Digitales Planen und Bauen

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1 DBZ.de Digitales Planen und Bauen Deutsche Architekten und ihre ersten BIM-PROJEKTE BIM Ein problematischer Trendbegriff Balthasar Neumann Preis 2016 Preisträger und Auszeichnungen Bund Deutscher Baumeister, Architekten und Ingenieure e.v. Berlin DBZ Heftpate Siegfried Wernik DhochN

2 Architektur Standpunkt Architekt Siegfried Wernik BIM-Projekte gibt es nicht! Siegfried Wernik, Stuttgart zum Thema Digitales Planen und Bauen In den letzten Jahren hat das Thema Building Information Modeling (BIM) in der Bauwirtschaft zunehmend an Bedeutung gewonnen. BIM löst Begeisterung und Ängste aus. In erster Linie aber herrscht eine grandiose Missinterpretation des Begriffes vor, der in jedem Kopf etwas anderes auslöst. Als wenn es die BIM-Methode oder das BIM- Projekt gäbe! Es geht um modellbasierte, digitale und interdisziplinäre Planungs- und Kollaborationsprozesse in der Bauwirtschaft. Und davon gibt es viele in einem Projekt! In keinem mir bekannten Projekt sind alle Prozesse vollständig digital und datenbasiert durchgeführt worden. Auch der Terminus alle Prozesse ist problematisch, als wenn wir tatsächlich den Überblick über alle Prozesse bei der Vorbereitung, der Realisierung und dem Betreiben eines Bauwerkes hätten. Für alle Akteure, die das Thema tiefer durchdrungen haben, ist der wichtigste Teil des Akronyms BIM das I für Information. Der anschaulichste Teil ist zugegebenermaßen das M für Modeling. Ingenieure und Architekten sind visuell orientiert. Da fällt es recht leicht, mit Abbildungen von komplexen 3D-Modellen zu beeindrucken. Nur geht es bei BIM im fortgeschrittenen Stadium nicht (mehr) darum, Modelle zu erstellen, sondern die dort enthaltenen Informationen in Datenform im Prozessverlauf eines Bauvorhabens innerhalb des Projektteams und dem Auftraggeber zur Verfügung zu stellen und miteinander zu teilen. Wir reden also im Grunde von Datenbanksystemen, deren Strukturen kompatibel sind und deren Inhalte verlustfrei ausgetauscht werden können. Hierbei stellen sich Fragen wie: Wer stellt wann welche Teile (oder Teilmodelle) des (gemeinsamen) Datenmodells her, was sollen diese Teile enthalten, wer fügt wann welche Informationen hinzu und welche Informationen darf ich wann im Datenmodel erwarten? Spätestens hier kommt der Name Building Information Modeling ins Wanken. Es wäre wohl besser von Building Information Management oder vielleicht auch von Construction Information Management (was die Ingenieurbauwerke einschließt) zu sprechen. Jede halbwegs ernstzunehmende Softwareapplikation für Architekten und Ingenieure behauptet, BIM zu liefern oder (wenn es etwas ehrlicher zugeht) BIM ready zu sein. Wenn wir uns aber klar machen, dass kein einziges Softwareprodukt alle erforderlichen Prozessschritte und Fachleistungen im Zuge der Planung, der Realisierung und des Betreibens von Bauwerken abbilden kann, können wir auch nicht davon sprechen, dass es die BIM-Software gäbe. In der sehr fragmentierten und heterogenen Planungs-, Bau- und Immobilien- wirtschaft gibt es darüber hinaus so viele unterschiedliche Rollen und Akteure, dass in keinem Fall von einem einheitlichen Projekt gesprochen werden kann. Es gibt insofern bei der Entstehung und dem Betrieb eines Bauwerks eine ganze Reihe von Projekten. Jeder Akteur mag sich in der neuen digitalen BIM-Welt mit modellbasierten, digitalen und womöglich interdisziplinären Prozessen des Sammelns und des Austausches von Informationen beschäftigen und diese auch virtuos anwenden. Allein, ein BIM-Projekt entsteht damit noch nicht wirklich. Im Grunde entstehen viele BIM-Teilprojekte. Je weniger Informationen in den digitalen Prozessen verloren gehen, desto vollständiger ist die Vision eines ganzen BIM-Projekts. Insofern sollten wir mit dem Begriff sehr vorsichtig umgehen und genau die einzelnen angewendeten Prozesse oder die Teilprojekte beschreiben. BIM-Projekte gibt es bis auf Weiteres nicht! Der Architekt Siegfried Wernik, Architekturstudium an der RWTH Aachen, 1978 Diplom Associate Partner bei Stirling Wilford & Associates, Geschäftsführender Gesellschafter bei LÉON WOHLHAGE WERNIK. Von Vorstandsvorsitzender bei buildingsmart e.v., Mitglied der Arbeitsgruppe BIM in der Reformkommission Großprojekte im BMVI. Von Berater der wissenschaftlichen Begleitung der Reformkommission, seit 2014 stellvertretender Vorsitzender des Koordinierungskreises BIM im VDI Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik Gründungsinitiator der planen-bauen 4.0 GmbH, seit Geschäftsführender Gesellschafter DhochN Digital Engineering GmbH. Seit Mitglied des Aufsichtsrats planen-bauen 4.0 GmbH. Seit Geschäftsführender Gesellschafter ORANGE BLU building solutions. Zu Werniks persönlichen Schwerpunkten gehören u. a. Prozesssteuerung, Strategieentwicklung, Building Information Modeling (BIM) DBZ DBZ.de

