Embed Size (px)
Citation preview
88 BTGA-Almanach 2014
Building Information Modeling (BIM) Eine bisher weitgehend unbekannte Größe in der TGA
Building Information Modeling als ganzheitliche Planungsmethode wird schon seit Jahren in vielen Ländern stan-dardmäßig eingesetzt und ist mittlerweile auch bei uns in Deutschland auf dem Vormarsch. Für viele Fachleute aus dem TGA-Bereich ist der Begriff aber noch weitgehend unbekannt. Dieser Artikel soll einige grundsätzliche Frage-stellungen zu diesem Thema klären.
Gerade bei Großprojekten ist oftmals eine Vielzahl von Akteuren (z. B. Architekt, Pla-ner, TGA-Anlagenbauer) an Planung, Bau und Betrieb beteiligt. Schaut man sich hier zu Lande aktuelle Bauprojekte an, werden diese zudem immer komplexer und an-spruchsvoller, was Ausstattung und Archi-tektur anbelangt, dies betrifft besonders den TGA-Bereich. Die Vernetzung der einzelnen TGA-Planungsgewerke miteinander und mit anderen Gewerken nimmt stetig zu. Das hängt nicht zuletzt auch mit der Energiepo-litik der Bundesregierung und den Anfor-derungen des Nutzers zusammen. Heutige Gebäude müssen energieeffizient sein, den
Dipl.-Ing. Stefan Tuschy, Technischer Referent des BTGA e.V.
notwendigen Komfort bieten und dem aktu-ellen Stand der Technik entsprechen. Auch die Kosten müssen während der Bau- und Bewirtschaftungsphase ständig im verein-barten Rahmen bleiben. Aber wie behalten alle Beteiligten eines Projektes die Übersicht über die Planungsfortschritte? Schon für ein Gewerk alleine ist jede Änderung oder Anpassung unter Umständen ein anspruchs-volles Unterfangen. Eine Unterstützung an dieser Stelle bietet BIM.
Was versteht man unter BIM?Eine Definition des National Institute of
Building Science beschreibt BIM folgender-maßen:
„BIM ist die digitale Abbildung der physi-kalischen und funktionalen Eigenschaften eines Bauwerks von der Grundlagenermitt-lung bis zum Rückbau/Abriss. Als solches dient es als Informationsquelle und Daten-drehscheibe für die Zusammenarbeit über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks.“
Zunächst sei klargestellt, dass es sich bei BIM nicht um eine Software, sondern um
eine Methode handelt, die eine passende Softwarelösung für eine effektive Arbeits-weise benötigt. Ziel dieser Methode ist es, durch die Verkettung aller am Bau beteili-gten Fachdisziplinen eine optimale Planung, Ausführung und den bestmöglichen Betrieb eines Gebäudes zu gewährleisten. Zu diesem Zweck werden alle wichtigen Gebäudedaten digital erfasst, kombiniert und in einem vir-tuellen Gebäudemodell geometrisch darge-stellt. Der Grundgedanke von BIM ist also das gemeinschaftliche Handeln bei Aufrecht-erhaltung der jeweiligen Verantwortungsbe-reiche (siehe Abbildung 1).
Mittlerweile lässt sich BIM auf jede Art von Gebäude anwenden, unabhängig von der Objektgröße. BIM ist grundsätzlich in allen Bereichen des Bausektors anwendbar, somit auch im TGA-Anlagenbau.
Wie ist der aktuelle Stand in Deutschland?
Gerade in Deutschland ist BIM bislang noch nicht ausreichend bekannt. So ergab eine Studie aus dem Jahr 2008, dass gerade einmal 12 % der hier tätigen Ingenieure die Methode überhaupt kannten. In skandina-vischen Ländern lag die Quote im gleichen Zeitraum bei rund 60 %. Nach Einschätzung entsprechender Organisationen die sich mit dem Thema BIM auseinandersetzen, wie dem buildingSMART e.V., beruht der Einsatz heute in Deutschland hauptsächlich auf In-sellösungen in Architektur- und Ingenieur-büros sowie in sehr großen Baufirmen.
