BIM-gestütztes Anforderungsmanagement zur … · change of the planning culture is illustrated by...
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Technische Universität München
Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt
Lehrstuhl für Computergestützte Modellierung und Simulation
BIM-gestütztes Anforderungsmanagement zur Kalkulation eines Hochbauprojektes
Master Thesis
für den Master of Science Studiengang Bauingenieurwesen
Autor: Josef Hinterschwepfinger
Matrikelnummer:
1. Betreuer: Prof. Dr.-Ing. André Borrmann
2. Betreuer: M.Sc. Paul Häringer
Ausgabedatum: 17. Oktober 2017
Abgabedatum: 16. April 2018
Abstract I
Building Information Modeling will shape the future of the building industry. The way of
designing, constructing and operating real estates will be changed by this new
technology. Hence, a digital building model is used as a central information database
and is developed throughout the entire creation cycle of a building. The imminent
change of the planning culture is illustrated by the graduated plan Digitales Planen und
Bauen published by the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure in
December 2015.
For an economic implementation of Building Information Modeling (BIM) in German
companies, new ways of thinking and a structured way of working are of great
importance. With BIM, all participating planners need to work across all disciplines of
one building model. Thus, these changes call for the definition of more standards in
the field of building and construction. The determination of geometric and non-
geometric information contained in the digital model is one key aspect within this
context. Specifications for the so-called Level of Development (LoD) for the various
project phases have already been developed on an international level.
This thesis focusses on the development of an appropriate LoD concept for digital
building models, which have to be defined to implement BIM in a medium-sized
company. This concept will then be used for a model-based tender calculation of a
structural engineering project. Furthermore, the processes of project execution before
and after the implementation of the BIM methodology in the medium-sized company
are compared.
Regarding this purpose, the theoretical basis is created in the first part of this thesis.
In addition to the definition of the term BIM, the national and international development
of BIM are stated. To create a common understanding, the terms Level of
Development, Level of Geometry and Level of Information are analysed, and their
differences are pointed out. At the very end of the basic theoretical chapter new project
roles in the BIM process are presented.
The second part describes the development of a BIM-based process chain. After
presenting the business structure of the medium-sized company, the project execution
Abstract
Abstract II
model “HP3” is explained, with which the company realizes turnkey projects. In doing
so, the requirements of participants in the HP3 project process will be addressed. After
a detailed description of the HP3 process chain, the development of the BIM-based
chain follows. Therefore, the Levels of Development are assigned to the planning
phases first. Processes added due to the implementation of BIM and the illumination
of the information flow within the BIM Process are then explained using the BIM
process chain.
The third part contains the development of the LoD concept as a support for a mode-
based tender calculation. In addition to that, this LoD concept is intended to create a
communication basis for all project participants and ensures the quality of the model.
For this purpose, the information density in the individual phases of the project planning
is defined for selected structural components.
Part four describes the process of BIM-based tendering. A computer program named
“BIM4You” was introduced in the medium-sized company to work as an interface
between the digital model and the bill of quantities. Thereafter the function of the
interface linkage is illustrated. Furthermore, model-based tendering for diverse Levels
of Development are presented. In addition, the feasibility of a cost calculation at an
early planning state and a variant study are examined. A summary and the
identification of further development opportunities for BIM in the company conclude the
thesis.
Zusammenfassung III
Die Methode des Building Information Modeling wird die Zukunft des Baugewerbes
prägen. Mit dieser neuen Technologie ändert sich die Art und Weise des Entwurfes,
der Konstruktion und des Betreibens von Immobilien. Dabei soll das digitale
Gebäudemodell als zentrale Informationsdatenbank über den gesamten
Erstellungszyklus einer Immobilie weiterentwickelt und genutzt werden. Der
bevorstehende Wandel der Planungskultur wird durch den im Dezember 2015
veröffentlichten Stufenplan Digitales Planen und Bauen vom Bundesministerium für
Verkehr und digitale Infrastruktur verdeutlicht.
Für eine wirtschaftliche Implementierung der Building Information Methodik (BIM) in
deutschen Unternehmen sind neue Denkweisen und eine strukturierte Arbeitsweise
von hoher Bedeutung. Bei BIM arbeiten alle beteiligten Fachplaner
disziplinübergreifend an einem Gebäudemodell. Die dadurch einhergehenden
Veränderungen fordern die Definition neuer Standards für den Planungs- und
Baubereich. In diesem Zusammenhang stellte die Festlegung der im Gebäudemodell
enthaltenen geometrischen und nicht-geometrischen Information einen zentralen
Aspekt dar. Auf internationaler Ebene wurde bereits Spezifikationen für diese
sogenannten Level of Development (LoD) für die verschiedenen Projektphasen
erarbeitet.
In der vorliegenden Arbeit wird für die Implementierung von BIM in einem
mittelständischen Unternehmen ein LoD-Konzept für digitale Bauwerksmodelle
entwickelt, welches als Basis für die modellbasierten Angebotskalkulationen von
Hochbauprojekten verwendet werden kann. Des Weiteren werden die Prozesse der
Projektabwicklung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in dem
mittelständischen Unternehmen gegenübergestellt.
Dazu werden im ersten Teil der Arbeit die theoretischen Grundlagen geschaffen.
Neben der Definition des Begriffs BIM wird die Entwicklung von BIM im In- und Ausland
verglichen. Zur Schaffung eines gemeinsamen Verständnisses werden die Begriffe
Level of Development, Level of Geometry und Level of Information analysiert und ihre
Unterschiede aufgezeigt. Die Darstellung neuer Projektrollen bei BIM beschließt das
theoretische Grundlagenkapitel.
Zusammenfassung
Zusammenfassung IV
Der zweite Teil beschreibt die Entwicklung einer BIM-basierten Prozesskette. Nach der
Darlegung der Firmenstruktur des mittelständischen Unternehmens wird das
Projektabwicklungsmodell „HP3“ vorgestellt, mit welchem das Unternehmen Projekte
schlüsselfertig realisiert. Dabei wird auf die Anforderungen der Projektbeteiligten im
HP3-Projektverlauf eingegangen. Nach der detaillierten Darstellung der HP3-
Prozesskette folgt die Entwicklung der BIM-basierten HP3-Prozesskette. Hierzu
werden zunächst die Level of Development den Planungsphasen zugeordnet.
