Planung und Projektsteuerung Heute

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1 Planung und Projektsteuerung Heute Prof. Phillip Goltermann , Lübecker Bautag Rawpixel.com Fotolia.com

2 Agenda Planen und Bauen in der Gegenwart Aktuelle Herausforderungen (am Beispiel Agilität und Cradle-to-Cradle ) BIM als Lösungsmethode Vorstellung der Methodik, Beteiligten, Strukturen 2

3 Aktuelles Bundesminister Dobrindt kündigt an: Für ihn heißt modernes Bauen: "Erst virtuell und dann Real bauen". Bundestaskforce BIM aus Kommission für Großprojekte abgeleitet; (Mitglieder Industrie, Wirtschaft und Verbände) Hamburger Senatskanzlei fordert Planungssicherheit und Kostenstabilität, bevor vergeben und gebaut wird; (vgl. Drucksache kostenstabiles Bauen ) BER Bericht (Drucksache 17/3000): Versagen der Projektsteuerung ( ) Steuerungsmöglichkeiten nicht ausgenutzt geprägt war von fehlender Kollegialität und Machtkämpfen 3

4 Veränderungsgrad % Wandel der Rahmenbedingungen 100% Kommunikationsbedarf Planungs-/Bauzeit 50% Komplexität Technisierungsgrad Lehrlingsbestand Handwerk ( -38%) Metallpreise ( +61%) energ. Anforderungen EnEV ( +50)* Preise Materialien/Produkte technischer Ausbau ( + 46%) Preise Bauleistungen am Bauwerk ( +28%) Richtlinien/Normen Beteiligte Bezugsjahr 2000 Zeit * am Beispiel Höchstwerte Wärmedurchgangskoeffizienten für Außenwände NWG 4

5 Aufsichtsräte, kommunale Parlamente, Rechnungsprüfung Wasserwirtschaft, Umweltschutz, Landschaftspflege Projektbeteiligte bei (Hoch-)Bauvorhaben Baurecht, Stadtplanung, Denkmalpflege, Architektur Bauherr (Projektmanagement) Bauherr Bauherr (Projektmanagement) Bauherr Planer Planer Planer Einzelunternehmer Einzelunternehmer Einzelunternehmer Einzelunternehmer Einzelunternehmer Einzelunternehmer Einzelunternehmer Einzelunternehmer Bauunternehmen Bürgerinitiativen, Normenkontrollverfahren, Gutachten Quelle: Sommer, H.: Projektmanagement im Hochbau. 35 Jahre Innovationen bei Drees & Sommer. 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Verlag, S

6 Entwicklung von Strukturen hierarchische Struktur an lokalen Räumen und Inhalten orientiert Multi -Struktur Programm-Struktur (kybernetisches Modell) Quelle: Sommer, H.: Projektmanagement im Hochbau. 35 Jahre Innovationen bei Drees & Sommer. 3. Auflage, Berlin, Heidelberg, Springer Verlag, S an Leistungen orientiert an Schnittstellen und Kommunikation orientiert Quelle: adimas Fotolia.com 6

7 KCAP Arup Vogt Kunst+Herbert gmp Drees&Sommer WES ARGUS bloomimages on3studio Luftbilder Matthias Friedel Programme Management Smart City Development in jedem Maßstab OlympicCity Hamburg 2024 Kiel Schilksee 2024 Nachnutzng OlympicCity Kees Christiaanse Rotterdam gmp Architekten Hamburg Behnisch Architekten Stuttgart Drees & Sommer Hamburg Arup London WES Hamburg mace London Kunst+Herbert Hamburg proprojekt Franfurt Planung 03/15 09/15 agiles PlanMmt SchnittstellenMmt ChangeMmt RisikoMmt Nachnutzng Schwimmhalle Nachnutzng Olympiastadion 7

8 Agenda Planen und Bauen in der Gegenwart Aktuelle Herausforderungen (am Beispiel Agilität und Cradle-to-Cradle ) BIM als Lösungsmethode Vorstellung der Methodik, Beteiligten, Strukturen 8

9 Agiles Planen Das Wasserfallmodell stößt an seine Grenzen Idee Definition Planung Klassische (Wasserfall-) Modelle verlassen sich auf die Vorausplanung, welche im Idealfall den kompletten Bedarf im voraus versteht und abdeckt: benötigt einen definierten Weg, schwierig mit Veränderungen und deren Konsequenzen umzugehen, Wertschöpfung wird erst am Ende jeder Phase sichtbar. Ausschreibung Ausführung Übergabe Operation 9 Serg Zastavkin - Fotolia.com

10 Das Wasserfallmodell stößt an seine Grenzen Wie wir es aber eigentlich am Ende machen Architektur Tragwerk? TGA Nutzer Nachhaltigkeit weitere Berater 10