Grund für die zurückhaltende Anwendung sind zum einen die rechtlichen Rahmenbe-dingungen (z. B. Preisrecht, Vertragsgestal-tung, etc.), zum anderen ist bei vielen Auf-traggebern der Nutzen dieser Methode noch nicht hinreichend bekannt. Ebenso liegt in Deutschland meist eine Trennung zwischen der Planung und der Bauausführung vor. Somit sind zum Zeitpunkt der Einschaltung eines rein ausführenden Unternehmens in der Regel bereits wesentliche Leistungen in Sachen Planung erbracht worden. Die hier-durch entstehende separate Durchführung der einzelnen Arbeitsabläufe erschwert die
BIMdigitales Gebäudemodell
Bauunter-nehmer
TGA-Anlagenbauer
Bauherr
Lieferanten
Architekt
Komponenten-Hersteller
Facility-Manager
Baustellen-Management
TGA-Planer
Abbildung 1: BIM-Grundgedanke.
BTGA-Almanach 2014 89
Technische Trends und Normung
flächendeckende Einführung der Methode in Deutschland.
Erwartet wird jedoch, dass der Einsatz der BIM-Technologie durch Unternehmen, Planer und Architekten in den kommenden Jahren weiter stark zunehmen wird.
Welche Vorteile bringt die BIM-Methode mit sich?
Einer der Hauptvorteile der BIM-Methode ist die Möglichkeit, die Arbeitsschritte aller Projektbeteiligten, wie Bauherr, Architekt, Planung und Ausführung in einem Gebäu-demodell zu integrieren und somit jederzeit einsehen und ändern zu können. Dies führt zu einer deutlichen Steigerung der Transpa-renz und Aktualität von Projektdaten und erhöht gleichzeitig die Qualität der Informa-tionen.
In der klassischen Projektplanung wird beispielsweise die Kostenkalkulation an-hand einer Massenermittlung auf Basis der vorhandenen Baupläne erstellt. Kommt es während der Planungs- und Bauphase zu Änderungen, müssen die Pläne angepasst, die Massenermittlung erneut durchgeführt und dies jedes Mal mit den Projektbeteiligten abgestimmt werden. Somit hat man oftmals einen zusätzlichen Zeit- und Kostenaufwand, der nur schwer kalkulierbar ist. Dieser kann mit der BIM-Methode deutlich eingeschränkt werden. Im virtuellen Gebäudemodell wird eine entsprechende Änderung vorgenom-men und ist für alle Beteiligten direkt sicht-bar. Alle relevanten Ansichten bleiben konsi-stent und werden automatisch angeglichen. Der Massenauszug, welcher als Grundlage der Kostenkalkulation dient, wird ebenso au-tomatisch aktualisiert.
Viele Planungs- und Ausführungspro-bleme können im Gebäudemodell gemein-
sam bewertet und geklärt werden. Auch ent-hält BIM gegenüber der klassischen Planung zusätzliche Leistungen (Kollisionsprüfung, Variantenanalysen vor Baubeginn, verein-fachte Lebenszyklusbetrachtungen), die zu einem erheblichen Mehrwert innerhalb eines Bauprojektes führen. Durch die Nut-zung der BIM-Methode liegen Informationen schon zu einem frühen Zeitpunkt der Pro-jektphase in einer sehr hohen Genauigkeit vor, was gleichermaßen auf die Baukosten als auch Lebenszykluskosten, wie z. B. den Ener-gieverbrauch des Gebäudes, zutrifft. Ebenso können Planungs- und Baufehler durch den Einsatz von BIM-Methoden frühzeitig er-kannt und korrigiert werden.
