfach miteinander ausgetauscht werden, kompatibel sein. Kompatibel heißt, dass man diese Datei/Daten mit der eigens verwendeten Software öffnen und bearbeiten kann. Das Format der Datei soll herstellerneutral und offen sein. [45] Es sollen also keine proprietären Austauschformate benutzt werden. Die Forderung nach Produktneutralität fördert die Wettbewerbsfähigkeit von kleinen Unternehmen, welche eventuell aus Kostengründen keine teure Software erwerben können.

Weiter heißt es: "Hinsichtlich der rechtlichen Rahmenbedingungen wird kein zwingender Anpassungsbedarf gesehen, um das hier vorgestellte Leistungsniveau 1 umsetzen zu können." [46] Diese These ist essentiell und soll in der weiteren Arbeit auf ihre Richtigkeit untersucht werden. Es wird untersucht ob der heutige Stand der HOAI 2013 für diese Umsetzung ausreichend ist und was eventuell angepasst/weiterentwickelt werden muss. Auch in Hinsicht auf eine zukünftige Erweiterung des Leistungsniveaus 1 muss geklärt werden, welche rechtlichen Rahmenbedingungen geändert/angepasst und/oder neu erstellt werden müssen.

3.1.2 BIM Referenzprozess

Der Stufenplan schreibt 7 Grundsätze für die erfolgreiche Implementierung vor:

  • Kooperative Arbeitsmethodik
  • Angemessene Anforderungen von AG im Vergabeprozess
  • Modellbasiertes Planen, Bauen, Betreiben
  • Allen Beteiligten wird Zeit gegeben sich auf das Digitale Planen und Bauen einzustellen, Pilotprojekte bis 2020
  • Einhaltung internationaler Standards und deren Kompatibilität sichern, Schutz des deutschen Mittelstands und Kleinunternehmen, keine Isolierung durch inkompatible Ansätze
  • „herstellerneutrale, unabhängige und technologieoffene Standards und Prozesse“
  • Vermeidung von Abhängigkeiten von rechtlichen Rahmenbedingungen, die noch nicht geschaffen wurden

Um diese Grundsätze zu verwirklichen, schlägt der Stufenplan auch eine Managementstrategie vor. Sie wird im BIM-Referenzprozess festgehalten.

Abbildung 9: Schematische Darstellung des BIM Referenzprozesses[47]

Wichtig und neu im Vergleich zum traditionellen HOAI-Bauablauf sind die AIA (Auftraggeber-Informations-Anforderungen), der BIM-Abwicklungs- und BIM-Ausführungsplan (BAP) und die jeweiligen Kompetenzabfragen dazu. Die AIA sind als Lastenheft und der BIM-Abwicklungsplan ist als BIM-Pflichtenheft zu verstehen. Der BIM-Ausführungsplan ist dann nur ein kontinuierlich fortgeführtes Dokument, welches auf den BIM-Pflichtenheft aufbaut.

In Abbildung 9 ist die DIN 19650 grafisch etwas missverständlich dem Betrieb und Unterhalt im Baulebenszyklus zugeordnet. Jedoch geht es in der DIN EN ISO 19650-1:2017 und 19650-2:2017 „Organisation von Daten zu Bauwerken - Informationsmanagement mit BIM„ um den gesamten Lebenszyklus. Diese Norm, welche sich noch in Entwicklung befindet, ist der britischen Normreihe 1192 sehr ähnlich, worauf in Kapitel 3.2 näher hierauf eingegangen wird.

Der BIM-Referenzprozess definiert die einzelnen Schritte des Projektes und welche Anforderungen an diese gestellt werden, also eine Art „Ablaufplan“. Dabei ist wichtig, dass bei der Anwendung von BIM die Prozesse auf einer kooperativen Arbeit aufbauen. Das Einbauen von Kompetenzabfragen steigert das Vertrauen vom AG zum AN. Der AG erhält dadurch eine erhöhte Kosten- und Planungssicherheit.

Mit roten Punkten sind im Referenzprozess die Datenübergabepunkte definiert, die am Ende der HOAI-Leistungsphasen zu finden sind. Die vertraglich vereinbarten Leistungen sind hier fällig und müssen dem Bauherrn oder seinem Informations-Manager bereitgestellt werden. Hierzu müssen ein Zeitpunkt, ein neutrales Austauschformat und eine verantwortliche Person stehen.

Vor der Grundlagenermittlung (Lph 1) wird vom Stufenplan das Erstellen von Auftraggeber-Informations-Anforderungen (AIA) und nach einer Kompetenzabfrage das Erstellen des BIM-Abwicklungsplans (BAP) gefordert (siehe Abbildung 10). Die gleichen Schritte müssen auch vor der Bauausführung (Lph 8) passieren, nur hier werden die AIA und BAP (BIM-Ausführungsplan) nicht neu erstellt, sondern lediglich fortgeführt und samt Änderungen, welche sich durch die Lph 1-7 ergeben haben, dem Bauausführenden übergeben werden.