11 Bauplanung ist iterativ ähnlich wie Softwareentwicklung Agile Planungs- und Managementmodelle Idee Definition Planung Entwickle eine Version Einarbeiten vom Feedback Kunden Feedback Übergebe die Version Übergabe der Endgültigen Version 11

12 Phasen in realer Abbildung Quelle: Oesterreich, B. / Weiss, C.: APM Agiles Projektmanagement: Erfolgreiches Timeboxing für IT-Projekte. 1. Auflagen, Heidelberg, S

13 Prozessanalyse Identifikation und Diskussion von packages & processes 13

14 Mehrwert Transparenter Überblick über bereits erledigte und noch zu erfüllende Aufgaben Gemeinsame Entwurfsplanung Gemeinsame Priorisierung der Arbeitspakete und der zugehörigen Aufgaben Probleme und Risiken werden frühzeitig kommuniziert Verknüpfung verschiedener Abteilungen miteinander (z. B. Bau, IT, weitere bauspezifische Fachabteilungen) Verknüpfung Schnittstellen der Nutzer mit den Fachplanern Das richtige Maß an Information am richtigen Ort und zur richtigen Zeit 14

15 Methode & Vorgehensweise in der Ausführung Der Lean-Ansatz Das richtige Material, Maschine, Arbeiter an der richtigen Stelle zur richtigen Zeit in der richtigen Menge mit der richtigen Qualität. Just in Time Prinzip für Ressourcen (Mitarbeiter, Material, Maschinen) Fließfertigung one-piece flow Nivellierung& Taktzeitplanung Pull System nach dem Bedarfstakt Nullfehler Prinzip Visuelles Management Standards Vorschau Reduzierung von Verschwendung Einbindung der Mitarbeiter 15

16 Lean in der Ausführung Einführung des Pull-Prinzips in den Bauprozess 4 6 Visualisierung 3 Prozessplanung Vorschau: 6 Monate 5 7 KPI und To-do-Listen Gesamtprozessanalyse 8 Ressourcen 2 1 Detaillierte Planung Vorschau: 4 Wochen 9 Lieferkette/Logistik Gesamtprozessstrategie Termin-/Zeitplan 16

17 Ziel Ressourcenschonung Vermeidung von Verschwendung Die 8 Arten der Verschwendung sind die grundlegenden Ursachen für Produktivitätsverluste in einem Unternehmen. assedesignen Fotolia.com corbis_infinite Fotolia.com charly_lippert - Fotolia.com 1. Transporte 2. Überkapazitäten 3. Überflüssige Bewegungen 4. Fehler/Nacharbeit Thomas Dix G.G. Lattek - Fotolia.com andreas reimann-fotolia.com goodluz Fotolia.com 5. Fläche 6. Wartezeiten 7. Bestände 8. fehlende Information 17

18 Status der Bau- und Immobilienbranche Anteil am weltweiten Ressourcenverbrauch und Abfallaufkommen Wasser Holz CO 2 Energie Rohstoff Abfall 17% 25% 33% 30-40% 40-50% 58% Quelle: UNEP und Statistisches Bundesamt 18

19 Wie lange reichen die Rohstoffe noch? Statische Reichweite wichtiger Baustoffe Statische Reichweite = förderbare Ressourcen aktueller Jahresverbrauch Kupfer 32 Jahre (Anteil Bau: 48 %) Kunststoff 45 Jahre (Anteil Bau: 25 %) Aluminium 100 Jahre (Anteil Bau: 50 %) Eisen 120 Jahre (Anteil Bau: > 60 %) Quellen: Chemie in Unserer Zeit 4/2005; E.U. von Weizäcker - Faktor Fünf 19

20 Quelle: World Economic Forum Davos, 2014 Steigende Rohstoffpreise Massiver Anstieg seit 2000 bei extremer Volatilität 100 =

21 Materialkostenanteil Prozentualer Anteil der Materialkosten an den Bruttobaukosten Hochbau: 21,7 % Straßenbau: 30,4 % 40 38, ,7 23, ,4 21,9 25, ,4 3,4 1,2 6, ,7 4,3 2,3 4,3 Quelle: Hauptverband der Deutschen Bauindustrie e.v.,

22 Knappe Ressourcen Steigender Rohstoffverbrauch und zunehmende Rohstoffvielfalt Verzehnfachung des Verbrauchs seit 1900 Bauindustrie ist Hauptverbraucher Verdopplung der globalen Mittelschicht bis 2030 von 2,5 auf 5 Mrd. Menschen steigende Nachfrage Quelle: US Geological Survey

