Kategorie: BIM Wissen

Die Einführung von Building Information Modeling (BIM) hat die Genauigkeit von Kostenberechnungen in der Baubranche deutlich verbessert. Für die Leistungsphasen 1 bis 5 sind korrekte Informationsanforderungen und die präzise Zuordnung von Kostengruppenparametern entscheidend. Diese Schritte sind besonders wichtig für Bauherren und Projektsteuerung, da sie die Kostenberechnungen überprüfen und freigeben müssen, um die finanzielle Planungssicherheit zu gewährleisten. Dank der BIM-Methodik können Kostenberechnungen effizient und präzise durchgeführt werden. Dazu sind jedoch einige Schritte erforderlich. Welche?

Korrekte Umsetzung von Informationsanforderungen

Bevor BIM in der Kostenberechnung zum Einsatz kommt, muss sichergestellt werden, dass Informationsanforderungen akkurat und vollständig umgesetzt werden. Diese Vorarbeit bildet das Fundament für die spätere Zuordnung von Komponenten in der Kostenberechnung. Ein detaillierter Blick darauf, ob alle erforderlichen Informationen vorhanden sind, markiert den ersten Schritt zu einer korrekten Kostenberechnung.

Nutzung von Kostengruppenparametern anhand von IfcEntitäten

Ein weiteres Schlüsselelement ist die genaue Zuordnung von Kostengruppen zu Bauteilen. Die Nutzung von Kostengruppenparametern anhand von IfcEntitäten stellt sicher, dass die Kostenberechnung auf einer einheitlichen und standardisierten Grundlage erfolgt. Dies eröffnet die Möglichkeit zu einer effizienten Analyse und Vergleichbarkeit der Kosten verschiedener Bauteile im BIM-Modell.

Abbildung 1: Dashboard zur Darstellung von Mengen und Entitäten in den Modellen.

Identifikation und Behebung von Fehlern durch gezielte Parameteranalyse

Ein weiterer entscheidender Schritt für eine effiziente Kostenberechnung durch BIM besteht darin, potenzielle Fehlerquellen gezielt zu identifizieren und zu beheben. Diesen Prozess erleichtern wir durch die Forderung bestimmter Parameter im Rahmen unserer Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA). Die Konsistenz unter den Parametern ist hierbei von höchster Bedeutung.

Ein konkretes Beispiel hierfür ist die Kostengruppe 331, die Außenwände als tragend definiert. In Übereinstimmung mit unseren Parametern muss isExternal auf True und isLoadBearing ebenfalls auf True gesetzt sein. Fehlt diese Konsistenz, wird ein Hinweis generiert, der auf mögliche Fehler in der Datenqualität hinweist. Dies ermöglicht es dem Projektteam, schnell zu erkennen, wo Abweichungen auftreten und gezielte Korrekturmaßnahmen einzuleiten.

Wenn Kostengruppe=331 ist, dann müssen LoadBering=True und isExternal(istAußen)=True sein, ansonsten ist die Information nicht eindeutig.

Durch diese systematische Parameteranalyse tragen wir dazu bei, dass potenzielle Fehler frühzeitig erkannt und behoben werden können, bevor sie zu größeren Problemen in der Kostenberechnung führen. Dieser proaktive Ansatz unterstützt nicht nur die Genauigkeit der Kostenberechnungen, sondern fördert auch die Gesamtqualität des BIM-Modells und damit die Effizienz des gesamten Bauprojekts.

Beispiele aus der Praxis

Folgende Grafiken aus realen Projekten geben einen tieferen Einblick in die konkrete Anwendung von BIM in der Kostenberechnung und veranschaulichen, wie die Umsetzung von Informationsanforderungen und die gezielte Nutzung von Kostengruppenparametern in der Praxis funktionieren.

Abbildung 2: Auswertungsbereich in Solibri. Visuelle Darstellung der entsprechenden Komponenten im Modell.

Abbildung 3: Dashboard für die Darstellung von Mengen bezüglich Decken.

Fazit und Ausblick

Die Implementierung von BIM in die Kostenberechnung eröffnet nicht nur die Tür zu effizienteren Prozessen, sondern bietet eine effektive Möglichkeit, die Genauigkeit von Bauprojektkosten sicherzustellen. Durch die sorgfältige Umsetzung von Informationsanforderungen und die gezielte Nutzung von Kostengruppenparametern können Bauprojektteams sicherstellen, dass ihre Kostenberechnungen präzise und transparent sind. Dies trägt nicht nur zur finanziellen Klarheit bei, sondern ermöglicht auch eine frühzeitige Identifikation von möglichen Abweichungen und eine rechtzeitige Gegensteuerung im Verlauf des Bauprojekts.

Die Digitalisierung der Planungsprozesse im Bauwesen kann Fluch und Segen zugleich sein.

Die Anzahl an Daten und Informationen, die im Planungsprozess erzeugt, ausgetauscht, überarbeitet und archiviert werden, ist in den letzten Jahren gefühlt explodiert. Alle projektbeteiligten haben ein großes Interesse daran, diese Daten in strukturierter Form abzurufen. Viele Prozesse rund um die BIM-Methodik unterstützten sowohl bei der Strukturierung der Daten also auch beim gezielten Abruf. Der Gedanke, dass erzeugte Fachmodelle fortan als „Single source of truth“ gelten, hat sich dabei fälschlicherweise in vielen Köpfen zementiert. Es wird auch in Zukunft immer unterschiedliche Informationenquellen geben, die einem spezifischen Zweck dienen und verwaltet werden müssen.