3 Foto: Holger Talinski, Berlin 41

4 Architektur In Zukunft BIM? B11, Braunschweig Das Büro Gaudlitz Architekten GmbH plant derzeit in Braunschweig das fünfgeschossige Verwaltungsgebäude B11 für Volkswagen Financial Services (VWFS). Eine besondere Relevanz hat dabei die digitale, prozessorientierte Planungsmethode BIM, mit der durch virtuelle, fachspezifische Bauwerksmodelle Planungs- und Bauprozesse optimiert und vereinfacht werden sollen. Mit zusätzlichen Informationen angereicherte 3D-Modelle dienen dabei als umfangreiche Gebäude-Datenbanken. Im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium geförderten Mo - dellprojekts BIMiD BIM Referenzobjekt in Deutschland wird das Braunschweiger Projekt über die ge samte Planungs- und Bauzeit wissenschaftlich begleitet. Gaudlitz Architekten GmbH Cornel Gaudlitz Foto: Mathias Dürr Foto: Aisha Lüer Foto: Sascha Gramann Bauhaus Universität Weimar KSP Jürgen Engel Zimmermann in Braunschweig Arbeit als Architekt in einer Planungsgruppe in Wolfsburg 2010 Gründung von Gaudlitz Architekten GmbH, Wolfsburg, gemeinsam mit Antje Gaudlitz Volkswagen Financial Services Sabine Burkert Projektleitung in der Ausführungsplanung Industrieund Gewerbebau/Großbauprojekte Volkswagen Immobilien, Leitung Projektrealisierung seit 2014 Volkswagen Financial Services, Immobilienmanagement, Koordination Team Bauprojektmanagement; Projektmanagement und Bauherrenvertretung für das zentrale BIMiD-Referenzobjekt Deutschland und Initiatorin für die Implementierung Digitales Planen, Bauen und Betreiben DhochN Digital Engineering GmbH Siegfried Wernik Vorstandsvorsitzender bei buildingsmart e.v Mitglied der Arbeitsgruppe BIM in der Reformkommission Großprojekte im BMVI seit 2014 stellv. Vorsitzender des Koordinierungskreises BIM im VDI Gesellschaft Bauen und Gebäudetechnik Gründungsinitiator der planen-bauen 4.0 GmbH Seit 2015 Geschäftsf. Gesellsch. DhochN, Berlin und ORANGE BLU building solutions, Stuttgart Seit 2015 Mitglied des Aufsichtsrats planen-bauen 4.0 GmbH

5 DBZ DBZ.de 43 Abb.: Gaudlitz Architekten GmbH

6 Architektur B11, Braunschweig Abb.: Gaudlitz Architekten GmbH Das Büro Gaudlitz Architekten GmbH plant derzeit in Braunschweig das fünfgeschossige Verwaltungsgebäude B11 mit 150 flexiblen Arbeitsplätzen und einem Schulungsbereich auf drei Ebenen für Volkswagen Financial Services (VWFS). Eine besondere Relevanz hat dabei die digitale, prozessorientierte Planungsmethode BIM BIM revolutioniert die Baubranche: Der Neubau B11 ist nicht das einzige Bauvorhaben in Deutschland, in dem die BIM-Methode angwendet wird. Das Büro- und Schulungsgebäude spielt jedoch deshalb eine besondere Rolle, weil der Bauherr vor Planungsbeginn im Rahmen des BIMiD-Förderprojekts den Zuschlag als Referenzprojekt erhalten hat und daher von Beginn an sämtliche BIM-Prozesse im Projekt begleitet und evaluiert werden. Ziel des Förderprojekts ist, die BIM-Methode am konkreten Objekt zu demonstrieren und Referenzprozesse zu entwickeln. Grundsätzlich können in BIM-Projekten Bauwerksmodelle der Fachplaner zu Koordinationszwecken zusammengeführt werden, um mögliche Kollisionen unterschiedlicher Gewerke frühzeitig zu erkennen. Zudem sorgt BIM für eine höhere Planungsund somit Kostensicherheit. Das Beratungsunternehmen DhochN bereitet im Auftrag des Bauherrn die Prozesse auf, um diese für zukünftige Projekte weiter zu optimieren und über die Bauphase hinaus Daten für das Facility Management von VWFS liefern zu können. Planungs-Transparenz In Braunschweig konnte das Verfahren für verschiedene Prozesse genutzt werden: Zum einen ging es dabei um gestalterische Entscheidungen in Bezug auf die Architektur, aber auch um Kollisionsprüfungen verschiedener Fachplanungen, um Kostenplanung, Ausschreibung, LVs und Abrechnung, bis hin zur Baustellenüberwachung. Sabine Burkert, Projektleiterin der VWFS, hebt besonders zwei Aspekte der Erleichterung im Planungsablauf hervor: Es war beeindruckend, zu sehen, wie die BIM-Methode die Kommunikation der einzelnen Beteiligten vorangetrieben hat. Wir hatten als Bauherr zu einem sehr frühen Zeitpunkt eine ganz andere Planungs- und damit Kostensicherheit als in konventionellen Projekten. Sehr früh war die Planung soweit abgeschlossen, dass im Prinzip alle Ausschreibungen gleichzeitig und vor Baubeginn auf dem Markt waren. Zum anderen haben wir die Kollisionsprüfungen als sehr konstruktiv wahrgenommen. Außerdem betont die