23 Das Cradle-to-Cradle -Prinzip Die Methode der Stoffkreisläufe 2009 EPEA 23

24 Stadt & Gebäude als Rohstoffdepots? Mit dem Potential einer positiven Wertentwicklung Indium Gips Stahl Aluminium Kupfer Beton 24

25 Die Gebäude von heute sind unsere Ressourcen von morgen 25

26 Renditepotenzial für Projektentwickler, Investoren und Bauherren 26

27 mearicon - Fotolia.com EU Aktionsplan für die Circular Economy Bereitstellung von Mitteln Brüssel, 2. Dezember 2015: ESIF (European Structural and Investment Funds ) stellen 650 Mio. aus dem Programm Horizon 2020 und 5,5 Mrd. aus dem Bereich Strukturfonds und Abfallwirtschaft für die Circular Economy zur Verfügung. 27

28 Innovationszyklen Die digitale Transformation bestimmt die Veränderung Synchronisation der Innovationszyklen Gebäude Infrastruktur Fahrzeug Zunahme der Veränderungsgeschwindigkeit IT & Kommunikation

29 Was momentan in den Städten passiert Transformation der technischen Systeme Drei wesentliche Transformationen beeinflussen Städte der Zukunft: Technologischer Wandel in multiplen Sektoren Dezentralisierte Energiesysteme Urbane Produktion und Logistiksysteme Allgegenwärtige Kommunikation Elektromobilität, Car Sharing Individuelle Plus-Energie- Häuser Zunahme der Veränderungsgeschwindigkeit Synchronisation der Innovationszyklen: Gebäude Infrastruktur Fahrzeug IT & Kommunikation Verschmelzung bisher getrennter Branchen Divergentes Technologiemanagement Security Governance Energy Buildings Society Logistik Mobility Konvergentes Technologiemanagement IT 29

30 Modellstädte / Modellqaurtiere Maidar EcoCity+ Die Stadt der kurzen Wege Die Maidar City liegt 30km südlich von Ulaanbaatar und soll das zukünftigen Stadtwachstum koordinieren. Der Entwurf sieht Wohngebiet, soziale Infrastruktur, Fläche für Sport, Freizeit und Erholung vor und alles ohne motorisierten Individualverkehr, nur elektrisch betriebene Fahrzeuge. Client: Maidar City LLC Project data: ca ha Project duration: since 2014 German Know-How Transfer: Planning coordination Sustainability consulting District Pre-Certification according DGNB-NSQ DGNB system adaptation for Mongolia Development consulting Knowledge transfer 30

31 Recycling Recycling Recycling die Prozesse entwickeln sich Planung Betrieb Planung Betrieb Planung Betrieb Bauausführung Bauausführung Bauausführung Bauherr Architekt Betreiber/ Mieter Bauherr Architekt Betreiber/ Mieter Bauherr Architekt Betreiber/ Mieter Fachpl. 1 Fachpl. 1 Life-Cycle-Engineer Fachpl. 1 Fachpl. 2 Fachpl. 2 Fachpl. 2 Sequenzielle Planung Integrale Planung Life-Cycle-Engineering Zukünftiger Prozess (BIM): Ausführende Firmen Bauherr Planer Bauherr/Betreiber ausführende Firmen Betreiber Produkthersteller Planung = Digitales Bauen parallel und kooperativ mit BIM Reales Bauen effizient und effektiv mit LCM Frühere Nutzung und kostengünstiger 31

32 Agenda Planen und Bauen in der Gegenwart Aktuelle Herausforderungen (am Beispiel Agilität und Cradle-to-Cradle ) BIM als Lösungsmethode Vorstellung der Methodik, Beteiligten, Strukturen 32

33 Bundesregierung/Kugler Reformkommission Bau von Großprojekten Reformkommission Bau von Großprojekten Leitung: Zeitraum: April Mitwirkende: 36 Experten aus Wirtschaft, Wissenschaft, öffentlicher Hand und Verbänden Alexander Dobrindt Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur Quelle: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur TanArt Fotolia.com 33

34 Implementierungsgrad Stufenplan Digitales Planen und Bauen am veröffentlicht am vom Bundeskabinett verabschiedet Endbericht Handlungsempfehlungen zu Planung und Realisierung von Großprojekten am vom BMVI vorgelegt 10-Punkte-Aktionsplan Großprojekte Stufenplan Digitales Planen und Bauen 1. Kooperatives Planen im Team 2. Erst planen, dann bauen Einführung von BIM im Infrastrukturbau und infrastrukturbezogenen Hochbau 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/Kompetenzzentren 9. Stärkere Transparenz und Kontrolle 10. Nutzung digitaler Methoden - Building Information Modeling (BIM) Vorbereitungsphase Erweiterte Pilotphase (Niveau I) Schematische Darstellung des Stufenplans (Quelle: BMVI) ab 2020 BIM Niveau I für neu zu planende Projekte Quelle: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur 34