Ein sehr komplexes Beispiel hierfür ist die parallele Datenhaltung in digitalen Raum- und Gebäudebüchern und BIM-Fachmodellen.

Raum- und Gebäudebücher sind Datenbanken, die über den gesamten Projektverlauf Nutzer, Projekt und Planeranforderungen festhalten und miteinander verknüpfen. Meist werden Sie von Auftraggeberseite bereitgestellt, das Projektsoll (z.B. Raumausstattung) wird erfasst und dem Projektteam als Planungsgrundlage zur Verfügung gestellt. Im Projektverlauf werden dann erst die planerischen Umsetzungen eingepflegt. Anschließend werden die Raumbücher Teil der Ausschreibung, im Bauablauf durch Produkt und Herstellerdaten ergänzt und schlussendlich an Betreiber und Nutzer zum Projektabschluss übergeben. Wir so oft erfolgen alle Prozessschritte iterativ und die Datenbanken werden als Grundlage für Diskussionen und Abstimmungen (v.a. mit Nutzer und Auftraggeber) genutzt.

Führt man sich diese Prozesse vor Augen, sieht man viele Parallelen zur BIM-Methodik: Auch hier werden Modelle (die im Prinzip auch Datenbanken sind) erzeugt, ausgetauscht koordiniert und als Abstimmungsgrundlage genutzt.

Ersetzt nun BIM die Nutzung von Raumbüchern?

Schließen sich Methode und Tools gegenseitig aus oder müssen fortan Daten parallel gehalten werden? Und was ist nun für wen die relevante Informationsquelle?

Abbildung 1 – Mögliches Zusammenspiel von Digitalen Raum- und gebäudebuch und BIM-Methodik

In unserem Klinik-Projekt Neubau Campus Großhadern in München sind genau das die Fragen, die wir als BIM-Management gemeinsam mit unseren Kollegen von HOCHTIEF ViCon klären und prozessual strukturieren.

Das digitale Raum- und Gebäudebuch dient vor allem dazu, Soll-Ist-Abgleiche zwischen Planung und Nutzeranforderungen abzugleichen, während Planungsthemen wie Mengen- und Massenermittlung oder Kostenschätzungen auf BIM-Daten basieren. Die Datenquellen ergänzen sich also inhaltlich und müssen daher zentral gesteuert und geprüft werden.

Hier ein Beispiel dazu: Der Nutzer legt ein Musterraum für ein Patientenzimmer fest und definiert seine Anforderungen wie z.B. Anzahl der Betten, Steckdosen, Beleuchtung, Raumklimatisierung etc. Das Planungsteam erzeugt in Fachmodellen die geometrischen Informationen und tauscht diese via IFC modellbasiert miteinander aus. Ein Teil der Informationen sind direkt im Fachmodell enthalten z.B. Typ, Abmessungen und Position der Betten. Technische Details (z.B. Definition des Stromanschlusses) sind in anderen Datenquellen vorhanden. Im Digitalen Raum- und Gebäudebuch werden die Informationenquellen unter anderem über die IFC-Schnittstelle zusammengeführt und mit dem Soll verglichen. Die geometrische Repräsentation spielt dabei eine untergeordnete Rolle, da es um die funktionalen Aspekte geht.

Abbildung 2 – Vereinfachte Darstellung des Gesamtprozesses Digitales Raum- und Gebäudebuch im Projekt Großhadern

Natürlich könnte man versuchen, alle Daten an die Objekte im Fachmodell zu hängen und nur ein Quellformat zu nutzen. Allerdings sind dabei folgende Nachteile zu bedenken:

a) Nutzer ist gezwungen, sich mit IFC-Datensätzen auseinander zu setzen

b) Projekt-Soll ist selten in der IFC-Struktur vorhanden und kann damit nur schwierig mit Planungsdaten abgeglichen werden

c) Änderungen der Anforderungen ziehen dann häufig aufwändige Modelländerungen nach sich

d) Datengröße der Modelle nimmt im Projektverlauf stark zu.

Aus unserer Erfahrung ist es besser, genau zu definieren, welche Informationen aus welcher Quelle kommt, wer diese erzeugt und für wen sie relevant ist. Nur so werden einerseits Informationslücken und andererseits Informationsredundanzen vermieden.

Das Klinik-Projekt Neubau Campus Großhadern als Best Practice

Im Projekt Großhadern, wie auch in anderen Projekten, schauen wir als BIM-Management auch immer über die Grenzen des Fachmodells hinaus und binden in unsere Qualitätssicherung auch den Abgleich zwischen Digitalen Raum- und Gebäudebuch und IFC-Modellen mit ein. Besonders hilfreich ist es dabei, Tools wie PowerBI zu verwenden, die es uns erlauben, Prüfergebnisse aus unterschiedlichen Quellen miteinander in Verbindung zu setzten und auszuwerten.

Abbildung 3 – Abgleich von Raumflächen zwischen Digitalen Raumbuch und IFC-Modell im Projekt Großhadern

Durch klare und durchgängige Prozessstrukturierung, definierte Abhängigkeiten, offene Schnittstellen und Datenformat und eine nachvollziehbare Qualitätssicherung schaffen wir es, die immer größer werdenden Datenmengen auch in hochkomplexen Projekten zu bewältigen.