Anschließend werden die mit BIM hinzukommenden Prozesse und der
Informationsfluss zwischen den Fachabteilungen anhand der BIM-Prozesskette
erklärt.
Der dritte Teil enthält die Erarbeitung des LoD-Konzepts als Basis für eine
modellbasierte Angebotskalkulation. Des Weiteren soll dieses LoD-Konzept eine
Kommunikationsgrundlage für alle Projektbeteiligten schaffen und die Qualität des
Modells sichern. Dazu wird die Informationsdichte ausgewählter Bauteile des
Hochbaus für die einzelnen Planungsphasen der Projektplanung definiert.
Teil vier beschreibt die BIM-basierte Angebotskalkulation. Für die Schnittstelle
zwischen Modell und einem positionsweisen Leistungsverzeichnis wurde im
mittelständischen Unternehmen das Programm „BIM4You“ eingeführt. Die
Funktionsweise der Schnittstellenverknüpfung wird dazu beleuchtet. Es werden
zudem modellbasierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Level of Development
dargestellt und die Machbarkeit einer Kostenberechnung zu sehr frühem
Planungszeitpunkt und die Möglichkeit einer Variantenstudie untersucht. Eine
Zusammenfassung und das Aufzeigen weiterer Entwicklungsmöglichkeiten von BIM
im mittelständischen Unternehmen beschließen die Arbeit.
Inhaltsverzeichnis V
1 Einleitung 1
1.1 Einführung .................................................................................................... 1
1.2 Ziele der Arbeit ............................................................................................. 2
1.3 Aufbau der Arbeit .......................................................................................... 3
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 7
2.1 Begriff des Building Information Modeling .................................................... 7
2.2 BIM-Reifegradstufen im nationalen und internationalen Vergleich ............... 8
2.2.1 BIM im Ausland ............................................................................................ 8
2.2.2 BIM in Deutschland .................................................................................... 10
2.3 Aufwandsverlagerung bei BIM .................................................................... 12
2.4 Gründe für die Einführung der BIM-Methodik ............................................. 13
2.5 BIM-Modelle und deren Detaillierungsgrade............................................... 14
2.5.1 Hintergrund und theoretische Grundlagen .................................................. 14
2.5.2 Level of Development im Hochbau ............................................................. 16
2.5.3 Level of Geometry und Level of Information ............................................... 20
2.6 Zuweisung von neuen Rollen im BIM-Prozess ........................................... 21
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen 25
3.1 Unternehmensstruktur ................................................................................ 25
3.2 Prozesskettenanalyse der HP3-Methode vor der Implementierung der BIM-Methodik ............................................................................................. 27
3.2.1 Projektabwicklung mit dem HP3-Stufenmodell ........................................... 27
3.2.2 Gegenüberstellung der Stufen der Kostenermittlung nach DIN 276 und HP3-Stufenmodell............................................................................................... 30
3.2.3 Graphische Darstellung der Prozesskette vor der Implementierung der BIM-Methodik ..................................................................................................... 34
3.2.4 Anforderungen an das Unternehmen im HP3-Projektverlauf ...................... 35
3.3 Entwicklung der BIM-gestützten HP3-Prozesskette ................................... 38
3.3.1 Erweiterte Rollendarstellung im BIM-Prozess............................................. 38
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis VI
3.3.2 Festlegung der Level of Development für die Phasen des HP3-BIM-Abwicklungsplan ......................................................................................... 41
3.3.3 BIM-basierte HP3-Prozesskette ................................................................. 43
4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten 50
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 58
5.1 Grundlagen modellbasierter Mengenermittlung .......................................... 58
5.2 BOBs als Schnittstelle zwischen dem IFC-Modell und dem Leistungsverzeichnis .................................................................................. 60
5.2.1 Aufbau eines BOBs .................................................................................... 62
5.2.2 Intelligente BauOBjekte (iBOBs) ................................................................. 64
5.2.3 Platzhalter-BOBs ........................................................................................ 67
5.2.4 Aussparungen bei Bauteilen und deren normgerechte Mengenermittlung . 67
5.2.5 Verknüpfung der BOBs mit den Objekten aus dem IFC ............................. 70
5.2.6 Kalkulatorisches Änderungsmanagement bei Modellmodifikationen .......... 73
5.2.7 Bauteilunabhängige Leistungen ................................................................. 74
5.2.8 Erstellung eines Leistungsverzeichnisses in BIM4You ............................... 78
5.3 5D-Analyse: Investkostenschätzung mit LoD-100-BOBs ............................ 80
5.4 5D-Analyse: Anwendung der LoD-300-BOBs für die Angebots-kalkulation .................................................................................................. 85
5.5 Machbarkeitsuntersuchung für Kostenberechnung bei LoD 200 Modellen mit LoD-300-BOBs ...................................................................... 88
5.5.1 Grundidee von Schicht-Simulationen und Standardaufbauten ................... 89
5.5.2 Gegenüberstellung der Bemusterungen bei LoD 200 und LoD 300 ........... 91
5.5.3 Variantenstudien mit LoD 200 Modellen ..................................................... 99
5.6 Vergleich der Kosten aus LoD 100 Kostenkonzept und LoD 300 Kostenberechnung ................................................................................... 102
6 Zusammenfassung und Fazit 105
7 Ausblick 107
Literaturverzeichnis XII
Anhang XV
Abbildungsverzeichnis VII
Abbildung 1: Visualisierung des BIM-Pilotprojekt ........................................................ 5
Abbildung 2: Lebenszyklusbetrachtung in der BIM-Methodik ...................................... 8
Abbildung 3 Reifegradstufen nach Bew und Richards 2008 ....................................... 9
Abbildung 4: BMVI Stufenplan .................................................................................. 11
Abbildung 5: Aufwandsverlagerung und Einfluss auf Kostenentwicklung nach Patrick MacLeamy ....................................................................................... 12
Abbildung 6: Versionsverlauf des IFC-Datenformats ................................................ 15
Abbildung 7: Schematische Darstellung des Level of Development ......................... 18
Abbildung 8: BIM-Projektorganigramm der Rollenverteilung ..................................... 21
Abbildung 9: BIM-Manager als Koordinator aller Projektbeteiligten .......................... 23
Abbildung 10: Unternehmensstruktur ........................................................................ 25
Abbildung 11: Vergleich Einzelvergaben und HP3-Stufenmodell .............................. 27
Abbildung 12: Genauigkeit der Kostenermittlung nach DIN 276 (eigene Darstellung in Anlehnung an ................................................................................... 31
Abbildung 13: Kostengenauigkeiten bei HOAI und HP3- Projekten .......................... 33