Abbildung 10: BIM Arbeitsweise nach Stufenplan[48]

Die AIA beschäftigt sich mit Daten, welche der Bauherr vom AN benötigt. Dies können Pläne o.Ä. sein. Es wird hierin festgehalten, welche Daten/Leistungen und deren Quantität und Qualität erbracht werden müssen. Es wird also der Umfang des BIM-Einsatzes und die Detailtiefe der zu erstellenden Daten definiert. Erst danach wird die eigentliche Leistung ausgeschrieben. Nachdem das Angebot von Unternehmen erstellt wurde erfolgt eine Kompetenzabfrage. In dieser wird die BIM-Kompetenz überprüft. Es wird ein kompetenter Auftragnehmer ausgesucht, der das Projekt mit all seinen Anforderungen abwickeln kann Diese Abfrage stellt einen sehr wichtigen Schritt dar, da unseriöse AN von Anfang an ausgeschlossen werden. So wird auch der Vergabe an den „Billigsten“ entgegengewirkt.

Nach der Kompetenzabfrage und der Wahl eines kompetenten Auftragnehmers entwickelt der AG den BAP.[49] Diese Aufgabe kann jedoch vertraglich auf den AN übertragen werden. In diesem werden folgende Punkte festgelegt: [50]

  1. Projektinformationen
  2. BIM-Ziele und BIM-Anwendungen
  3. Rollen und Verantwortlichkeiten
  4. BIM-Workflow
  5. Modellierung
  6. Hard- und Software/Datenaustausch
  7. Qualitätskontrolle

Interessant ist hier, dass im Stufenplan erwähnt wird, dass kein zwingender Anpassungsbedarf im rechtlichen Aspekt nötig ist um das Leistungsniveau 1 umsetzen zu können. Diese Aussage soll in den nachfolgenden Kapiteln auf ihre Richtigkeit überprüft werden. Es wird aber auch darauf hingewiesen, dass die rechtlichen Aspekte weiterhin überprüft werden sollen um ggfs. in Zukunft, dort wo es sinnvoll ist, Änderungen zu veranlassen. Dabei müssen auch bereits bestehende BIM-Vertragsgestaltungen und BIM-Ausschreibungen überprüft und evtl. in Zukunft angepasst werden. [51]

3.1.3 Potentiale von BIM

Ähnlich wie in Kapitel 2.1 wird im Stufenplan des BMVI von drei großen Potenzialen gesprochen, die die Umsetzung von BIM mit sich bringen wird:

Erhöhung von Planungsgenauigkeit und Kostensicherheit

Visualisierungen von verschiedenen Planungsvarianten und Bauwerksimulationen erhöhen die Akzeptanz aller Beteiligten, aber vor allem die der Öffentlichkeit, der Investoren usw. So können bspw. öffentliche Projekte mit Bürgerbeteiligung transparenter präsentiert werden. Bürgerproteste und Projektverzögerungen könnten verhindert werden, was wiederrum die Kostensicherheit erhöht. Außerdem können Nachträge und Bauänderungen, durch eine vorausschauende Planung vermindert werden. Je später Nachträge in der Bauphase anfallen, desto unverhältnismäßig teurer werden sie (siehe Abbildung 4).

Tools wie die Kollisionsanalyse (Clash Detection) erhöhen die Planungsgenauigkeit. Ein zentrales Gebäudemodell, welches im Stufenplan als „Koordinationsmodell“ bezeichnet wird, besteht aus verschiedenen Fachmodellen. Abbildung 11 zeigt wie die einzelnen Fachmodelle von den jeweiligen Fachmodellierern aussehen können. Gerade hier ist die Interoperabilität der einzelnen Modelle untereinander und mit dem Koordinationsmodell sehr wichtig. Sind die Fachmodelle nun miteinander verknüpft, kann die Kollisionsanalyse durchgeführt werden. Die erkannten und vom Objektplaner ausgewerteten Kollisionen können dann den entsprechenden Gewerken weitergeleitet werden. Automatische Analysen mit bestehenden Bauvorschriften, Aufmaße und Bauabrechnungen werden per Computer erstellt und überprüft. Schnittstellenrisiken (Zeitkollision der Gewerke) werden im Terminplan entdeckt und neue Lösungsvorschläge gemacht. Die rechnergestützte Planung ist schneller und bei richtiger Verwendung weniger fehleranfällig.