Es liegt in der Natur von Bauprojekten, dass diese über die Planungs- und Ausführungszeit mit abwechselnd guten und weniger guten Zwischenergebnissen durchgeführt werden. Selten genug kommt es vor, dass ein Projekt reibungslos abläuft und alle Beteiligten das Erforderliche leisten, um den Projekterfolg zu garantieren.
Die Gründe dafür sind so unterschiedlich wie die Personen, die an einem Projekt zusammenarbeiten. Die modellbasierte Arbeit der BIM-Methodik ermöglicht es uns, Reibungspunkte frühzeitig zu identifizieren, sogar teilweise vorauszusagen und rechtzeitigt gegenzusteuern. Nicht zuletzt ist das BIM-Management dafür verantwortlich, diese Steuerungsaufgaben zu übernehmen und durch regelmäßige Qualitätssicherung dazu beizutragen, den Projekterfolg sicherzustellen.
Immer wieder ist die Schlüsselfrage, die unsere Auftraggeber in diesem Zusammenhang an uns stellen, ob die beauftragten Parteien ihre Leistungen erfüllt haben und die gemeinsam erarbeiteten Ziele vollständig umgesetzt worden sind. Am Ende geht es bei dieser Frage wie so oft um Geld, aber auch darum, sich selbst kritisch zu hinterfragen und definierte Ziele und Prozesse stetig zu verbessern.

„What gets measured gets managed“ – Peter Drucker

Nehmen wir an, dass die Lieferung kollisionsarmer IFC-Modelle zum Ende einer Leistungsphase als BIM-Ziel definiert ist, dann ist die Frage nach dem Erfolg recht einfach mit „ja“ oder „nein“ zu beantworten. Doch so einfach ist es leider selten. Wie sieht es zum Beispiel mit der modellbasierten Koordination im Projektzeitraum aus? Muss wirklich jedes Element im Modell eine Kostengruppenzuordnung haben, um erfolgreich die BIM-basierte Kostenermittlung in LPH 3 darzustellen oder reichen auch 90% der Elemente? Und was ist, wenn genau die nicht-attributierten 10% kostenintensive Bauteile sind, die im Projekt vielleicht 30% oder gar 40% der Kosten ausmachen?
Wir haben festgestellt, dass wir uns, wenn wir über eine transparente und nachvollziehbare Leistungsbewertung sprechen, zunächst vor Projektstart auf die Kriterien einigen müssen, nach denen wir die Leistung überhaupt bewerten.

Abbildung 1: Darstellung der Kollisionsprüfung: gut für die aktuelle Abstimmung zwischen Disziplinen, jedoch nicht aussagenkräftig in Bezug auf die Leistung der Planungsteams im gesamten Projektverlauf.

Das Zauberwort ist Key Performance Indicator (KPI)

Key Performance Indicators oder auf Deutsch Leistungskennzahlen sind Kriterien, die wir vor Projektstart festlegen, durch unsere fortlaufende Qualitätssicherung über den gesamten Leistungszeitraum prüfen und transparent an alle Projektbeteiligen kommunizieren.

Abbildung 2: Dashboard zur Übersicht und zum Verlauf von Issues in LPH 2 und LPH 3

Ein Beispiel aus der Praxis

In einem Projekt ist es dem Bauherrn besonders wichtig, dass zum Ende der Leistungsphase 5 ein Kollisionsarmes Modell zu Verfügung steht (das ist unser fiktives BIM-Ziel), gleichzeitig möchten die Planungsteams Ihre Leistungen für die modellbasierte Arbeit quartalsweise abrechnen.

Also wir starten in die Leistungsphase, Modelle werden regelmäßig geliefert, die fortlaufende Modellprüfung stellt Kollisionen fest, zu denen Issues erzeugt werden und sukzessive je nach Priorität bearbeitet werden.

Unsere Leistungskennzahl zur Bewertung des Fortschritts des BIM-Ziels ist also nicht, ob am Ende alle Kollisionen gelöst sind, sondern viel mehr wie effektiv die Issues bearbeitet werden. Wie schnell werden kritische Issues gelöst? Wie verhält sich die Anzahl der Issues im Projekt über den Leistungszeitraum gegenüber der Anzahl der Elemente? Gibt es eventuell nur wenige kritische Bauteile, die jedoch viele Kollisionen erzeugen oder andersherum sehr viele unterschiedliche Bauteile, die eine hohe Varianz an Kollisionen aufweisen? Dies lässt sich durch Qualitätssicherungsmaßnahmen mittels Prüfsoftware und Issue-Management System feststellen und kommunizieren.

Um den Leistungsverlauf darzustellen, werden Prüfergebnisse und Issue-Verlauf in Dashboards ausgewertet und visualisiert. Die Visualisierungen erlauben es uns, den aktuellen Stand und den Fortschritt zu bewerten und ggf. sogar eine Tendenz für die vollständige Erfüllung des BIM-Ziels vorauszusehen. Die Planungsteams können Ihre eigenen Leistungen im Gesamtkontext des Projekts besser einschätzen, ggf. eigene Leistungsprioritäten anpassen und Ihre Leistungen entsprechend abrechnen. Dem Bauherrn haben wir ein hilfreiches Werkzeug zur Verfügung gestellt, um seine gesetzten Ziele permanent nachzuverfolgen und die Leistung der Beauftragten ganz spezifisch zu bewerten.

Abbildung 3: Dashboard zum aktuellen Stand und zum Verlauf der Attributierung

So kann ein aktives Controlling des Projektes im gesamten Leistungszeitraum auf Basis der BIM-Ziele stattfinden und zum Ende analysiert werden, was gut und weniger gut funktioniert hat.