Abbildung 14: Informationsfluss bei Planungsabteilungen ........................................ 35
Abbildung 15: Unterschied der Vergütung beim GMP- und Pauschalvertrag ............ 37
Abbildung 16: BIM-Projektorganigramm der Rollenverteilung (erweiterte Darstellung in Anlehnung an Liebsch et al.) ........................................................... 39
Abbildung 17: Zuordnung der LoD zu den Projektphasen im HP3-Stufenmodell ...... 41
Abbildung 18: Zusammenführung von Teilmodellen zu einem Gesamtmodell .......... 43
Abbildung 19: Schematische Darstellung eines Koordinationsmodells ..................... 44
Abbildung 20: Vereinfachte Darstellung des Prozesses einer Kollisionsprüfung in Anlehnung an Borrmann et. al ......................................................... 44
Abbildung 21: Grundmodell in LoD 200 als Basis für Genehmigungsplanung .......... 47
Abbildung 22: Unterschiedliche Umfassungsbauteile bei Räumen ........................... 56
Abbildung 23: Kostenermittlungen zu den unterschiedlichen HP3-Projektphasen .... 58
Abbildung 24: LoD-spezifizierte BOBs ...................................................................... 61
Abbildungsverzeichnis
Abbildungsverzeichnis VIII
Abbildung 25:Beispiel eines Treppenpodest-BOB mit zugehörigen BOB-Details ..... 62
Abbildung 27: Tronsolen als Auflager im Bereich von Treppenpodesten .................. 63
Abbildung 28: Kurztext-Eingabe mit Variablen bei einer Fertigteilstütze aus Stahlbeton ........................................................................................ 65
Abbildung 29: BOB-Details eines Stahlbetonwand iBOBs ........................................ 66
Abbildung 30: Wand mit einem Öffnungselement ..................................................... 68
Abbildung 31: iBOB einer Stahlbeton-Innenwand ..................................................... 68
Abbildung 32: iBOB einer Stahlbeton-Innenwand ..................................................... 69
Abbildung 33: Prozess der Verknüpfung von BOBs und IFC-Objekten ..................... 71
Abbildung 34: Bemusterungsansicht in BIM4You mit IFC-Objekten ......................... 71
Abbildung 35: BOB-Auswahl für Ortbetondecken ..................................................... 72
Abbildung 36: Optionale Leistungen bei BOBs ......................................................... 72
Abbildung 37: Unterschied zwischen ProjektBOBs und BOBs bzw. iBOBs .............. 74
Abbildung 38: Beispielmodell für die Fassadenkonstruktion ..................................... 75
Abbildung 39: IFC-Objekte im BIM Server für das Beispiel der Fassadenkonstruktion ......................................................................................................... 75
Abbildung 40: ProjektBOB „BE-FAS4-DOMICO-PLANUM-H#JH“ ............................ 76
Abbildung 41: LV-Position einer Innenwand nach 5D-Berechnung ........................... 79
Abbildung 42: Ablauf eines Projektes (eigene Darstellung in Anlehnung an Zimmermann)................................................................................... 81
Abbildung 43: LoD 100 Modell bei Projekt ................................................................ 82
Abbildung 44: LoD-100-BOB eines Büros ................................................................. 83
Abbildung 45: Bemusterung mit LoD-100-BOBs ....................................................... 84
Abbildung 46: Element-ID einer Außenwand, d = 25cm aus BIM4You ..................... 86
Abbildung 47: Element-ID einer Außenwand, d = 25cm im Stamm-LV von BauSU .. 86
Abbildung 48: Tool Chain der Angebotserstellung .................................................... 87
Abbildung 49: Darstellung einer Geschossdecke in LoD 200 (links) und LoD 300 (rechts) ............................................................................................. 88
Abbildung 50: Schicht-Simulation eines LoD 200 Modells durch Mehrfach-bemusterung .................................................................................... 89
Abbildung 51: Standardaufbauten bei der Schicht-Simulation .................................. 90
Abbildungsverzeichnis IX
Abbildung 52: Parameter für einen Bodenaufbau-BOB ............................................. 90
Abbildung 53: Darstellung einer Decke in LoD 200 (oben) und LoD 300 (unten) ...... 91
Abbildung 54: LoD 300 Bemusterung einer Decke ................................................... 92
Abbildung 55: LoD 300 Decke in Schicht-Bemusterung ............................................ 92
Abbildung 56: BOB-Detail mit Variable im Kurztext und der BOB-Detailformel ......... 94
Abbildung 57: Bemusterung mit mehreren BOBs auf ein IFC-Objekt (oben) versus Bemusterung in Deckenschichten (unten) ....................................... 95
Abbildung 58: Darstellung einer Wand in LoD 300 (oben) und LoD 200 (unten) ....... 97
Abbildung 59: Varianten in Bauverfahren ................................................................ 100
Tabellenverzeichnis X
Tabelle 1: Definition des Level of Development ....................................................... 17
Tabelle 2: Authorized Uses von LoD 100, LoD 200 und LoD 300 in Anlehnung an die Festlegungen des AIA ...................................................................... 19
Tabelle 3: Gegenüberstellung der Level of Development und der Leistungsbilder nach HOAI ................................................................................................ 42
Tabelle 4: Beispiel einer Element-ID Aufsummierung ............................................... 80
Tabelle 5: Kosten für Nutzungen je nach Ausstattungsgrad...................................... 82
Tabelle 6: Gegenüberstellung einer LoD 200 und einer LoD 300 Bemusterung ....... 94
Tabelle 7: Mengenvergleich bei LoD 200 und LoD 300 einer Deckenkonstruktion ... 96
Tabelle 8: Mengenvergleich bei LoD 200 und LoD 300 einer Wandkonstruktion ...... 98
Tabelle 9: Variantenstudie: Ortbetondecke ............................................................. 101
Tabelle 10: Variantenstudie: Filigrandecke ............................................................. 101
Tabelle 11: Gegenüberstellung der Kosten nach LoD 100 und LoD 300 ................ 103
Tabellenverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis XI
2D
3D
4D
5D
AIA
BAP
BE
BGF
BIM
BOB
iBOB
BRI
CAD
EnEV
HOAI
IAI
KGR
LoD
LoG
LoI
LPH
VOB
Zweidimensionale Geometrie
Dreidimensionale Geometrie
Dreidimensionale Geometrie mit Zeit
Dreidimensionale Geometrie mit Zeit und Kosten
American Institute of Architects
BIM-Abwicklungsplan
Baustelleneinrichtung
Bruttogrundfläche
Building Information Modeling
Bauobjekt
Intelligentes Bauobjekt
Bruttorauminhalt
Computer Aided Design
Energieeinsparverordnung
Honorarordnung für Architekten und Ingenieure
International Alliance for Interoperability
Kostengruppe
Level of Development, Level of Detail
Level of Geometry
Level of Information
Leistungsphase
Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen
Abkürzungsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Einführung
Eine Architekturplanung ist seit jeher ein langwieriger und abstrakter Prozess, der
ursprünglich von einer einzelnen Person durchgeführt wurde. Der Baumeister, der
parallel mehrere Aufgaben bewerkstelligen musste, entwickelte in seinem Kopf ein
Gebäude und gab diese Informationen an den Ausführenden weiter. Mit steigenden
Anforderungen an die Immobilien erhöhte sich die Komplexität der Bauvorhaben
wesentlich. Hierdurch entstand die Notwendigkeit der interdisziplinären
Zusammenarbeit von Fachleuten. Die Koordination dieser Interaktionen wurde stets
dem Architekten zu teil. Die von ihm angefertigten zweidimensionalen Pläne dienten
über Jahrhunderte der Ausführung, der Kontrolle und der Steuerung der Projekte.1
Auch im 21. Jahrhundert ist die zweidimensionale Entwurfsarbeit noch weit verbreitet.