Projektleiterin die große Transparenz zwischen Bauherr und Planern und die damit verbundene stärkere Kontrolle des Bauherrn über sein Projekt. Das liegt unter anderem an der Möglichkeit, die Dimensionen Kosten und Zeit einzubinden. Man spricht dann von 5D-Modellen. Ebenso konnte das Abrechnungsverfahren durch die virtuelle Methode stark vereinfacht werden. Der Rohbau wurde ohne Aufmaß abgerechnet, da das Modell als Berechnungsgrundlage für Mengen und Massen diente. Auch für uns als planendes Architekturbüro war es eine positive Erfahrung, dass viele Entscheidungen in einer sehr frühen Phase getroffen werden mussten, Kollisionen vermieden werden konnten und die Ausschreibungen vor Baubeginn fertiggestellt waren, erklärt hierzu Architekt Cornel Gaudlitz. Eine große Chance der Arbeitsweise mit virtuellen Bauwerksmodellen sehen wir zudem in der räumlichen Unabhängigkeit der beteiligten Fachplaner. Gefordert hatten die Bauherrn zum Abschluss des Bauvorhabens und für den weiteren Betrieb des Gebäudes ein so genanntes asbuilt-model, ein Modell des Ist-Zustands des Gebäudes. Der Vorteil: Alle Informationen stehen gebündelt in einem Modell zur Verfügung. Änderungen auf der Baustelle sind umgehend in das virtuelle Bauwerksmodell eingeflossen. Somit konnte ein as-built-model im Sinne eines Leis tungsnachweises umgesetzt werden. Die Jade Hochschule Oldenburg ließ zwei Mal einen Laserscan mitlaufen, um den Baufortschritt zu dokumentieren und in einer Qualitätskontrolle das Bauwerksmodell mit dem Gebäude abzugleichen. Besonders spannend waren außerdem zwei außergewöhnliche Besprechungstermine im Immersive Engineering Lab am Fraunhofer IAO in Stuttgart. Dabei handelt es sich um ein mehrseitiges, großflächiges Stereoprojektionssystem zur interaktiven, räumlich-maßstäblichen Visualisierung von Gebäuden. Die Daten hierfür stammten aus 44

7 Die Bauherrschaft des Büro- und Schulungsgebäudes hat vor Planungsbeginn im Rahmen des BIMiD- Förderprojekts den Zuschlag als Referenzprojekt erhalten Foto: Fraunhofer IAO Abb.: Gaudlitz Architekten GmbH den BIM-Modellen der Architekten aus Wolfsburg und der Berater aus Berlin. Bei diesen Besprechungen war es den Beteiligten möglich, sich virtuell im Gebäude zu bewegen und über Detailfragen abzustimmen. Eine Technik, die durch das Fraunhofer IAO an dieser Stelle möglich war. In normalen, nicht durch Forschung begleiteten BIM- Projekten läuft die Kommunikation derzeit zwischen den Betei ligten über 3D-Modelle an Computerbildschirmen ab. Herausforderungen und Grenzen Eine der größten Herausforderungen des Projekts stellte für den Bauherrn der menschliche Faktor dar. Wir mussten teilweise sehr viel Überzeugungsarbeit leisten, um die neue Arbeitsmethode unter den Planern zu implementieren, so Bauherrenvertreterin Burkert. Das war für uns nicht immer einfach, da wir selbst auch nicht über Erfahrungen mit BIM verfügten. Das hierfür nötige Change-Management haben wir unterschätzt. Und auch Architekt Gaudlitz sieht hier mögliche Herausforderungen: Es geht nicht nur darum, dass Kollisionen innerhalb des Planungsprozesses sehr viel schneller transparent werden, man muss auch sehr gut im Team arbeiten können. Durch den BIM-Prozess werden alle Planungsstränge, viel früher als im herkömmlichen Planungsablauf, parallel bearbeitet. Neben dem Faktor Mensch gab es auch technische Hürden, die zum Teil als solche bestehen blieben und somit eine derzeitige Grenze des Verfahrens aufzeigen. Teilweise blieb die fehlende Kompatibilität der verwendeten Software ein Problem, so dass das Übereinanderlegen der Modelle aus verschiedenen Programmen problematisch war. Aktuelle BIM-Themen sind daher, die Konfiguration und Standardisierung der einzelnen Informationspakete, welche über IFC-Datenprozesse zwischen den Beteiligten ausgetauscht werden können. Medienbrüche sind derzeit tatsächlich noch ein Problem, bestätigt der Architekt. Allerdings muss nicht nur die Software stimmen, auch Besonders spannend waren zwei außergewöhnliche Besprechungstermine im Immersive En gineering Lab am Fraunhofer IAO in Stuttgart. Dabei handelt es sich um ein mehrseitiges, großflächiges Stereoprojektionssystem zur interaktiven, räumlich-maßstäblichen Visualisierung von Gebäuden Foto: buildingsmart Ludmilla Parsyak DBZ DBZ.de 45