KPIs und BIM-Ziele

Wir haben die Erfahrung gemacht, die KPIs eines BIM-Projekts an den BIM-Zielen zu orientieren, vorab gemeinsam festzulegen und an alle Planungsbeteiligten offen zu kommunizieren. In frühen Phasen eines Projekts sind häufig nur wenige Kriterien zur Bewertung notwendig, um sich einen Überblick über BIM-spezifischen Planungsfortschritt zu schaffen. Je weiter das Projekt dann voranschreitet, umso detaillierter sind Kriterien aufzusetzen und Leistungen zu verfolgen.

Abbildung 4: Dashboard KPIs für die Kategorien Attribute, Kollisionen und Issues

Ganz wesentlicher Teil aller Leistungen ist die effektive Kommunikation untereinander.

Diese lässt sich schwierig durch Zahlen und Fakten, wie Anzahl fehlerfreier Objekte oder kritischer Issues bewerten. Aus unserer Sicht kann die Bewertung von Leistungsindikatoren die Kommunikation jedoch positiv beeinflussen, da Soll- und Ist-Zustand für alle nachvollziehbar dargestellt werden.

Die digitale Arbeitswelt bietet uns die Möglichkeit, umfangreiche Planungsdaten schnell zu erzeugen und abzurufen. Die BIM-Methodik sorgt für eine Struktur, die es uns erlaubt, jederzeit die Daten auszuwerten und zu interpretieren: Dies sollten wir in jedem unserer Projekte aktiv nutzen, um in Zukunft effizienter zu Planen und Leistungen zu bewerten.

IDS steht für Information Delivery Specification und ist von buildingSMART zusammen mit Vertretern der Industrie und Forschung, auch mit Beteiligung von AEC3, entwickelt worden. Auch wenn zum aktuellen Zeitpunkt noch keine finale Version von IDS verfügbar ist, so hat die Softwareindustrie bereits mit der Implementierung begonnen oder Lösungen als Vorabversion veröffentlicht.

Auch unsere Software BIMQ unterstützt bereits den Export in das IDS-Format. Des Weiteren haben wir im März 2023 beim buildingSMART International Standards Summit den IDS-Workflow vorgestellt, den wir zusammen mit ACCA Software im Rahmen des Projektes BIM for Bridges and Structures entwickelt haben.

Was bedeutet IDS für die Qualitätssicherung von BIM-Modellen?

Im letzten Blog-Artikel haben wir uns mit dem Thema Issue-Management beschäftigt, was letztendlich die Folge einer Modellprüfung ist. Sind die Modellinformationen unvollständig oder fehlerhaft, so ist dieser Qualitätsmangel als Issue zu dokumentieren und im Nachgang kontrolliert zu beheben. Für das Erkennen solcher Qualitätsmängel sind Prüfregeln erforderlich, die im Idealfall auch maschinenlesbar beschrieben sind und mit Hilfe entsprechender Prüfwerkzeuge automatisiert einen Prüfbericht generieren können. Mit IDS taucht nun ein neuer Standard auf, der diese Schritte für die Industrie und BIM-Praxis deutlich vereinfacht.

Das beschriebene Vorgehen ist grundsätzlich nicht neu und bereits heute anwendbar, allerdings mit proprietären oder deutlich komplexeren Lösungen. IDS setzt hier den Fokus auf BIM-Lieferleistungen in Form eines IFC-Modells, die im Rahmen einer AIA oder BAP zwischen den Projektbeteiligten vereinbart werden.

Um auch die Implementierung durch die Softwareindustrie zu vereinfachen, werden komplexere Prüfungen wie z.B. der Detaillierungsgrad der Geometrie oder fachliche Widersprüche ausgeklammert und so der Schwerpunkt auf die wichtigsten alphanumerischen Modellinformationen gelegt. Hierzu gehören die Prüfung aller IFC-Objekttypen und weitergehender Klassifikationsmerkmale inklusive der geforderten Attribute, Eigenschaften (Pset), Mengen (Qto), Materialien sowie grundlegenden Gruppierungsfunktionen. Die Prüfungen selbst werden über einfach zu konfigurierende Prüfbausteine, den sogenannten „Facets“, definiert und im IDS-XML-Format den Prüfwerkzeugen zur Verfügung gestellt.

Wie sieht die Zukunft aus?

Mit dem neuen IDS-Standard und den absehbar verfügbaren Werkzeugen sowohl auf der Seite der Prüfdefinitionen, z.B. mit Hilfe von BIMQ, als auch der Prüfwerkzeuge selbst sind also die Grundlagen für die breite Nutzung einer automatisierten IFC-Modellprüfung gelegt. In Zukunft werden Modellprüfungen nicht mehr nur für BIM-Projektmanager und -Koordinatoren interessant sein, sondern für alle Projektbeteiligten einfach zu nutzen und in den eigenen BIM-Workflow integrierbar sein. Beispielsweise können die BIM-Fachmodelle viel einfacher von den Fachplanern selbst auf Vollständigkeit geprüft und so möglicherweise die Anzahl der Abstimmungsrunden bzw. die im Nachgang zu bearbeitenden Issues reduziert werden.

IDS ist die erste Version eines neuen, dringend benötigten Standards, der sich nach unserer Einschätzung recht schnell in der Praxis etablieren wird. Noch nicht alle Arten von Modellprüfungen werden damit möglich sein, der konsequente Einsatz von IDS wird die Modellqualität aber trotzdem nachhaltig verbessern und BIM-basierte Planung vereinfachen.

Weitere technischen Informationen zum IDS-Standard sind auf der GitHub-Seite von buildingSMART zu finden. Unser AEC3-Team steht Ihnen selbstverständlich auch zum Thema der BIM-Modellprüfung und Qualitätssicherung zur Verfügung!