Grund hierfür könnte sein, dass bisher dreidimensionale Modelle für Architekten und
Ingenieure einen höheren Aufwand nach sich ziehen und nur einen geringen Nutzen
bringen.
Die Building Information Modeling (BIM) Methode setzt genau hier an und nutzt die
Vorteile computergestützter 3D-Modellierung. In einem kooperativen Planungsprozess
mit allen beteiligten Planern wird ein Gebäudemodell sukzessive erarbeitet und mit
Informationen angereichert. Über den gesamten Projektverlauf wird diese
Attributdichte dann fortlaufend erhöht. Durch die konsequente Weiternutzung und
Übertragung von objektspezifischen Daten zwischen den Phasen des kompletten
Lebenszyklus einer Immobilie lässt sich die bisher fehlerbehaftete und aufwändige
Wiedereingabe von Informationen umgehen.2 Diese Informationen dienen als
Datengrundlage während der Planung und Realisierung, des Betriebs sowie der
Erhaltung der Bauwerke.3
1 Eichler 2014 2 Borrmann et al. 2015 3 Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
1 Einleitung
1 Einleitung 2
BIM hat im Ausland bereits weitreichende Anwendung erlangt, die mit der Situation in
Deutschland nicht zu vergleichen ist. Das Interesse an der Methodik für die
Projektabwicklung steigt jedoch.4 Deutsche Planungsbüros und ausführende
Unternehmen, die im Ausland agieren, müssen sich dort bereits unter etablierten BIM-
Fachleuten behaupten.5
Dr. John Keung, CEO des Singapore BIM-Guide, bringt zum Ausdruck, dass die BIM-
Methodik in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen hat und die BIM-basierte
Planung, das Bauen und das Betreiben fundamental verändern wird. Zudem weißt er
darauf hin, dass dies sämtliche Projektbeteiligte stark fordern wird.6 Hierfür publizierte
das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Dezember
2015 den Stufenplan Digitales Planen und Bauen, um den Wirtschaftssektor Bau auf
zukünftigen Anforderungen hinzuführen. Laut BMVI sollen mit dem Jahr 2020 alle
neuen öffentlichen Projekte BIM-basiert abgewickelt werden.7
Die Kernfrage demnach ist: Inwieweit führt BIM zu einer wirtschaftlicheren
Projektabwicklung und welche Vorteile ergeben sich durch die Implementierung der
BIM-Methodik in einem Unternehmen?
1.2 Ziele der Arbeit
Die Einführung von BIM in deutschen mittelständischen Bauunternehmen schreitet
immer weiter voran. Für eine wirtschaftliche und sichere Einführung von BIM in den
deutschen Unternehmen sind klare Rahmenbedingungen und Prozesse zu entwickeln.
Ziel dieser Arbeit ist es, BIM-basierte Strukturen für ein mittelständisches
Unternehmen zu schaffen, um eine bessere Abwicklung der künftigen
Hochbauprojekte zu gewährleisten.
Hierfür soll neben einer Analyse der bisherigen Prozessstruktur eine BIM-gestützte
Prozesskette entwickelt werden. Zudem wird auf das HP3-Prozessmodell der
Hinterschwepfinger GmbH eingegangen, mit dem das mittelständische Planungs- und
4 Borrmann et al. 2015 5 Egger, Hausknecht, Liebich, Przybylo 6 Building and Construction Authority 2013 7 Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
1 Einleitung 3
Bauunternehmen seit langer Zeit schlüsselfertige Objekte realisiert. Die BIM-basierte
Prozesskette wird dann auf Basis des HP3-Prozessmodells entwickelt.
Des Weiteren soll mit der Erklärung der Begriffe des Level of Development (LoD),
Level of Geometry und Level of Information (LoI) eine Wissensbasis für die weitere
Bearbeitung dieser Thesis gelegt werden. Mit diesen Bezeichnungen werden die
Anforderungen an die Genauigkeit und die Informationstiefe der BIM-basierten
Planungen je Projektphase geordnet. International haben sich bereits Spezifikationen
für die Festlegungen der verschiedenen Projektphasen etabliert. In dieser Arbeit wird
ein LoD-Konzept für das mittelständische Unternehmen entwickelt, welches eine
bedarfsgerechte Informationsdichte je Projektphase wiederspiegeln soll.
Darüber hinaus sollen durch die BIM-gestützte Vernetzung der
Fachplanungsabteilungen firmeninterne und firmenexterne Informationsflüsse
dargestellt werden.