8 Architektur B11, Braunschweig Je sorgfältiger im digitalen Gebäudemodell einzelne Parameter hinterlegt sind, desto besser kann die Ökobilanz des gesamten Gebäudes berechnet und zukünftige Verbräuche simuliert werden Abb.: DhochN Digital Engineering GmbH die Rechnerleistungen müssen an die zu bewältigenden Datenmengen angepasst werden. Wichtig ist, zu entscheiden, wann welche Informationen wirklich gebraucht werden, um keine unnötigen Datenmengen zu erzeugen. Daher werden in bestimmten Phasen Platzhalter oder Dummies eingesetzt. So werden beispielsweise bei der Elektroplanung statt einzelner Leitungen Kabeltrassen eingezeichnet Der Bauherr kann an jedes Bauteil eine Terminplanung und ein Soll-Ist-Verfahren hängen. Wenn dann beispielsweise eine Firma einen Nachtrag geltend machen möchte, kann er rückverfolgen, ob dieser Nachtrag seine Berechtigung hat Abb.: DhochN Digital Engineering GmbH Abb.: DhochN Digital Engineering GmbH In Zukunft BIM? Volkswagen Financial Services war unter anderem deswegen für das Referenzobjekt ausgewählt worden, da die Bewerbung vom Bauherrn selbst ausging, der bereits zum Bewerbungszeitpunkt die Absicht formulierte, in Zukunft mit dem BIM-Verfahren nicht nur planen und bauen, sondern auch die Gebäude betreiben zu wollen. An dieser Idee hat sich durch die bisherigen Erfahrungen nichts geändert im Gegenteil: Wir waren im Verlauf des Projekts immer begeisterter und haben immer mehr ausprobiert, als wir anfangs gedacht haben, erklärt hierzu Sabine Burkert. Wir sind sehr überzeugt von der Methode und möchten auch in Zukunft ausschließlich über modellbasierte, digitale Prozesse arbeiten. Dabei sollen Prozessstandards aus dem laufenden Projekt für weitere Objekte abgeleitet werden. Gemeint sind damit keine gestalterischen Vorgaben, sondern Methoden-Vorgaben, in denen beispielsweise festgelegt wird, welche Informationen zu welchem Zeitpunkt in das Modell einfließen sollen oder wie das Modell aufgearbeitet sein muss, um aufgrund dieser Informationen die Immobilie später effizient betreiben zu können. In der Architektur geht es aber nicht allein um Effizienz, sondern auch um Gestaltung. Besteht durch die Standardisierung die Gefahr zu starker Vereinheitlichung? Eine Frage, die Gunther Wölfle, Geschäftsführer von buildingsmart e.v. und verantwortlich für die Öffentlichkeitsarbeit bei BIMiD, häufiger beantworten muss: BIM zielt vor allem darauf ab, einzelne, wiederkehrende Schritte im Planungs- und Bauablauf zu vereinfachen und nicht immer wieder neu zu erfinden. Es geht um standardisierte, effizientere Prozesse nicht um vereinheitlichte Gestaltung also um Fragen wie: Wer kommt wann ins Spiel? Oder: Wann brauche ich welche Informationen in welcher Qualität von wem? Nicht um Entwürfe aus der Schublade! Die Idee eines so genannten Big Open BIM, der größtmögliche Datenaustausch zwischen möglichst vielen Projektpartnern mittels offener Austauschformate, ist zum jetzigen Zeitpunkt technisch noch nicht realisierbar, für Architekt Gaudlitz aber wünschenswert. Schon heute stehen uns durch das Verfahren extrem verbesserte Werkzeuge und Prozesse zur Verfügung, betont der Planer. Nina Greve, Lübeck 46 DBZ DBZ.de

9 Baudaten Objekt: Zentrales BIM-Referenzobjekt Neubau B11 Standort: Käferweg 3, Braunschweig Typologie: Bürogebäude mit Schulungsbereich ( FS-Akademie ) Bauherr/Nutzer: Volkswagen Financial Services AG Architekt/Innenarchitekt: Gaudlitz Architekten GmbH, Wolfsburg, Bauleitung: Rohbau: Ing.-Büro Thomas Kilian Baubetreuung Ausbau/TGA: GP Dr. Grossert Planungsgesellschaft mbh, Braunschweig, Planungszeit: September 2014 März 2015 (Entwurf bis Versand LVs) Bauzeit (reine Baugewerke): August 2015 August 2016 Fachplaner Akustikplanung: AMT Ingenieurgesellschaft mbh, Isernhagen/Hannover, Tragwerksplanung: OP Engineers GmbH, Beratende Ingenieure VBI, Oldenburg, Techn. Gebäudeausrüstung: Protec Planungsgesellschaft mbh, Braunschweig, Landschaftsarchitekt: Ingenieurgesellschaft Heidt + Peters mbh, Celle, Energieberater: Energydesign Braunschweig GmbH, Braunschweig, Datentechnik: SPS Consulting & Services GmbH, Karlsruhe, Brandschutz: Dehne, Kruse Brandschutzingenieure GmbH & Co. KG, Gifhorn, Sicherheitstechnik: Jochen Männer & Kollegen, Kanzlei für Sicherheitsberatung Medientechnik: macom GmbH, Stuttgart, BIMiD-Konsortium: Fraunhofer IBP, (Konsortialführer), de; Fraunhofer IAO, Stuttgart, fraunhofer.de; Universität Mannheim, Institut für Mittelstandsforschung ifm, Jade Hochschule, Fachbereich Bauwesen und Geoinformation, Oldenburg, buildingsmart e.v., Berlin, AEC3 Deutschland GmbH, München, Projektdaten Schon heute stehen den Planern durch die Planungsmethode BIM verbesserte Werkzeuge zur Verfügung, die den Bauprozess erleichtern Grundstücksgröße: m² Nutzfläche (BGF) gesamt: m² Planungssoftware ArchiCAD 18, linear, Revit 2015, RIB itwo, Solibri Model Checker, TEKLA Structures BIM Anwendung Planungskoordination: open BIM Weitergabe an Kosten/FM: closed BIM Virtuelles Gebäudemodell BIM-Fachmodell Architektur 3D: Gaudlitz Architekten GmbH, ArchiCAD BIM-Fachmodell Tragwerk 3D: OP Engineers GmbH, TEKLA Structure BIM-Koordinationsmodell 5D: DhochN Digital Engineering GmbH, Revit D-Modell: Modelldarstellung in den drei Dimen sionen des Raums 5D-Modell: Modelldarstellung in den drei Dimensionen des Raums, Erweiterung um die Zeitkomponente, Baufortschritt, Prozessoptimierung und Transparent im Gesamtablauf sowie Kostenplanung Bereits im virtuellen Bauwerksmodell können Informationen hinterlegt werden, die für den späteren Betrieb des Gebäudes relevant sind. Beispielsweise, wie häufig die Filter der Lüftungsanlage gewechselt werden müssen oder wie hoch der Verbrauch der Heizungsanlage ist Foto: Ing.