Bereits im letzten Newsletter hatten wir das Akronym CDE erklärt und darauf hingewiesen, dass als Teilkomponente der CDE auch das Issue-Management verstanden wird. Doch was ist ein Issue-Managementsystem, kurz IMS, denn ohne DBA (Drei-Buchstaben-Abkürzungen) geht es nun mal nicht? 

Generell erst einmal nichts wirklich Neues. Issues, im Deutschen schwer in nur einem Wort zu fassen, sind am besten als Anfragen, Nachfragen, Problembeschreibungen zu verstehen, wie sie bei der Zusammenarbeit zwischen den Projektbeteiligten entstehen und besprochen werden. In der klassischen 2D-Planung werden planbezogene Issues direkt in den Plänen zumeist als Revisionswolken gekennzeichnet und in einem weiteren Dokument, wie dem Protokoll des Planungs-Jour-fixe erläutert, einem Verantwortlichen zugewiesen und eine Erledigung in einem der Folgeprotokolle notiert. In größeren Projekten und bei Verwendung von entsprechenden Projektplattformen, PKS, kommt auch ein im PKS integriertes Aufgabenmanagement zur Registrierung und Nachverfolgung dieser Issues zum Einsatz.

Theoretisch könnte diese Arbeitsweise auch bei der BIM-Methode weitergeführt werden, denn aus den Modellen lassen sich zu jeder Zeit Pläne ableiten. Nur dann würde man einen großen Vorteil von BIM ungenutzt lassen, direkt anhand der Modelle, die bereits an sich das gemeinsame Verständnis der Planung erhöhen, auch die Kommunikation zu den Issues zwischen den Projektbeteiligten zu fahren. Und auch hier alle Informationen zu einem Issue (wo im Modell ist es lokalisiert, welche Bauteile sind betroffen, wer ist verantwortlich und wer muss informiert werden, ist es bereits gelöst und abgenommen, etc.) zusammenzufassen. Sozusagen als Single-Source-Of-Issue.

Hier kommen nun die Issue-Managementsysteme zum Einsatz. Sie verknüpfen die Lokalisierung des Issue im Modell, was man sich als ein Post-It Zettel an einem oder mehreren Bauteilen im 3D-Raum vorstellen kann, mit Metadaten, wie Ersteller, zugewiesenes Gewerke oder Person, Zeitstempel, Priorität, etc. und einem Snapshot sowie einen sogenannten „Viewport“, der Abspeicherung des Blickwinkels des Betrachters, mit der Bearbeitungshistorie und erlauben damit ein sehr übersichtliches und nachvollziehbares Management. Offene Issues können im 3D-Modell dargestellt und erläutert werden, alle einem Planungsgewerk zugewiesenen Issues lassen sich zusammenfassen und der Projektfortschritt kann mit modernen Methoden, wie Business Intelligence, visualisiert werden.

In allen Projekten, in denen der Open BIM Ansatz zum Tragen kommt, muss sowohl die Bereitstellung der Modelle einem offenen Standard folgen, als auch die Kommunikation der Issues. Das Pendant zu IFC ist hier BCF, das BIM Collaboration Format von buildingSMART. Es kann prinzipiell in zwei verschiedenen Formen zu Anwendung kommen, als BCF Dateiformat, z.B über einen E-Mail-Anhang, oder als BCF-API zur direkten Kommunikation zwischen den Softwaresystemen. Ersteres ist nur bei kleineren Projekten, zum Testen oder in Sondersituationen sinnvoll, generell überwiegen die Vorteile der direkten Synchronisation über die API, um jederzeit den aktuellen Bearbeitungsstand in jeder beteiligten Software sicherzustellen.

Aber um auf die Anfangsfrage zurückzukommen, was hat das mit der CDE zu tun? Nun zuerst und ganz softwareunabhängig gehören die Issue zu den Projektinformationen, die in einer gemeinsam zugreifbaren Datenumgebung (also in einer CDE) abgelegt werden sollten. Das kann, muss aber nicht, die gleiche Software, die das PKS bereitstellt, sein. Gerade in Bezug auf die Unterstützung der BCF-API und einer performanten Unterstützung der Arbeitsweise sind heute häufig spezielle IMS noch im Vorteil.

Wir bei AEC3 haben diese Auswahl und Setup von PKS und IMS in vielen Bauprojekten begleitet und können hierzu kompetente Hilfestellungen geben.

Die Erstellung von Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA) bildet einen zentralen Baustein bei der Implementierung der BIM-Methode im Bauprojekt. Die AIA beschreiben gemäß VDI 2552 Blatt 10 „die Anforderungen des Auftraggebers an die Informationslieferungen des Auftragnehmers zur Erreichung der definierten BIM-Ziele und -Anwendungsfälle.“ Erstellt durch den BIM-Besteller, bzw. in seinem Auftrag durch das BIM-Management, dient das Dokument als Lastenheft für den Auftragnehmer für die Erstellung des sog. BIM-Abwicklungsplans (BAP).

In den ersten BIM-Projekten wurden anfänglich keine AIA erstellt, was im Laufe von Projekten zu Problemen bei deren Umsetzung durch unklare Anforderungen und Missverständnisse an der Linie AN-AG führte. Die Sinnhaftigkeit sowie sogar die Mehrwerte der Anwendung der AIA konnte man bereits beispielsweise in den ersten Pilotprojekten auf der Bundesebene im Rahmen der Vorbereitungsphase in Jahren 2015-2017 (s. Stufenplan Digitales Planen und Bauen) nachweisen. Es hat sich auch herausgestellt, dass eine Vorlage, sog. Muster-AIA, sinnvoll wäre, um die Beschreibung von den Vorgaben zu standardisieren, effizienzsteigernd für mehrere Projekte anzuwenden und nur bei Bedarf projektspezifisch anzupassen.