Weiterführend sollen Möglichkeiten und Methoden bezüglich einer BIM-basierten
Erstellung eines Leistungsverzeichnisses oder dessen Verknüpfung zu bestehenden
Informationen aus dem Gebäudeinformationsmodell aufgezeigt werden.
1.3 Aufbau der Arbeit
Um die formulierte Aufgabenstellung beantworten zu können, werden in Kapitel 2 die
theoretischen Grundlagen für eine weitere Bearbeitung geschaffen. Zunächst wird der
Begriff des Building Information Modeling erklärt. Neben dieser Definition werden die
Reifegradstufen im In- und Ausland beleuchtet. Da die BIM-Methodik eine neue
Herangehensweise an die Entwicklung von Projekten verlangt, wird zudem die
Aufwandsverlagerung auf Planungsebene dargestellt. Daraufhin werden die
Grundlagen über dreidimensionale Modelle und deren Detaillierungsgrade aufgezeigt.
Um ein gemeinsames Verständnis der Schlagwörter Level of Development, Level of
Geometry und Level of Information zu erreichen, werden diese in Bezug an einem
beispielhaften Bauteil analysiert. Des Weiteren werden neu zu belegende Rollen im
BIM-Projektverlauf dargestellt.
Nach der Betrachtung der Grundlagen folgt in Kapitel 3 die Prozessbetrachtung vor
und nach der Implementierung der BIM-Methodik im genannten Unternehmen. Als
Grundlage wird zunächst die Unternehmensstruktur präsentiert. Das mittelständische
1 Einleitung 4
Unternehmen entwickelte mit dem HP3-Stufenmodell ein Totalunternehmer-Modell für
Projekte aus dem Industrie- und Gewerbebau. Mit diesem Modell werden Projekte
geplant, gebaut und dem Bauherrn dann schlüsselfertig übergeben. Nach der
Vorstellung dieses Projektabwicklungsmodells werden die Genauigkeiten der
Kostenermittlungen von den Projektphasen der HOAI und des HP3-Modells
gegenübergestellt, denn im Projektverlauf von HP3 ist aufgrund des Fixpreisangebots
für die Bauausführung zu sehr frühem Planungsstand eine erhöhte Genauigkeit an die
Kostenermittlung verlangt. Darauf aufbauend wird die Prozesskette des HP3-Modells
vor der Implementierung präzisiert und die Anforderungen an die Projektbeteiligten
werden erklärt. Auf Basis der konventionellen HP3-Prozesskette wird danach die BIM-
gestützte HP3-Prozesskette erarbeitet.
Um planerische Standards festlegen zu können, wird in Kapitel 4 ein bauteilbezogenes
LoD-Konzept entwickelt, in welchem die erforderlichen Informationstiefen je nach
Projektphase abgebildet werden. Mit diesem Konzept wird eine Erstellung eines
Informationsgerüstes des Modells verfolgt, welches einerseits die Kontinuität der
Planung verbessert, andererseits als Grundlage für eine belastbare
Angebotskalkulation von Hochbauprojekten fungieren soll.
Auf Basis der Festlegungen des LoD-Konzepts wird in Kapitel 5 die Möglichkeit der
modellbasierten Angebotserstellung behandelt. Die Einführung der Software
„BIM4You“ im Unternehmen ermöglicht eine Verknüpfung eines Bauwerksmodells mit
einem positionsweisen Leistungsverzeichnis. Die dafür erforderliche
Programmierarbeit wird zunächst grundlegend, später dann unter Zuhilfenahme
mehrerer Beispiele detaillierter dargelegt. Hierbei wird das Akronym BOB betrachtet,
welches ausschlaggebend für diese Verknüpfung ist. Darauf aufbauend werden zwei
Kostenermittlungsmethoden zu unterschiedlichen Level of Development beleuchtet.
Zum einen wird die modellbasierte Kostenschätzung nach der HOAI Phase
„Grundlagenermittlung“ dargelegt, zum anderen wird der Prozess der Erstellung für ein
positionsweises Leistungsverzeichnis für eine Angebotskalkulation zum Zeitpunkt der
HOAI Phase „Genehmigungsplanung“ erarbeitet. Im weiteren Verlauf von Kapitel 5
wird die Möglichkeit einer Angebotserstellung mit positionsweisem
Leistungsverzeichnis bereits nach der Entwurfsphase untersucht. Ein Vergleich der
Kosten beschließt das Kapitel.
1 Einleitung 5
Kapitel 6 und 7 fassen den Theorie- und Praxisteil zusammen. Ein Fazit sowie ein
Ausblick auf die weiteren BIM-basierte Vorgehensweisen im Unternehmen schließen
die Arbeit ab.
Die Erarbeitung dieser Thesis basiert auf dem BIM-Pilotprojekt „.................“. Das
mittelständische Unternehmen „Hinterschwepfinger“ wurde mit der Realisierung eines
neuen Produktions- und Laborgebäudes mit angegliedertem Büro beauftragt. Die
gesamte Konstruktion des 18-Millionen-Projektes wird in Stahlbetonbauweise
ausgeführt. Nachstehende Modellierung stellt den vierstöckigen Bürokopfbau mit
dahinterliegender zweistöckiger Produktionsstätte dar.
Abbildung 1: Visualisierung des BIM-Pilotprojekt "................."
Im Zuge der Objektplanung wurde dabei die BIM-Methodik in das Projekt
implementiert. Die Hinterschwepfinger Projekt GmbH wurde beauftragt, mit dem HP3-
Stufenmodell sämtliche Planungen und die Bauausführung zu realisieren. Mit diesem
Pilotprojekt startete damit sukzessiv die Einführung der BIM-basierten Planung und
der Kostenberechnung mit BIM4You. Mit der Implementierung der BIM-Methodik bei
................. strebte die Geschäftsleitung nach einer Qualitätssicherung der Planung
und nach der Möglichkeit der modellbasierten Angebotskalkulation.
1 Einleitung 6
Bei der Bearbeitung des Pilotprojekts wurde deutlich, dass die Festschreibung von
Standards in Form eines LoD-Konzeptes von hoher Bedeutung ist. Das in Kapitel 4
beschriebene LoD-Konzept wurde aus diesem Grund aus den Erfahrungen des
Pilotprojekts entwickelt. Die in Kapitel 5 dargestellten, BIM-gestützten
Kostenberechnungen wurden anhand von „.................“ erstellt.