Planungs-, technische, Genehmigungs- und Schnittstellenrisiken werden durch die BIM-Methode eingedämmt. Die führt zu mehr Kostensicherheit und Transparenz für alle Projektbeteiligten.[52]

Abbildung 11: BIM-Fachmodelle und Zentrales BIM-Modell[53]

Optimierung der Kosten im Lebenszyklus

Hier geht man davon aus, dass die Kosten in der Nutzungsphase des Gebäudes höher sind, als in der Bauphase. Es besteht also hier ein Kostensenkungspotenzial über die gesamte Nutzungsphase. Optimierungen von Instandhaltungskosten, Ersatzmaßnahmen und Betriebskosten sind denkbar. Dadurch, dass am Ende der Leistungsphase 8 der Bauherr das gesamte BIM-Modell bekommen soll, geht kein Wissen über Bauteile und analytische Berechnungen usw. verloren. Dies bringt nicht nur Vorteile für den öffentlichen Auftraggeber, sondern für alle die sich mit Facility Management (FM) beschäftigen, bspw. in öffentlich-privaten Partnerschaften (ÖPP), welche i.d.R. auf 30 Jahre ausgelegt werden.[54]

Umsetzung der Kernempfehlungen der Reformkommission

Verstärkte Kooperation und partnerschaftliches Arbeiten in allen Phasen schafft eine produktive und effiziente Arbeitsweise. Dies führt wiederrum zu einem Mehrwert für den AG, der nicht mit zusätzlichen Kosten überrascht wird, und auf AN Seite zu einem sicheren Arbeiten ohne Angst vor Nicht-Erreichen von Gewinnzielen. Wenn man bei der Vergabe von Bauleistungen vermehrt auf die Qualitätskriterien achtet, dann verhindert man sog. „Sicherheitszuschläge“, welche üblicherweise auf Leistungen aufgeschlagen werden um eine mögliche Unterdeckung des AN-Budgets oder Gewinnes zu verhindern.

Mehr Transparenz im Projekt ermöglicht ein kontinuierliches Controlling. Hierzu im Stufenplan: „Die Forderung der Reformkommission nach mehr Transparenz und Kontrolle wird durch BIM ebenfalls unterstützt. Das gilt sowohl innerhalb des Projekts, da BIM durch die geometrische, zeit- und kostenbezogene Modellierung des Projekts ein kontinuierliches Controlling erleichtert, auch als durch Visualisierung und verlässlichere Abschätzung von Kosten und Risiken auch gegenüber der Öffentlichkeit.“[55]

Weiteres Potenzial steckt in der „schlanken Projektführung“, welche sich am Gedanken von „Lean-Management“ orientiert. Nicht wertschöpfende Tätigkeiten, übermäßiges Warten oder die zeitaufwendige Suche nach Informationen sollen vermieden werden. Dafür muss die Datenstruktur klar aufgebaut und die Mitarbeiter eingewiesen worden sein. Vorteile des Technologieeinsatzes sollten bewusst genutzt werden, und die Generierung von übermäßigen und überflüssigen Daten sollte vermieden werden. Auch die richtige Verarbeitung und Pflege der Daten ist wichtig. Eine Überarbeitung von mangelhaften Daten führt zu einem Mehraufwand und möglicherweise zu einem Erliegen der Arbeit von anderen Projektbeteiligten.

3.1.4 BIM Mindestanforderungen

Die Leistungsniveau 1 BIM-Mindestanforderungen werden hier in fünf Kategorien erklärt:

  • Daten
  • Rahmenbedingungen
  • Prozesse
  • Technologie
  • Menschen

Daten

Ein 3D fachmodellbasiertes Arbeiten wird gefordert. Die einzelnen Gewerke planen zwar ihre eigenen Fachmodelle, diese werden jedoch in einem zentralen Modell, dem Koordinationsmodell, zusammengeführt. Diese Arbeit kann durch einen Koordinator, sei es der Total-/Generalüber- oder -unternehmer oder auch durch das Team des Bauherrn, durchgeführt werden. Die Erstellung eines Koordinationsmodells fördert den Austausch von disziplinübergreifenden Informationen zwischen den Projektbeteiligten auch unter den Gewerken. Durch ein zentrales Modell lässt sich eine Kollisionsanalyse durchführen.

Die Art wie Pläne erstellt und ausgetauscht werden wird sich verändern. Der Planlauf soll nun digital erfolgen. Auch sollen Informationen über das Modell „smart“ ausgetauscht werden. Bspw. können Kollisionen über .BCF und 2D Pläne aus dem 3D Modell generiert worden sein und dann als .DWG ausgetauscht werden. Das 3D Modell soll als Hauptwerkzeug dienen. Wichtig für den Austausch ist, dass dies durch „herstellerneutrale Datenformate“ passiert. Im Stufenplan wird das IFC-Format vorgeschlagen. Dieses Format ist in der ISO 16739 spezifiziert und ist international anerkannt. Entwickelt und weiterverwaltet wird sie von der buildingSMART e.V.

Details

Seiten
108
Jahr
2018
ISBN (eBook)
9783668957763
ISBN (Buch)
9783668957770
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v471251
Note
1,7
Schlagworte
BIM Baubetrieb Bauingenieurwesen HOAI Baurecht PAS 1192 Stufenplan 2020 BMVI Level 2 Building Information Modelling Leistungsphasen Planung Ausführung AVA Vergabe Facility Management

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Titel: Digitales Planen und Bauen. Weiterentwicklung der HOAI-Leistungsphasen