35 Grundlagen Internationaler Vergleich USA General Service Administration/ einige Bundesstaaten: BIM verbindlich Großbritannien alle öffentlichen Gebäude: BIM verbindlich Niederlande seit 2011 bei öffentlichen Bauten: BIM verbindlich (Schwellenwerte) Norwegen seit 2008 staatliche Bauverwaltung (Ausnahmegenehmigung möglich) Dänemark bei öffentlichen Bauvorhaben: BIM verbindlich (Schwellenwerte) Singapur Singapur seit 2013 bei größeren Projekten verbindlich Finnland, China, Schweden, Italien, Schweiz, Katar, Südkorea, Mexiko, Estland noch keine Verbindlichkeit / in Abstimmung Europa: Richtlinie für das EU-Vergaberecht, 2014/24/E Article 22 (4) Deutschland: Reformkommission Bau von Großprojekten; Stufenplan Digitales Planen und Bauen DIN/ VDI Richtlinien für die Anwendung von BIM; Erste Büros sammeln Erfahrung in der Anwendung von BIM 35

36 Valerijs Kostreckis 123rf.de Grundlagen Digitales Modell Building Information Modeling (BIM) ist eine digitale Repräsentation eines Projektes, die es durch elementbasiertes Modellieren ermöglicht, eine Datenbank mit weiterführenden Informationen zu führen. Damit ist der Schritt gemacht von 2D-CAD zu einem 3D-BIM Datensatz. 36

37 Agenda Planen und Bauen in der Gegenwart Aktuelle Herausforderungen (am Beispiel Agilität und Cradle-to-Cradle ) BIM als Lösungsmethode Vorstellung der Methodik, Beteiligten, Strukturen 37

38 Was ist BIM? Aufteilung in Modelle nach Disziplinen Jeder Planer erstellt sein eigenes Modell, das ausschließlich seine gewerkspezifischen Elemente enthält. Neu: Durch die Kombination der einzelnen Modelle kann das gesamte Projekt dargestellt werden. 38

39 Was ist BIM? 2-D-Darstellung immer auf dem aktuellen Stand Fast alle Gebäude- und Ausbauelemente werden in 3D modelliert und im Modell verortet. Die 2D-Darstellung in Plänen, Schnitten und Ansichten wird live aus dem 3D-Model erstellt. 39

40 Was ist BIM? Modelldaten Weiterführende und in den Bauelementen hinterlegte Informationen können über den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes genutzt werden. Dies beginnt bei der Plandokumentation, geht über Kost- und Projektmanagement bis hin zu dem Betrieb des Gebäudes oder der Anlage. Grafisches Modell ist Teil der Datenbank und dient als Frontend zur Navigation der eigentlich Datenbankinformation 40

41 Was ist BIM? Aufteilung BIM in Eine Modelle Arbeitsmethode nach Disziplinen mit vielen Fachmodellen Jeder Planer erstellt sein eigenes Modell, das ausschließlich seine gewerkspezifischen Elemente enthält. Fachmodelle der Objekt- und Fachplaner Quelle: AEC3 Deutschland GmbH Koordinationsmodell Durch die Kombination der einzelnen Modelle kann das gesamte Projekt dargestellt werden. Teilmodelle des Architekturmodells 41 BIM eine Methode der Projektabwicklung 2013 AEC3 Deutschland GmbH

42 Potentiale und Mehrwerte Auswirkungen auf Projektphasen Quelle: ARGE BIM-Leitfaden AEC3 & OPB 2013 (Grafik von Liebich et al., 2011 nach Patrick MacLeamy) 42

43 Was ist BIM? BIM-Workflow: Jedes Tool nutzt und aktualisiert die Datenbank Visualisierung Koordination Mengen Kosten AVA Entwurf BIM Modellierungssoftware Simulation Raumbuch FM 43

44 Potentiale und Mehrwerte Potentiale Effiziente und qualitätsgesicherte Prozesse Definiert, vereinheitlicht und synchronisiert Prozesse zwischen den Planungsbeteiligten Optimierter Bauablauf Vermeidung von redundanten Informationen, Informationslücken und Widersprüchen Wirtschaftlicher Gebäudebetrieb Sicherstellung des Daten- und Knowhow- Transfers von der Bau- in die Betriebsphase Sicherstellung der Machbarkeit Frühzeitige Sicherstellung der technischen und finanziellen Realisierbarkeit Verbesserung der Kommunikation Planer, Nutzer und Bauherr kommunizieren auf Augenhöhe; single source of truth 44

45 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! 45