Erfordert BIM einen Mehraufwand?Es ist richtig, dass beim Einsatz von BIM
der Aufwand an strukturierenden und ko-ordinierenden Leistungen gerade zu Beginn eines Bauprojektes deutlich zunimmt. Die Entwicklung von Arbeitsvorgaben zur inter-nen Zusammenarbeit hat zunächst oberste Priorität. Allerdings kommt es bei genauerer Betrachtung nur zu einer Verlagerung des Gesamtarbeitsaufwandes
Wie Abbildung 2 zeigt, entsteht besonders in der Vorentwurfsphase durch den Aufbau des virtuellen Gebäudemodells ein höherer Bearbeitungsaufwand im Vergleich zu einer herkömmlichen Arbeitsweise. Dieser Bear-beitungsaufwand neutralisiert sich aber spätestens im Bereich der Entwurfsplanung wieder, da Planungsprobleme nun schon frühzeitig erkannt und im Gebäudemodell gemeinsam korrigiert werden können. Je früher die BIM-Methode im gesamten Pro-zess zum Einsatz kommt, desto größer sind im Regelfall der zeitliche Vorteil sowie der Einfluss auf die Gesamtkosten und somit ein-hergehend auch die Kostenersparnis.
Wer sind die Beteiligten in einem BIM-Prozess?
Wie bereits beschrieben, bietet BIM die Möglichkeit, alle Projektbeteiligten in einem Gebäudemodell zu vereinen. Diese bilden dann eine Planungsgemeinschaft, die einen vereinbarten BIM-Vertrag erfüllt. Jedoch er-fordert die Anwendung der Methode gleich-zeitig eine neue Bewertung der Aufwands-verteilung zwischen den jeweiligen Parteien eines Bauprojektes, da man eine gemein-same Projektverantwortung hat.
So muss von Beginn an festgelegt werden, durch wen die vordefinierten Aufgaben (z. B. Modellentwicklung, Datenmanagement etc.) ausgeführt werden. Für die Koordination des gesamten Projektteams sollte aus diesem Grund ein so genannter „BIM-Manager“ ein-gesetzt werden, zu dessen Aufgaben auch die regelmäßige Dokumentation des Arbeits-standes gehört. Ein organisiertes Manage-ment bildet die Grundlage für die Implemen-tierung der BIM-Methode.
Grundsätzlich kann jeder der Projektbetei-ligten die Rolle des BIM-Managers überneh-men, entscheidend sind jedoch Kompetenz und Koordinationsfähigkeit über den gesam-ten Prozess. Ebenso besteht die Möglichkeit, einen externen Dienstleister mit dieser Auf-gabe zu betrauen.
Handelt es sich bei BIM um eine Zusatzleistung und welche Auswirkungen hat BIM auf die Vergütungsstruktur nach HOAI?
Planungsleistungen von Architekten und Ingenieuren werden in Deutschland in der Regel über die HOAI abgerechnet. Gegen-über der bisherigen Planung führt die Nut-zung der BIM-Methode allerdings zu einer Aufwandsverschiebung in den einzelnen Projektphasen. Daher ist die klassische Anwendung der HOAI innerhalb eines BIM-Projektes schwierig, da eine planungsbe-reichsübergreifende Zusammenarbeit aller Projektbeteiligten angestrebt wird.
Um ein gemeinschaftliches Handeln und Planen auf Basis der BIM-Methode zu er-möglichen, fehlen bislang entsprechende Re-gularien und Vertragsmuster. In der neuen HOAI 2013 wird BIM erstmals namentlich genannt, allerdings als „besondere Leistung“ in der Vorplanung, was häufig zu Fehlinter-pretationen führt. Denn bei der Anwendung von BIM handelt es sich nicht um eine Zu-satzleistung, sondern um eine bestimmte Pla-nungsmethode, die bessere Planungsqualität bei weniger Aufwand mit sich bringen soll.
Abbildung 2: Vergleich von BIM zu einem herkömmlichen Bauablauf 1.