Die abgeleiteten Pläne des Projektes werden im Anhang A dargestellt und sollen damit
einen Überblick über das Projekt schaffen. Das digitale Gebäudemodell befindet sich
auf dem der Arbeit beigelegten Datenträger.
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 7
In diesem Kapitel werden zu Beginn die theoretischen Grundlagen für die weitere
Bearbeitung der Themenstellung erläutert. Nach der Beleuchtung des Begriffs BIM und
der nationalen und internationalen Entwicklung von BIM wird eine Wissensgrundlage
über Bauwerksmodelle und deren Ausarbeitungsgrade geschaffen. Dabei werden die
Begriffe des Level of Development, Level of Geometry und Level of Information
definiert und deren Unterschiede aufgezeigt. Zu Ende des Kapitels werden
grundlegende Rollendefinitionen für den BIM-Prozess dargelegt.
2.1 Begriff des Building Information Modeling
Unter dem Akronym BIM versteht man die Integration und Vernetzung aller relevanten
Daten eines Bauwerks in einem virtuellen Datenmodell über den gesamten
Lebenszyklus des Gebäudes. Der Begriff Building Information Modeling beschreibt
demnach den Vorgang der Entstehung, Änderung und Verwaltung eines digitalen
Bauwerkmodells. So wird auf Basis einer ersten Idee ein Konzeptmodell entwickelt,
weiterführend ein Entwurfsmodell generiert und darauf aufbauend ein
Ausführungsmodell erstellt. Bei der dreidimensionalen Modellierung werden neben
den Geometrien auch semantische, also nicht-geometrische Zusatzinformationen wie
Materialien, Typbezeichnungen oder vor allem technische Eigenschaften für spätere
Projektphasen in das Modell übertragen. Die Informationstiefe des Modells nimmt
dabei mit dem Projektfortschritt zu.8 Für alle Beteiligten im BIM-Prozess besteht somit
die Möglichkeit, in sämtlichen Projektphasen auf die relevanten Informationen
zuzugreifen.
8 Borrmann et al. 2015
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 8
Nachstehende Abbildung verdeutlicht den Lebenszyklus eines Gebäudes.
Abbildung 2: Lebenszyklusbetrachtung in der BIM-Methodik9
Durch die bestehenden, tiefgreifenden Möglichkeiten der Computerunterstützung
können Bauwerksinformationen bei Planung, Bau und Betrieb besser übermittelt
werden.10 Durch die kontinuierliche phasenübergreifende Weiternutzung der digitalen
Informationen lässt sich der bisherige Aufwand einer weitgehend fehlerbehafteten
Wiedereingabe der Daten größtenteils reduzieren.11
Das beschriebene Potential der kontinuierlichen Weiternutzung der
Bauwerksinformationen wurde international bereits erkannt. Nachfolgendes Kapitel
soll daher die Unterschiede der BIM-Implementierung im In- und Ausland vergleichen.
2.2 BIM-Reifegradstufen im nationalen und internationalen Vergleich
2.2.1 BIM im Ausland
In vielen Ländern der Welt ist die BIM-Einführung bereits weit vorangeschritten. Nach
den theoretischen Vorarbeiten in den 80er und 90er Jahren wurden bereits Anfang des
21. Jahrhunderts in einigen europäischen Ländern, wie Skandinavien, erste Projekte
9 DETAIL Business Information GmbH 2017 10 Hausknecht und Liebich 2017 11 Borrmann et al. 2015
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 9
mit der BIM-Methodik realisiert. Auf erfolgreich abgeschlossene Pilotprojekte folgten
BIM-Prozess-unterstützende Richtlinien. Neben der Bauwirtschaft in Singapur und den
Vereinigten Staaten von Amerika, erkannte 2012 auch Großbritannien das Potential
von BIM als strategisch wichtige Methode für die gesamte Immobilienbranche.
Herauszuheben ist, dass institutionelle Bauherrn wie der Staat, aber auch private
Bauherrn, die Möglichkeiten der BIM-Methodik bereits früh erkannten und deren
Entwicklung vorantrieben.12 Für eine schrittweise Einführung von BIM in
Großbritannien hat die BIM Task Group um Bew und Richards vier Reifegradstufen
mit nachstehender Abbildung definiert.
Abbildung 3 Reifegradstufen nach Bew und Richards 200813
Für die aktuell gängige computerbasierte Arbeitsweise stellt sich Level 0 als sehr
rudimentär dar. Zwar werden schon mithilfe von CAD zweidimensionale Pläne erstellt,
jedoch werden diese noch papiergedruckt ausgetauscht.
In Level 1 werden bereits komplexe Bauwerksteile für ein besseres Verständnis in 3D
modelliert, wobei die Grundrisse noch in 2D gezeichnet werden. Zudem werden die
Pläne bereits digital versendet. Es existiert noch keine Projektplattform, auf die alle
Projektbeteiligten zugreifen können.
12 Hausknecht und Liebich 2017 13 Borrmann et al. 2015
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 10
Eine durchgängige Nutzung von BIM und der dreidimensionalen Modellierung findet
nach Borrmann et. al erst in Level 2 statt. Level 2 sieht bei allen Projektbeteiligten die
Nutzung von BIM-basierten Softwarelösungen vor. Die Fachplaner fertigen
unabhängig voneinander Modelle an, welche regelmäßig miteinander abgeglichen
werden. Da es in dieser Phase noch keine Standardisierung hinsichtlich der
Dateiformate gibt, entwickelt und schreibt die BIM Task Group Standards und
Richtlinien fort.14
Im Vergleich zu Level 2 sieht Level 3 ein zentrales Datenmodell und festgelegte
Normungen vor. Mit ISO-Standards werden Regelungen für den Datenaustausch und
die virtuelle Darstellung der Bauwerksmodelle für den gesamten Lebenszyklus
getroffen.15
2.2.2 BIM in Deutschland
Im europäischen Vergleich ist die verbindliche Einführung von BIM in Deutschland noch nicht sehr weit fortgeschritten. Derzeit fehlen noch Richtlinien und Vorgaben für
die Abwicklung von Projekten mit BIM.16 In jüngerer Zeit konnten jedoch verstärkt
Aktivitäten in diese Richtung verzeichnet werden, denn die öffentliche Hand publizierte
mit einem Stufenplan ein Instrument für die Integration des digitalen Planens und
Bauens in die deutsche Bauwirtschaft. Das Dokument des Bundesministeriums für
Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) gliedert dabei die BIM-Implementierung in
drei Phasen. Mit dem Jahr 2020 soll die Implementierung dann abgeschlossen sein.