-Büro Thomas Kilian Baubetreuung Abb.: DhochN Digital Engineering GmbH 47

10 Bautechnik BIM Ein problematischer Trendbegriff Siegfried Wernik, Berlin In den letzten Jahren hat das Thema Building Information Modeling (BIM) in der Bauwirtschaft zunehmend an Bedeutung gewonnen. In den USA, in Asien und im europäischen Ausland wird die BIM-Methode bereits seit längerem intensiv praktiziert. Sie gewinnt auch hier zunehmend an Bedeutung, aber die deutsche Baubranche hinkt momentan noch hinterher. Warum ist das so? Und was sind eigentlich die Vorteile, die die BIM-Methode mit sich bringt? BIM? Die Frage könnte zu einem tagesfüllenden Referat werden. Das Akronym BIM ist zu einem problematischen Trendbegriff geworden. Wir stellen allerdings fest, dass es (fast) so viele Erklärungen für BIM gibt wie echte oder selbsternannte Experten dafür. Die Verwirrung wird noch vergrößert, da das Akronym sowohl für das eigentliche virtuelle Bauwerksmodell als auch für die Methode selbst verwendet wird. Medium Kollaboration Information Eine offizielle Definition in Deutschland wurde erstmalig mit dem vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) vorgelegten Stufenplan Digitales Planen und Bauen (Einführung moderner, IT-gestützter Prozesse und Technologien bei Planung, Bau und Betrieb von Bauwerken) gegeben (BMVI, 2015): Building Information Modeling 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. Die Definition mutet zunächst recht einfach, pragmatisch und sehr technisch an. Wenn man sich die Implikationen der Definition allerdings näher anschaut, wird schnell ein recht großes Komplikationspotential erkennbar. Stufe 0 Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 Stufe 4 Papier Bleistiftzeichnung Linien, Text, etc. CAD Papier Zeichnung Plot Linien, Text, etc. 2D Datei Zeichnung Linien, Text, Objekt, etc. BIMs BIM 1 BIM 2 BIM 3 BIM 4 Datei Daten Modelle, Objekt, Bibliotheken, etc. IFD IFC ibim IDM ISO BIM Clouds BIM Hubs Modelle, Objekt, Bibliotheken, etc. Digitalisierung verändert unsere Welt. Das Internet und moderne Technologien prägen zunehmend das Bauwesen. Wir stehen vor einem entscheidenden Wandel an der Schwelle zum Bauen 4.0 Lebenszyklus Baumanagement Zunächst fällt auf, dass der Begriff Building Information Modeling deutlich zu kurz greift. Der Begriff Building schließt im Grunde den weitaus größeren Teil der Bauwerke, die der Infrastruktur, aus. Diese gehören aber ebenso zur gebauten Umwelt und werden mit den gleichen oder sehr ähnlichen Methoden und Werkzeugen geplant, gebaut und betrieben. Für alle Akteure, die das Thema tiefer durchdrungen haben, ist der wichtigste Teil des Akronyms das I für Information. Denn darum geht es im Grunde! Der anschaulichste Teil ist das M für Modeling. Es wäre wohl besser von Building Information Management oder vielleicht auch von Construction Information Management zu sprechen. Der Begriff Management schließt die Planung, die Organisation, die Beschaffung und die Kontrolle von Informationen über das Bauwerk ein und ist somit eher geeignet, den Prozess des Planens, Bauens und Betreibens eines Bauwerkes zu beschreiben. Allerdings ist dieser Begriff weder eingeführt noch sonderlich griffig. Wir werden also bei Building Information Modeling für BIM bleiben müssen. Kooperation Kulturwandel Ein weiterer Hinweis auf ein großes Komplikationspotential ist die Forderung, Informationen und Daten für die Zusammenarbeit über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks zu erarbeiten, zur Verfügung zu stellen und miteinander zu teilen. Eine reibungslose, partnerschaftliche und offene Zusammenarbeit zwischen Architekten, Ingenieuren, den Bauunternehmen und dem Auftraggeber und der offene, reibungslose Austausch von Informationen ist keineswegs der Normalfall beim Bauen und schon gar nicht der komplexer digitaler Informationen. Die Forderung, 72