90 BTGA-Almanach 2014
Allerdings stimmt es auch, dass die Anwen-dung von BIM eine Bewertung zwischen den Leistungsphasen notwendig macht die sich von der bisherigen Betrachtungsweise unter-scheidet. Außerdem kommen für die Beteili-gten neue Aufgabenfelder hinzu. In einem Gutachten im Rahmen der Forschungsini-tiative Zukunft Bau (Mai 2011) wurden die Auswirkungen von Building Information Modeling auf die Leistungsbilder der HOAI sowie auf die Vertragsgestaltung im Rahmen eines Bauvorhabens genaustens untersucht. Demnach ist eine leistungsgerechte Vertei-lung der Vergütungen hiernach zwischen den Projektbeteiligten ergänzend zur HOAI untereinander zu verhandeln. Nur so kann sich ein langfristiges Verteilungsgefüge erge-ben, in dem sich die Effekte der BIM-Methode für alle Parteien positiv auswirken. Hierzu muss projektabhängig eine umfangreiche Leistungsbeschreibung der BIM-Methode und des geschuldeten Leistungserfolges je-des Projektbeteiligten erstellt werden. Ein Vertrag zwischen Auftraggeber und Auf-tragnehmern, in dem sich beide Seiten auf die Anwendung der BIM-Methode einigen, ist laut Gutachten vermutlich ebenso als Werkvertrag nach § 631 ff. BGB anzusehen, wie bisherige Verträge auch. So schuldet der Auftragnehmer dem Auftraggeber die män-gelfreie Herstellung des Werkes.
Welche technischen Anforderungen bestehen bei der Anwendung von BIM?
Die auf dem Markt existierenden CAD-Austauschformate wie DXF, DWG, DFW selbst sind nicht in der Lage, Bauwerksmo-
delle an weitere Nutzer zu übergeben. Auch ist es gerade für öffentliche Auftraggeber sehr wichtig, BIM-Leistungen neutral, ohne Nennung einer speziellen Softwarelösung, auszuschreiben. Daher wird für die Über-tragung des digitalen Gebäudemodells ein neutrales hersteller- und länderübergreifen-des Austauschformat benötigt. Eingesetzt werden kann an dieser Stelle die Industry Foundation Classes (IFC) nach ISO-Standard (ISO 16739). Dabei handelt es sich um Basis-datenmodelle für geometrische und inhalt-liche Bauwerksinformationen.
Die IFC beschreiben alle Bestandteile und Eigenschaften des digitalen Gebäudemodells, egal in welcher Phase (Planung, Ausführung und Bewirtschaftung) es sich befindet und wer daran beteiligt ist. Der überwiegende Anteil der Programme, die diesen Standard nutzen, sind in der Lage, Objekte als Objekte zu betrachten und zu verarbeiten. Durch die gemeinsame Schnittstelle lassen sich alle Aspekte eines Gebäudes bis ins kleinste De-tail beschreiben. Das Gebäudemodell kann dabei in regelmäßigen Abständen zusam-mengefügt oder als ein gemeinsames Server-Modell verwendet werden. Um einen Daten-austausch durchzuführen, müssen jedoch Empfänger und Sender eine identische IFC Version und den gleichen IFC View nutzen. Die aktuellste IFC Version ist IFC 2x Editi-on 3 Technical Corrigendum 1.
In der derzeit am häufigsten genutzten BIM-Methode erarbeitet jeder der Projektbe-teiligten ein Teilmodell, welches regelmäßig
in einem zentralen Gebäudemodell mit wei-teren Teilmodellen zusammengeführt wird, da dieses Grundlage für die Berechnungen, Simulationen, Terminabläufe und Kostenkal-kulationen ist. Hierbei können unterschied-liche Softwareprogramme verwendet wer-den, die alle über eine identische Schnittstel-le verfügen müssen. Alle Projektbeteiligten können dabei ständig auf das zentrale Ge-bäudemodell zugreifen und ihre Daten dort einbringen. Man bezeichnet diese Methode üblicherweise als „big open BIM“.