Der Stand in Deutschland

Im Laufe der letzten Jahre wurden bei den vielen Institutionen und Organisationen eigene Muster-AIA für die mehrfache Nutzung in eigenen Projekten erstellt. Diese unterscheiden sich zwar in der Struktur, dem Umfang und den angewandten Begrifflichkeiten, die Vorgaben weichen jedoch größtenteils voneinander nicht ab.

Um einen willkürlichen und unharmonisierten Wachstum unterschiedlicher Muster zu vermeiden sowie einen Wegweiser für die Erstellung der BIM-Dokumente zu schaffen, wurden im Jahr 2019 im Rahmen des Projektes BIM4Infra2020 unter der Mitwirkung von AEC3 Muster-Auftraggeber Informationsanforderungen erfasst. Im letzten Jahr hat BIM Deutschland ebenfalls unterstützt durch das AEC3-Team darauf basierend eine bereichsübergreifende und konsolidierte AIA-Vorlage mit vier Bereichen Bundesbauten, Bundesfernstraßen, Bundeseisenbahnbau und Bundeswasserstraßen erarbeitet. Auf dieser Vorlage werden Anfang 2023 weitere entwickelte bereichsspezifische Muster veröffentlicht, die basierend auf dem einheitlichen Schema auch die Spezifika einzelner Bereiche berücksichtigen. Zusätzlich werden ausgefüllte Beispiele bereitgestellt, die die Anwendung der Muster-AIA darstellen. Damit soll ein Beitrag hinsichtlich der Standardisierung der BIM-Dokumente in Deutschland geleistet werden.

Was beinhalten die Muster-AIA konkret?

Die Muster-AIA sollen grundsätzlich die organisatorischen, technischen und qualitativen Anforderungen sowie die Anforderungen an die zu liefernden Informationen berücksichtigen (s. Abbildung 1). Die Struktur der Muster-AIA soll primär folgende Aspekte erfassen:

Projektübersicht

BIM-Ziele und -Anwendungsfälle

Bereitgestellte Grundlagen

Digitale Liefergegenstände, Lieferzeitpunkte und Datenformate

Organisation und Rollen

Strategie der Zusammenarbeit

Qualitätssicherung

Modellstruktur und Modellinhalte

Technologien

Wichtig zu beachten ist, dass die Muster-AIA eine Vorlage bilden, die projektspezifisch auszufüllen und ggf. bei Bedarf anzupassen ist. Der Aufbau der Muster-AIA kann z. B. aufgrund unterschiedlicher Vertrags- und Projektstrukturen abweichen – es kann einteilig, zweiteilig oder beispielsweise dreiteilig gegliedert werden. Was wir jedoch empfehlen, keine unterschiedlichen Vorlagen für unterschiedliche Bauwerkstypen zu erzeugen und möglichst ein Standard für die Organisation zu entwickeln. Dies kann einen Bestandteil der BIM-Strategie für die Organisationen bilden.

Muster-AIA können helfen, den Zeitaufwand in der Projektvorbereitungsphase zu reduzieren

Die Erstellung von AIA ist ein iterativer Prozess, in den sowohl das BIM-Management als auch der BIM-Besteller involviert ist. Wir empfehlen, einen entsprechenden Vorlauf einzuplanen, um die Anforderungen der AG-Seite für das jeweilige Projekt richtig und eindeutig zu formulieren und die Datenanforderungen strukturiert in Form von LOIN zu erfassen (dem Thema LOIN – Informationsbedarfstiefe – werden wir uns im separaten Blog-Artikel widmen). Dies hindert Missverständnisse zwischen den beiden Seiten – der AN- und AG-Seite – und demzufolge ggf. Verzögerungen und Kosteneinstieg im Projektverlauf. Der Auftraggeber ist seiner Anforderungen bewusst, während die Projektbeteiligten viel besser wissen, was von ihnen im Projektverlauf an Leistungen erwartet wird.

Nicht zu vergessen ist, dass die AIA einen Teil der Vertragsunterlagen bilden. Die Anwendung der Muster-AIA und der projektspezifischen AIA wird beispielhaft anhand der nachfolgenden Grafik im Kontext weiterer BIM-relevanten Dokumente für die Leistungsphasen 1-5 dargestellt.

Der Aufwand bei der Erstellung der AIA soll damit nicht unterschätzt werden! Einen wichtigen Schritt dabei bilden demzufolge die hier beschriebenen Standards, die den Zeitaufwand in der Projektvorbereitungsphase zumindest teilweise reduzieren können.

Auch wir bei AEC3 entwickeln dafür eigene Projektvorlagen, die auf den bestehenden Muster-AIA sowie unseren langjährigen Erfahrungen aus zahlreichen BIM-Projekten mit unterschiedlichen Auftraggebern und Vergabearten basieren. Dies fördert eine weiterhin effiziente und effektive Umsetzung von Projekten in unserem Unternehmen.

Die Entwicklung von Muster-AIA ist aus unserer Sicht, genauso wie im Fall von standardisierten Steckbriefen der AWF, ein wichtiger Meilenstein bei der strukturierten und qualitätssicheren Umsetzung von Projekten.