11 BIM Datenbank Markt (Push) - Lieferanten Kunde (Pull) - Forderung 1 A 2 3 TR 4 5 TGA Programm 2D 3D Name: Lego Duplo Farbe: Türkis Höhe: 1,91 mm Breite: 15,6 mm Länge: 31,2 mm Kosten: 0,1 Gewicht: 3 g Material: Kunststoff Hergestellt am: TGA2 1 Sub1 2 3 Sub2 4 5 Sub3 6 Sub4 7 Stufe 4 Stufe 3 Stufe 2 Stufe Z1 3 4 Z2 5 Z3 6 7 Z4 GP GU Planungskonzept Planunug Bauentscheid Realisierung Übergabe Betriebsdaten FM X X Portfolio Managment Bauunterhalt 2D 3D BIM Vereinfachtes Prozessschema in der Digitalisierung der Wertschöpfungskette A Architekt, TR Tragwerksplanung, TGA Technische Ausrüstung, 1 7 Fachbereiche, Z1 Z4 Zulieferer, GP Generalplaner, GU Generalunternehmer, FM Facility Management, Grüne Kreise Datenübergabepunkte (Data Drops), Rote Rauten Entscheidungspunkte auf der Seite des Kunden diese umfangreichen, digitalen Informationen zur Verfügung zu stellen und miteinander zu teilen, ist ein Kulturwandel. Bisher tauschen wir Informationen nur recht zögerlich und möglichst kopiergeschützt auf Papier oder digital mit PDF-Dokumenten aus. In vielen Unternehmen werden bereits Planungsobjekte mit hoher Qualität modelliert und mit guten Informationen ausgestattet. Nur: Wenn diese Planung mit anderen an der Planung und am Bauen Beteiligten geteilt werden soll, werden systematisch Daten und damit bereits vorhandene Werte vernichtet. Übergabeformate für komplexe Daten an andere Beteiligte, welche in der Regel auch andere Softwarewerkzeuge verwenden, sind im Normalfall der kleinste gemeinsame Nenner und transportieren nur einen Bruchteil der vorhandenen Informationen. Die Erstellung von Bauwerksdatenmodellen mit einer Fülle von Informationen, die nicht nur die Anforderungen der eigenen Organisation erfüllen sollen, sondern auch die anderer Beteiligter, ist eine neue verantwortungsvolle Aufgabe, die einen höheren Aufwand erfordert als bisherige Lösungen. Im Gesamtprojekt werden mit durchgängigen Methoden des Informationsmanagements nach bisherigen Erfahrungen deutliche Effizienzsteigerungen erzielt. Wenn aber der wirtschaftliche Vorteil nicht unbedingt dort entsteht, wo ein höherer Aufwand erforderlich wird, bedeutet das auch eine Neuorganisation der Zusammenarbeitsmodelle und Vergütungssysteme. BIM ist eine Kategorie von Lean (Management) Die Nutzung moderner Informations- und Kommunikationstechniken kann mittels einer umfassenden, konsistenten Datenbasis für alle Baubeteiligten gleichzeitige und einheitliche Verfügbarkeit aller aktuellen und relevanten Daten ermöglichen und damit eine große Prozesstransparenz sicherstellen. Die Methode ermöglicht und formt den Informationsaustausch in digitalen und konsistenten Prozessketten. Die Information steht fachund disziplinübergreifend zur Verfügung. BIM hat somit das Potential, entscheidend zur Kosten- und Terminsicherheit beizutragen, die Planungs- und Ausführungsqualität zu verbessern sowie die Fehlerreduzierung zu gewährleisten und umfassende Lebenszyklusbetrachtungen zu ermöglichen. Ein Beispiel: Das koordinierte, interdisziplinäre, virtuelle Bauwerksmodell enthält, wenn sorgfältig vorbereitet, alle Informationen des geforderten Planungsstandes. Koordinationsbesprechungen finden anhand eines für alle Beteiligten gleichzeitig sichtbaren räumlichen Modells mit Detailinformationen statt, ohne dass die Informationen aus einer Reihe von unterschiedlichen Dokumenten in Geheimsprachen (Zeichnungs normen) zusammengedacht werden müssen. Genau hier liegt der Unterschied zu einer traditionellen Planungsbesprechung: Alle sehen das Gleiche. Die daraus resultierenden Vorteile sind enorm: Die Darstellung ist vollständig und konsistent. Kollisionsprobleme werden erkannt, lange bevor die Baustelle beginnt. Selbst ungeschulte Beteiligte oder die späteren Nutzer verstehen die Modelle. Die konsistente Datenbasis ermöglicht (wenn die entsprechenden Informationen an dem Ursprungsort eingetragen wurden) beliebige Auswertungen. Das Führen von Informationen an anderen Stellen, in anderen Tabellen und Dokumenten wird minimiert bzw. fällt im Idealfall ganz weg. Die mühsame Aufbereitung von Informationen in anderen Medien, die dann in der Regel mit denen in dem zentralen CAD-Projekt nicht vollständig übereinstimmen, entfällt. Das routinierte Team hat damit weitgehend überflüssige Fleißarbeiten eliminiert, die Arbeit auf die eigentlich wertschöpfenden Prozesse reduziert. Ein professioneller BIM-Implementierungsplan sowie ein sorgfältiges BIM-Management sorgen dafür, dass der fachliche Input vollständig, zur richtigen Zeit, im richtigen Umfang und mit hoher Qualität eingebracht wird. Dies sind wesentliche Kriterien des Lean-Prinzips (Lean Management, Lean Production etc.): Verschwendung vermeiden auf die Wertschöpfung reduzieren überflüssige Tätigkeiten weglassen