Was versteht man unter einem 3D-, 4D- oder 5D-Gebäudemodell?
Wie bereits erwähnt, werden in der BIM-Methode alle wichtigen Gebäudedaten digital erfasst, kombiniert und in einem virtuellen Gebäudemodell geometrisch dargestellt. Dies geschieht in den überwiegenden Fäl-len in dreidimensionaler Form. Aus dem 3D-Gebäudemodell lassen sich die benöti-gten Daten, wie z. B. die Massenermittlung, Pläne oder Kostenkalkulationen, ermitteln. Dennoch spricht man mittlerweile auch von 4D- und 5D-Gebäudemodellen. Gemeint ist hiermit lediglich die Vernetzung des drei-dimensionalen Gebäudemodells mit dem Terminplan (4D), mit der Kalkulation (5D), der Betrachtung einer optimierten Nachhal-tigkeit (6D) und mit dem sogenannten Life Cycle Management (Gebäude- und Anlagen-management) (7D). Ebenso können mit „nD“ beliebig viele weitere Informationen mit dem virtuellen Gebäudemodell vernetzt werden.
Abbildung 3: BTGA-Informationstag zum Thema BIM mit Podiumsdiskussion (v.l.n.r.): Prof. Hans-Georg Oltmanns, Oltmanns & Partner GmbH; Philipp Dohmen, Drees & Sommer; Günther Mertz, Hauptgeschäftsführer des BTGA; Matthias Reif, Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung; Karl-Walter Schuster, Caveri-on Deutschland GmbH.
Besser informiert.
STROBEL VERLAG GmbH & Co KGZur Feldmühle 9-1159821 ArnsbergTel. 02931 8900 0Fax 02931 8900 38www.strobel-verlag.de
Mobile App
www.ikz.de/facebookwww.ikz.de/twitterwww.ikz.de/xing
© M
ihai
Sim
onia
- F
otol
ia.c
om
11-12_Social-Media_Visitenkarte.indd 1
26.11.2012 15:13:06
19 |
Okto
ber
2013
Licht im Bad
Seite 18 Brennwertanlagen Seite 40 Handwerkerporträt Seite 66
Medienpartner des zvshk und von shk-Fachverbänden
www.ikz.de
magazin für gebäude- und energietechnik
www.ikz.de
magazin für planer, berater und entscheider der gebäudetechnik
Juni
201
3
Berührungslose Waschtischarmaturen Seite 8 Brandschutz
Seite 22 Energie- und Risikoberatung Seite 26
LÜFTUNGS- UND KLIMA-TECHNIK VON AL-KO
ATEASY®
I einfache, schnelle AuslegungI kurze Lieferzeiten I Attraktives Preis-Leistungs- Verhältnis
ATFLEX®
I individuell und fl exibelI Änderungen bis 4 Wochen
vor Auslieferung möglichI mittlere bis große Luftmengen
AL-KO THERM GMBH I Bereich Luft- und Klimatechnik I Hauptstraße 248 – 250 I 89343 Jettingen-Scheppach I GermanyFon +49 8225 39-0 I Fax +49 8225 39-2113 I [email protected] I www.al-ko.com
Social Media
Website
E-Mail-Newsletter
Fachzeitschrift
Web-TVFachzeitschriftSHK-Branche
TGA-Branche
10-13_Waben_210x148_HT-FP.indd 1 07.10.2013 09:55:57
Technische Trends und Normung
FazitDie Nutzung der BIM-Methode wird auf
kurz oder lang zu einem Strukturwandel im Bauwesen führen und für eine Neustruktu-rierung innerhalb des Planungsprozesses gerade im Bezug auf die Organisation und verwendete Technologien sorgen. Dies er-möglicht eine deutliche Effizienzsteigerung. Dabei sollte BIM als ganzheitliche, lebenszy-klusübergreifende Methode genutzt werden, bei der transparent mit Schwierigkeiten und Herausforderungen während des gesamten Prozesses umgegangen wird. Je früher sich alle Projektbeteiligten mit der Thematik auseinander setzen, desto größer ist der ef-fektive Nutzen, wie die guten Erfahrungen aus anderen Ländern bereits zeigen. Summa summarum wird man langfristig nicht mehr an BIM vorbeikommen, sofern alle Möglich-keiten der computergestützten Planung voll und ganz ausgeschöpft werden sollen. In Deutschland bestehen für die Anwendung bereits gute Grundvoraussetzungen. So hat man neben einer Vielzahl von bereits vor-handenen Softwaremöglichkeiten auch welt-weit akzeptierte Fachkreise, die die Marktak-zeptanz von BIM vorantreiben.