Anwendungsfall-Steckbriefe: Mehr Sicherheit in der Umsetzung von BIM-Zielen in Planung und Ausführung

Die Erstellung und Bearbeitung von BIM-Anwendungsfällen ist eine der zentralen Aufgaben von BIM-Management und BIM-Gesamtkoordination, da sie die Umsetzung der BIM-Ziele des Auftraggebers beschreiben. Sie dienen somit den Planungsbeteiligten als Handlungsbeschreibung, dem BIM-Management als richtungsweisend für die Qualitätssicherung und dem Auftraggeber als Messwerkzeug zum Erfüllungsgrad von beauftragten Leistungen.

Lange Zeit gab es in Deutschland keine harmonisierten Vorgaben zu Anwendungsfällen, sodass in vielen Projekten immer wieder unterschiedliche Umsetzungen, Bezeichnungen und Verantwortlichkeiten festgelegt worden sind, obwohl immer wieder gleiche Ziele seitens der Bauherrenschaft abgerufen wurden.

Alle Planungsbeteiligte haben in den letzten Jahren die schmerzliche Erfahrung machen müssen von zu unspezifisch beschriebenen Anwendungsfällen auf der einen Seite oder „roman-gleichen Prosa-Texten“ auf der anderen Seite, die einfache Sachverhalte verkomplizieren und somit Standard-Dokumenten wie AIA und BAP unverständlich machen und unnötig aufblähen. Am Ende hat dies häufig in Projekten zu einen „BIM-Verdruss“, zu Verantwortlichkeitsdiskussionen und nicht zuletzt zu Nachträgen geführt.

Bereits im Jahr 2019 wurden im Rahmen des Projektes BIM4Infra2020 unter der Mitwirkung von AEC3 Standard-Anwendungsfälle definiert. BIM Deutschland hat im vergangenen Jahr maßgeblich dazu beigetragen, mehr Struktur in zukünftige Projekte zu bringen und 21 harmonisierte Hauptanwendungsfälle inklusive Kurzdefinition veröffentlicht. Ein wichtiger Schritt für alle Projektbeteiligten, um Kommunikation und Kollaboration voranzutreiben, denn dies ist letztlich eines der wichtigsten Ziele von BIM – der starken Segmentierung des Bausektors durch Standards entgegenzuwirken.

Die Kurzdefinitionen der Hauptanwendungsfälle sollen durch projektspezifischen Anwendungsfallsteckbriefe ergänzt werden, diese werden dann wiederum Teil der AIA oder des BAP. Im Idealfall werden die Steckbriefe durch das BIM-Management erstellt und sind frühzeitig vor Beginn der Planungsleistung Teil der Vertragsunterlagen. Projektspezifisch ist das aber nicht immer umsetzbar. So kann es sein, dass Anwendungsfälle erst im Laufe des Projektes mit Zuarbeit der Planungsbeteiligten genauer definiert werden können und dann durch die BIM-Gesamtkoordination erstellt werden. Die vereinfachte Grafik in Abbildung 1 zeigt den Lebenszyklus von Anwendungsfall-Steckbriefen in einem idealisierten Projektverlauf.

Detaillierte Inhalte der Steckbriefe sind bisher nicht vorgegeben – realistisch betrachtet ist das auch gut so.  Zwar wiederholen sich generische Aspekte in jedem Projekt (z.B. sind die Prozesse rund um die  Kostenschätzung immer in LPH2 gefordert), die genaue Umsetzung wer, wann, was liefert kann jedoch abweichen aufgrund unterschiedlicher Vertrags- und Projektstrukturen. Somit sind Vorlagen und Mustertexte in Bezug auf die Steckbriefe sehr hilfreich, detaillierte Beschreibung von Haupt- und Teilanwendungsfällen, ohne tatsächlichen Projekthintergrund jedoch nur begrenzt empfehlenswert.

Die derzeitig vorgegeben Struktur eines Steckbriefes soll folgenden Aspekte erfassen:

Zuordnung des Anwendungsfalls zur Projekt-/Lebenszyklusphase oder Leistungsphase
Definition des Anwendungsfalls
Nutzen
Voraussetzungen
Umsetzung
Input/Output
Prozessbeschreibung

Wir empfehlen zusätzlich eine Übersicht zu Beteiligten und der Zuständigkeiten zu ergänzen.

Am Ende helfen diese Punkte dabei gegenzuprüfen, ob die vom BIM-Management oder der BIM-Gesamtkoordination definierten Anwendungsfälle auch tatsächlich die BIM-Ziele des Auftraggebenden widerspiegeln, während die Projektbeteiligten viel besser wissen, was von ihnen im Projektverlauf an Leistungen erwartet wird.

Im Moment ist rund um das Thema BIM-Anwendungsfall-Steckbriefe einiges in Bewegung; Mustersteckbriefe seitens Deutscher Bahn sind bereits im Umlauf, für den Bundesfernstraßen-Bau, und Bundesbauten werden diese gerade mit unserer Mitwirkung erstellt – alle nach demselben von BIM Deutschland vorgegebenen Schema jedoch bedarfsgerechten Ausprägungen. Voraussichtlich im Laufe des Frühjahres 2023 wird der VDI das Blatt 12.1 „Struktur zu Beschreibung von BIM-Anwendungsfällen“ veröffentlichen auch hier konnten wir unser Wissen einbringen. Parallel dazu entwickeln wir bei AEC3 unsere  eigenen Projektvorlagen (Abb. 2) auf Basis der bestehenden Muster-Steckbriefe, in die wir unser langjähriges Know-how einfließen lassen, um weiterhin Projekte erfolgreich umzusetzen.