Prozessorientierung (Input zur richtigen Zeit im richtigen Umfang einbringen; Just in Time) planen-bauen 4.0 Initiative aus der Mitte der Bauwirtschaft Die Aktivierung unterschiedlicher Akteure (Bauherren, Planer, Bauhaupt- und Ausbaugewerbe, Zulieferer, Baustoffhersteller, unterstützende Dienstleister und Institutionen) bedarf in der vergleichsweise fragmentierten Wertschöpfungskette Bau eines Impulses, den im Grunde nur der Staat und mit ihm die öffentliche Hand als größter Auftraggeber setzen kann. Das Thema war am Gegenstand in der 3. Sitzung der Reformkommission. Ähnlich wie derzeit bei der Initiative Industrie 4.0 wurden durch die Reformkommission Großprojekte im BMVI die Gründung eines nationalen Kompetenzzentrums, der Aufbau einer Wissensplattform und die Erarbeitung einer integrierten Forschungsagenda empfohlen (BMVI, 2015). Die Bundesregierung wurde gebeten, diese Plattform sowohl im Rahmen einer Innovationsinitiative als auch in den relevanten Forschungsinitiativen zu unterstützen und damit DBZ DBZ.de 73

12 Bautechnik Trendbegriff BIM Durch das kombinierte Modell erhält man Planungskontrolle Legende BIM-Praxis Hellblaue Kreise: Fachbeiträge mit diversen Medien erstellt, zur Übernahme in das zentrale Datenmodellsystem Rote Pfeile: Schwerpunkt liegt auf fachlicher Qualität, nicht zwingend auf Datenkompatibilität Datenmodell: Modellelemente und Dateninformationen sind vollständig und konsistent im Modell enthalten Blaue Pfeile: konsistente Informationsableitungen Dunkelblaue Kreise: Datenmodell und konsistente Ableitungen auch Signale für eine breite Anwendung von transparenten, digitalen Prozessen in der öffentlichen Vergabe zu setzen. Der Vorschlag wurde von den zentralen Berufsverbänden der deutschen Bauwirtschaft aufgegriffen und wird vom Ministerium unterstützt. Hieraus ist zunächst eine Initiative aus der Mitte der Bauwirtschaft heraus entstanden. Die öffentliche Hand beteiligt sich bisher leider noch nicht. Die planen-bauen 4.0 Gesellschaft zur Digitalisierung des Planens, Bauens und Betreibens mbh wurde von 14 Berufsverbänden der deutschen Bauwirtschaft am gegründet (pb40, 2015). Dieser Schritt ist aufsehenerregend und his-torisch einmalig, denn hier finden sich Verbände der gesamten Wertschöpfungskette der Bauwirtschaft in einer Gesellschaft wieder mit dem Ziel, die Digitalisierung der Bauwirtschaft gemeinsam zu betreiben. Kompetenzsteigerung ist eine Investition! Um die anstehenden Aufgaben zur Ausschöpfung der Effizienzpotentiale in den Büros und Unternehmen zu beschreiben, wäre es geeigneter, nicht mehr von BIM, sondern von der Digitalisierung der Wertschöpfungskette Bau zu sprechen. Der wesentliche Schritt in diese neue Arbeitsweise besteht darin, sich klar zu machen, worum es geht. Es geht um die möglichst fehlerfreie, konsistente Sammlung von Informationen zu einem Bauwerk in einer Quelle (Datenbank), die in der Regel mit dem Modell gleichgesetzt wird. Das passiert zunächst in der eigenen Organisation. Um jedoch diese Informationen mit anderen Beteiligten im Planungs-, Bau- und Facility Management Prozess möglichst ver- lustfrei und reibungslos teilen zu können, müssen wir zunächst unsere Denkweise und unsere Sprache überprüfen. Bspw. müssen wir uns klar machen, dass unser zentrales Produkt nicht mehr ein Dokument ist, sondern dass diese Informationen digitale Ableitungen, d. h. Auswertungen, aus der gleichen Quelle sein müssen. Nur wenn die im Prozess benötigten Informationen aus der gleichen Quelle kommen, ist Konsistenz gegeben. Wir zeichnen also nicht mehr, sondern wir modellieren und kumulieren Informationen und werten diese aus. Daraus entstehen die Dokumente, die wir als Menschen benötigen, um die komplexen Informationen lesen zu können. Der Computer braucht das nicht, er kann viel besser mit strukturierten, komplexen Datensätzen in einer Datenbank umgehen. Diese Denkweise ist zunächst ein Paradigmenwechsel, der mit Technologie noch gar nichts zu tun hat. Aus diesem Ansatz, kombiniert mit der Aufgabe, die Informationen mit Vielen zu teilen, erwächst eine ganze Reihe von Veränderungserfordernissen an lange eingeübte Gewohnheiten und Regelwerke. Meines Erachtens ist die wesentliche erforderliche Kompetenz für die Geschäftsleitung der Unternehmen das Erkennen und Umsetzen dieses Paradigmenwechsels und seiner Konsequenzen. Die erforderliche Technologie einzusetzen und zu beherrschen, ist ein zwar notwendiger Schritt, der aber in der Regel überschätzt wird. Man muss sich darüber im Klaren sein, dass der wesentliche Schritt ein mentaler ist! Die neue Methode einzusetzen, geschieht insbesondere im Hinblick auf die Erreichung einer besseren Wirtschaftlichkeit der eigenen Gebäudemodell Lüftungsmodell Zusammengeführtes Modell 74