Um die BIM-Methode langfristig zu eta-blieren ist es allerdings dringend notwen-dig, dass die noch fehlenden Rahmenbedin-gungen geschaffen werden (z. B. Eingliede-rung in die HOAI) und BIM schnellstmöglich Einzug in die Lehre findet. Hierzu gehört neben der Beherrschung der für die Arbeit mit BIM verwendeten Technik ebenso das Verständnis für den ganzheitlichen Ansatz. Es nützt nichts die Methode voran zu treiben, ohne die entsprechenden Fachleute aus- und weiterzubilden.
Auch der BTGA e.V. befasst sich daher schon seit vielen Jahren mit der ganzheit-lichen Planungsmethode und ist Mitglied in der buildingSMART e.V., deren Ziel es ist, den modellbasierten Ansatz für die Op-timierung der Planungs-, Ausführungs- und Bewirtschaftungsprozesse im Bauwesen zu etablieren. Denn die erfolgreiche Abwick-lung der Technischen Gebäudeausrüstung ist ein Schlüsselfaktor für die Sicherstellung des Erfolges eines Großprojektes.
1) Quelle: Die Auswirkungen von Building Information Modeling (BIM) auf die Leistungsbilder und Vergütungs-struktur für Architekten und Ingenieure sowie auf die Vertragsgestaltung, 2011, Schlussbericht des Forschungs-vorhabens „Zukunft Bau – BIM-HOAI“
Besser informiert.
STROBEL VERLAG GmbH & Co KGZur Feldmühle 9-1159821 ArnsbergTel. 02931 8900 0Fax 02931 8900 38www.strobel-verlag.de
Mobile App
www.ikz.de/facebookwww.ikz.de/twitterwww.ikz.de/xing
© M
ihai
Sim
onia
- F
otol
ia.c
om
11-12_Social-Media_Visitenkarte.indd 1
26.11.2012 15:13:06
19 |
Okto
ber
2013
Licht im Bad
Seite 18 Brennwertanlagen Seite 40 Handwerkerporträt Seite 66
Medienpartner des zvshk und von shk-Fachverbänden
www.ikz.de
magazin für gebäude- und energietechnik
www.ikz.de
magazin für planer, berater und entscheider der gebäudetechnik
Juni
201
3
Berührungslose Waschtischarmaturen Seite 8 Brandschutz
Seite 22 Energie- und Risikoberatung Seite 26
LÜFTUNGS- UND KLIMA-TECHNIK VON AL-KO
ATEASY®
I einfache, schnelle AuslegungI kurze Lieferzeiten I Attraktives Preis-Leistungs- Verhältnis
ATFLEX®
I individuell und fl exibelI Änderungen bis 4 Wochen
vor Auslieferung möglichI mittlere bis große Luftmengen
AL-KO THERM GMBH I Bereich Luft- und Klimatechnik I Hauptstraße 248 – 250 I 89343 Jettingen-Scheppach I GermanyFon +49 8225 39-0 I Fax +49 8225 39-2113 I [email protected] I www.al-ko.com
Social Media
Website
E-Mail-Newsletter
Fachzeitschrift
Web-TVFachzeitschriftSHK-Branche
TGA-Branche
10-13_Waben_210x148_HT-FP.indd 1 07.10.2013 09:55:57