Die erste Stufe beschreibt die bis zum Jahre 2017 andauernde Vorbereitungsphase,
in welcher Pilotprojekte und Standardisierungsmaßnahmen durchgeführt wurden. In
Stufe zwei, der „erweiterte Pilotphase“, soll eine Mehrzahl von BIM-basierten Projekten
angestoßen werden. Ab dem Jahre 2020 soll dann die breite Implementierung der BIM-
Methodik in der deutschen Bauwirtschaft folgen.17
14 BIM Task Group 2015 15 Borrmann et al. 2015 16 Borrmann et al. 2015 17 Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 11
Abbildung 4: BMVI Stufenplan18
Der Stufenplan beschreibt neben den Grundzügen der BIM-Methodik auch
Anforderungen bezüglich der digitalen Bauwerksmodelle und der notwendigen,
interdisziplinären Arbeitsweise. Zudem fixiert dieser, dass der Auftraggeber für die
Festlegungen einer BIM-basierten Projektabwicklung verantwortlich ist. Mithilfe eines
BIM-Abwicklungsplans soll der Auftraggeber notwendige Rollen, Abläufe und
Schnittstellen definieren.19
Die mit dem Stufenplan einhergehende Forderung nach der Implementierung von BIM
wird die Planungskultur verändern, denn bei BIM werden die Bauwerke
dreidimensional modelliert. Die damit verbundene Verlagerung des
Planungsaufwands wird im nachfolgenden Kapitel beleuchtet.
18 Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur 19 ebenda
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 12
2.3 Aufwandsverlagerung bei BIM
Bei der Betrachtung der Planungsphasen im BIM-Prozess wird deutlich, dass sich der
Aufwand der Ausführungsplanung auf die Phasen des Vorentwurfs und Entwurfs
verlagert. Nachstehende Abbildung verdeutlich das.
Abbildung 5: Aufwandsverlagerung und Einfluss auf Kostenentwicklung nach Patrick MacLeamy20
Durch die frühzeitige Entwicklung eines detailgetreuen Modells erhofft man sich eine
ausgereiftere und vor allem besser koordinierte Planung in den frühen
Leistungsphasen der HOAI. Die damit einhergehende Einflussmöglichkeit auf die
Gestaltung ist zudem sehr hoch und die Kosten für Änderungen können noch gut
kontrolliert werden. Das Gebäudemodell für die Bauausführung sollte bereits zum
Ende der Entwurfsplanung (LPH 4) beziehungsweise zum Anfang der
Ausführungsplanung (LPH 5) weitestgehend fixiert sein. Es soll damit zudem zu
weniger Planänderungen kurz vor der Bauausführung kommen.21
Nach den aktuellen Regelungen der HOAI 2013 wird der Mehraufwand in der
Entwurfsphase nicht im regulären Vergütungssatz betrachtet. Nach HOAI Anlage 10,
Ziffer 10.1 ist die drei- und vierdimensionale Gebäudemodellierung (BIM) als
besondere Leistung zu betrachten. Sofern diese besonderen Leistungen keine
Grundleistung darstellen, können diese nach §3 Abs. 3 HOAI vereinbart werden. Die
20 Hausknecht und Liebich 2017 21 Borrmann et. al
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 13
Honorare dafür sind aber nicht geregelt.22 Mit der Einführung des BIM-Stufenplans des
BMVI und den damit verbundenen Auswirkungen auf die zukünftige Planungskultur ist
aber durchaus über eine standardisierte Honorarberechnung oder eine Anpassung der
Vergütungssätze für sämtliche HOAI Phasen nachzudenken.
2.4 Gründe für die Einführung der BIM-Methodik
Obwohl der Planungsaufwand bei BIM zu Beginn eines Projekts höher ist, sollte die
BIM-Methodik bei Projekten jeder Größe angewendet werden, da diese viele Vorteile
für alle Projektbeteiligten nach sich zieht.23
Der wohl größte Vorteil von BIM entsteht durch die umfassenden, offen zugänglichen
und gleichzeitig abrufbaren Bauwerksinformationen. Diese tiefgreifenden Planungen
ermöglichen allen Projektbeteiligten fundierte Entscheidungsfindungen. Durch diese
gegebene Transparenz können Planungsänderungen einfacher kommuniziert werden
und hinsichtlich ihrer Auswirkung auf Qualität, Kosten und Termine untersucht
werden.24
Mit der Zusammenführung der Modelle einzelner Fachplaner werden des Weiteren
Kollisionsprüfungen ermöglicht. Mit diesen können die dreidimensionalen Modelle auf
ihre geometrische und nicht geometrische Kompatibilität überprüft werden. Die damit
verbundene, erhöhte Planungsqualität vermindert die Gefahr der Kostensteigerungen
in der späteren Bauausführung.25
Eine obendrein vorteilhafte Anwendung ist die Nutzung der Modelle für die
Ausschreibung und die Kostenberechnung. Mit BIM-basierten Modellen lassen sich
exakte Mengenermittlungen für die Kostenkalkulation sowie auch für einen
Mengenvergleich zur Feststellung von Mehr- und Mindermengen bei Änderungen
ermitteln. Neben der Kostenermittlung und Preiskalkulation ist als Beispiel auch die
Termin- und Ablaufplanung zu nennen. 26
22 Eich 2013 23 Hausknecht und Liebich 2017 24 Egger, Hausknecht, Liebich, Przybylo 25 Borrmann et al. 2015 26 Günthner und Borrmann 2011
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 14
Um die Vorteile von BIM nutzen zu können, muss jedoch die theoretische Basis der
Modelldarstellung verstanden sein. Für ein gemeinsames Verständnis werden daher
im Folgenden die Grundlagen von BIM-Modellen erläutert.