13 Rendering Pläne Die Beteiligten werten die für sie spezifisch relevanten Informationen aus Kosten Information Mengen Flächen Datenmodell Output Kollisionskontrolle: Lüftung verläuft durch die Tür Input Entwurf Information Konstruktion Diverse Fachkompetenzen liefern fachliche Entscheidungen, die in das zentrale Datenmodell eingepflegt werden müssen BIM-Praxis Kollisionskontrolle: Einschränkung des Durchgangs Organisation im Verbund mit den anderen Akteuren. Wer die Steigerung der eigenen Wirtschaftlichkeit nicht erkennt, sollte sich nicht weiter damit befassen. Allerdings ist es erforderlich, sich zur Erreichung dieses Ziels neue Kom petenzen, d. h. ein Verständnis für die Methode, die Abhängigkeiten zu eigenen und fremden Informationsprozessen zu erreichen und sich natürlich mit den erforderlichen Ressourcen, sprich Software, Hardware und Mitarbeiter-Know-how, zu befassen sowie in diese zu investieren. Dabei kann nicht oft genug betont werden, dass jeder Erwerb und jede Steigerung von Kompetenz immer auch eine Investition ist mit dem Ziel, die eigene Position zu stärken und zukünftig besser, wirtschaftlicher arbeiten zu können. Dauerhaft höheren Aufwand und höhere Kosten zu erzeugen, wäre tatsächlich Unsinn. Kaum jemand käme auch auf die Idee, die Investitionen in eine Büroausstattung oder die Ausbildung von Mitarbeitern auf ein einziges oder wenige Projekte umlegen zu wollen. Insofern muss hier von einer strategischen Investition gesprochen werden. Der Aufwand wird nicht größer! Ich höre oft, dass dieser Mehraufwand vom Kunden vergütet werden muss. Hier stellt sich die Frage, von welchem Mehraufwand die Rede ist. Wie gesagt, es entsteht kein kontinuierlicher Mehraufwand, zumindest nicht in der Summe der im Lebenszyklus einer Immobilie erforderlichen Aufwände. Alles andere wäre Unfug. Allerdings ist die Erstellung von Bauwerksdatenmodellen mit einer Informationsfülle, die nicht nur die Anforderungen der eigenen Organisation erfüllen, sondern auch die anderer Beteiligter, eine neue verantwortungsvolle Aufgabe, die einen höheren Aufwand erfordert als bisher. Im Gesamtprojekt werden mit durchgängigen Methoden des Informationsmanagements nach bisherigen Erfahrungen jedoch deutliche Effizienzsteigerungen erzielt. Wenn also der wirtschaftliche Vorteil nicht unbedingt dort entsteht, wo ein höherer Aufwand erforderlich wird, bedeutet das eine Neuorganisation der Zusammenarbeitsmodelle und Vergütungssysteme. Zu diesem Thema habe ich in einem Gutachten Stellung genommen (Liebich/ Schweer/Wernik, 2011). Es kann also sein, dass der Kunde in dem einen oder anderen Vertragsverhältnis höhere Kosten in Kauf nehmen muss. Dies wird jedoch mit der Minderung an anderen Stellen zumindest kompensiert. Da es aber für diese Modelle noch keine verbindlichen und routinierten Strukturen gibt, werden wir die Praxis nur mit Teams erproben können, die bereit sind, neue Strukturen kooperativ mitein ander zu entwickeln. Für den Endkunden bedeutet das, er erhält einen Mehrwert (dessen tatsächlicher Wert zurzeit noch immens unterschätzt wird), ohne dafür mittelfristig höhere Kosten aufwenden zu müssen. Allerdings ist er ebenfalls aufgefordert, kooperativ in dem Team mitzuarbeiten. Fazit Wir haben es bei BIM in großem Umfang mit einem anstehenden Kulturwandel der Bauwirtschaft zu tun, hinter dem die technologischen Aspekte bereits weit zurücktreten. Die Technik funktioniert bereits sehr gut. Der mentale Wandel steht noch an. Quellen: BMVI Digitales Bauen. [Online] node.html Reformkommission Bau von Großprojekten. [Online] pb planen-bauen 4.0. [Online] Digital Built Britain Digital Built Britain. [Online] Liebich / Schweer / Wernik Auswirkungen der Planungsmethode Building Information Modeling (BIM) auf die Leistungsbilder und Vergütungsstruktur für Architekten und Ingenieure sowie auf die Vertragsgestaltung. ZB/Auftragsforschung/3Rahmenbedingungen/2010/ BIM/01_start.html?nn=436654&notFirst=true&doc Id= : s.n., dgegqegr qt. UK BIM Task Group s.n., Autor Siegfried Wernik studierte Architektur an der RWTH Aachen, wo er 1978 sein Diplom machte. Anschließend wurde er Associate Partner Stirling Wilford & Associates. Von war er geschäftsführender Gesellschafter des Architekturbüros Léon Wohlhage Wernik. Von war Wernik Vorsitzender des Vereins buildingsmart e. V., seit 2015 sitzt er im Aufsichtsrat der planen-bauen 4.0 GmbH. Darüber hinaus ist Wernik geschäftsführender Gesellschafter der DhochN Digital Engineering GmbH und der ORANGE BLU building solutions GmbH & Co KG. Mehr Informationen: Foto: Holger Talinski DBZ DBZ.de 75