Die Entwicklung von Steckbriefen ist aus unserer Sicht ein ungemein positives Beispiel dafür, wie Standards es ermöglichen, dass bei allen Projektbeteiligten ein besseres Verständnis für komplexe Prozesse im Bauwesen durch die BIM-Methodik entstehen kann.

As a partner of the EU-funded CBIM – European Training Network, we are hosting a visiting researcher at our offices for the second time. Being active in the field of R&D and partnering in several EU-projects, we are pleased to support the project goal of training young researchers to become the BIM-experts of the future.

Eyosias Dawit Guyo is currently spending two months at our Dresden and Munich offices. We asked him some questions about his background, the reason why CBIM is the right choice for his career and his research interests. Also, we wanted to know more about his experience at AEC3 and with our software BIMQ.

Eyosias, can you briefly tell us more about you and your background?

I come from Ethiopia and I have a civil engineering background. Currently, I am enrolled at Technische Universität Berlin for a PhD study as part of an European union research training network called CBIM. I also joined Trimble, a software, hardware and service company, as part of CBIM’s training program. 

Why did you decide to apply for the CBIM project?

CBIM is a training network focused on cloud-enabled BIM. Before joining CBIM, my research interest was developing tools for implementing a BIM workflow. My master’s thesis focused on supporting structural engineers to benefit from BIM by integrating it into their workflow. As part of that research, I developed a couple of plugins to facilitate data exchange between a structural analysis tool and a BIM tool. After finishing my master’s, I sought opportunities to continue working around BIM tools and get into more advanced topics. That’s when I came across CBIM. It was an excellent match for my research interest. Multiple universities and companies are partners in the project. Hence, it provides both academic and professional level experience. Furthermore, through training events and secondments, CBIM allows us to expand our professional network and shape our career.

What are your studies currently focusing on?

My PhD study is focused on data integration and interoperability. I am looking into the building emergency domain and firefighters‘ operations during building fires. Firefighters gather and use data from heterogeneous sources, which is why it’s an interesting area for data integration-related studies.

My studies have three primary objectives. The first objective is to develop a well-defined understanding of firefighters‘ data requirements. Towards these ends, I have examined multiple scientific studies, firefighting guidelines, and international building and fire codes. Interviews with practising firefighters were also conducted as part of this study. The second objective is to investigate potential data sources. On top of that, we aim to develop guidelines and automated checking systems that ensure data essential for firefighters is available in building and city models. The third objective of the study is to devise, implement and evaluate a data integration system that gathers and integrates essential information from heterogeneous data sources.

How is the experience at AEC3 supporting you and your work?

AEC3 is one of the CBIM partners. I have been working at AEC3 as a visiting researcher for two months as part of CBIM’s training program. During my stay, I have been working with AEC3’s BIMQ to define project requirements related to fire emergencies. The objective of this secondment is also to experience the application of BIM in professional settings. Hence, my stay at AEC3 is also essential to understand future career possibilities related to BIM. 

Tell us more about your experience with BIMQ.

I am using BIMQ to define project requirements for the design phase of a project. These requirements are focused on fire emergencies. The goal is to ensure building design outputs contain all the essential data firefighters need when responding to a fire. I have found BIMQ is easy to learn and use. I was able to start using it within a few days. Right now, I have completed defining my requirements in BIMQ. I will continue working with it to create rules based on the specified requirements so I can develop a checking system.

Any experience beyond the professional topics you want to share with us? 😊

Right now, I just finalized a one-month stay at AEC3’s Dresden office. While there, I had a chance to explore the city’s beautiful old town and magnificent architecture, particularly Baroque buildings. And through break time discussions at the office, I learned a lot about the historical and cultural background of Dresden, Saxony and Germany in general.

Statsbygg, die staatliche Bauverwaltung Norwegens mit Sitz in Oslo schrieb 2009 den weltweit ersten Architekturwettbewerb aus, der anstelle physischer Modelle virtuelle Modelle forderte. Der Grund für diese Idee war simpel – man wollte so viele internationale Architekturbüros wie möglich zur Teilnahme bewegen. Aber wohin dann mit den ganzen Architekturmodellen? Die Lösung – es sollten erstmalig nur noch virtuelle Modelle abgegeben werden.

In der ersten Phase [März – September 2009] des offenen, zweistufigen Wettbewerbes wollte man die Gebäudedaten in erster Linie für die Überprüfung des Raumprogramms und für die städtebauliche Einordnung nutzen. Die gesamte Umgebung des Projektes und das vollständige Raumprogramm lagen bereits im IFC Format vor. Zur Vorbereitung dieses Vorhabens musste man nun die besonderen Anforderungen an das einzureichende Gebäudemodell (BIM) definieren. AEC3 hat Statsbygg beim Erstellen der hierfür notwendigen Anforderungstabellen beratend unterstützt Des Weiteren war es notwendig, kurze Erläuterungen zu verfassen, die den Wettbewerbsteilnehmern einen schnellen Einstieg in die Arbeit mit BIM und den Export im Abgabeformat IFC ermöglichten. So wurde der korrekte Aufbau des Gebäudemodells in den sechs am häufigsten verwendeten Architekturapplikationen in einer Kurzanleitung durch AEC3 erstellt und den Teilnehmern zur Verfügung gestellt.

Es wurden insgesamt 237 virtuelle Modelle eingereicht, die abgegebenen Modelle konnten dann objektiv verglichen, auf die Einhaltung des Raumprogramms geprüft, und in ein digitales Stadtmodell zur Begutachtung eingesetzt werden.