2.5 BIM-Modelle und deren Detaillierungsgrade
2.5.1 Hintergrund und theoretische Grundlagen
In den Prozessen der Planung, Errichtung und des Betriebes einer Immobilie kommen
eine Vielzahl von unterschiedlichen Softwarewerkzeugen zum Einsatz. Diese
Softwarelösungen sind für ihren jeweiligen Einsatzbereich, wie z.B. der geometrischen
Planung, der Tragwerksberechnung und des Facility Management sehr gut geeignet
und weitgehend ausgereift. Problematisch ist jedoch der Informationsaustausch
zwischen den einzelnen, proprietären Software-Anwendungen.27
Durch großes Interesse an einheitlichen Schnittstellen zwischen heterogenen CAD-
Systemen begann man in den 1970er Jahren bereits mit der Entwicklung von
Möglichkeiten des verlustfreien Informationsaustauschs. Federführend hierfür waren
vor allem das US Verteidigungsministerium und der Dachverband der deutschen
Autoindustrie.
Um die Grundidee von BIM – die durchgängige Verwendung eines umfassenden
digitalen Bauwerksmodells – in der Bauindustrie zu verwirklichen begann die
Standardisierung mit der Gründung der „International Alliance for Interoperability (IAI)“
im Jahre 1995. Ziel dieser Organisation war es, ein spezielles Datenformat für
Bauwerksmodelle zu entwickeln. Mit der Einführung der Industry Foundation Classes,
kurz IFC, wurde der Weg für ein standardisiertes, offenes Datenformat geebnet. Nach
der Publizierung der IFC-Version 1.0 im Jahre 1997 folgten Revisionen und
Erweiterungen des Modells.28
27 Borrmann et al. 2015 28 Günthner und Borrmann 2011
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 15
Nachstehende Abbildung verdeutlicht die Entwicklung des IFC-Datenformats.
Abbildung 6: Versionsverlauf des IFC-Datenformats29
Mit der Umbenennung der IAI in den griffigen Namen buildingSMART im Jahre 2005
wurden ISO-unabhängige Standards für die IFC-Modellierung getroffen.
Nach Hausknecht und Liebich wird in der praktischen Anwendung aktuell die Version
IFC 2x3 verwendet, während sich IFC 4 als nächste Generation noch in der
Entwicklung befindet. Durch diese stetigen Fortschreibungen hat sich das IFC-Format
für die Realisierung von BIM etabliert.30
Mithilfe dieser IFC-Schnittstelle wurde die Möglichkeit eines Informationsaustauschs
mit unterschiedlichen CAD-Systemen geschaffen. Zum Zweck der Kollisionsprüfungen
werden bei BIM die Modelle über das IFC-Datenformat zusammengeführt. Für diese
Überlagerung sind für die Vergleichbarkeit der Modelle jedoch Standards hinsichtlich
der Modellierung der Bauteile von Nöten. Nachfolgendes Kapitel behandelt deshalb
die sogenannten Fertigstellungs-/Ausarbeitungsgrade von BIM-Modellen.
29 Borrmann et al. 2015 30 Günthner und Borrmann 2011
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 16
2.5.2 Level of Development im Hochbau
Digitale Bauwerksmodelle bestehen aus einzelnen Modellelementen, die der digitalen
Abbildung eines realen Bauteils entsprechen. Durch die Zuordnung von
geometrischen und semantischen Informationen werden die physischen und
funktionellen Eigenschaften eines Bauteils festgesetzt.
Zu den geometrischen Informationen zählen neben den Parametern Länge, Breite und
Höhe auch Auswertungsinformationen wie Grundfläche, Volumen, Oberfläche und
Umfang. Semantische Informationen hingegen sind beispielsweise Material,
Bauteilklassifikationen oder Herstellerangaben. Wie bei herkömmlichen
zweidimensionalen Plänen, steigt die Informationstiefe des Modells mit
fortschreitendem Projektverlauf.31
Die Modellelemente, aus denen sich das Gebäudemodell bildet, werden in
Abhängigkeit der Projektphase mit unterschiedlichen Fertigstellungsgraden
dargestellt. In Deutschland gibt es aktuell weder eine verbindliche Festlegung noch
einen allgemein anerkannten Standard für den Fertigstellungsgrad der BIM-Modelle.
Durch die Veröffentlichung des BIM Forums wurden auf internationaler Ebene bereits
Spezifikationen verabschiedet. Inhaltlich stellen diese sogenannten Level of
Development (LoD) Mindestanforderungen an die Darstellung der Modelle in
Abhängigkeit der Planungsphase dar.32 Dabei sind die Level of Development in 6
Stufen aufgeteilt.
31 Hausknecht und Liebich 2017 32 buildingSMART - BIM Forum
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 17
Nachstehende Tabelle veranschaulicht die Stufen des Level of Development.
Level of Development Beschreibung
LoD 100 Das Modellelement wird graphisch innerhalb des Modells mit einem Symbol oder einer anderen allgemeinen Abbildung dargestellt, aber es entspricht noch
nicht den Anforderungen von LoD 200. Information zu dem Modellelement, wie
beispielsweise Kosten pro Fläche kann von anderen Modellelementen bezogen
werden.
LoD 200 Das Modellelement ist graphisch innerhalb des Modells als allgemeines System,
Objekt oder Baugruppe mit ungefährer Menge, Abmessung, Form, Lage und
Orientierung vorhanden. Modellelemente dieser Kategorie stellen entweder Volumenkörper als Platzhalter dar oder sind bereits als die Bauteile erkennbar.
Einfache semantische Informationen können enthalten sein.
LoD 300 Das Modellelement ist graphisch innerhalb des Modells als System, Objekt oder Baugruppe mit exakter Menge, Abmessung, Form, Lage und Orientierung
vorhanden, die direkt aus dem Modell ermittelt werden können. Semantische
Informationen können enthalten sein.
LoD 350 Das Modellelement ist graphisch innerhalb des Modells als System, Objekt oder
Baugruppe mit exakter Menge, Abmessung, Form, Lage und Orientierung vorhanden und fungiert als Schnittstelle zu anderen Gebäudesystemen oder
Bauteilen. Semantische Informationen können wie auch bei LoD 300 enthalten
sein.
LoD 400 Das Modellelement wird im Modell grafisch als ein System, Objekt oder eine Baugruppe mit exakter Menge, spezifischer Größe, Lage und Orientierung und
spezifischen Mengen dargestellt und ist mit Informationen zur Detaillierung, zur
Herstellung, zum Aufbau und zur Installation versehen. Nicht-grafische
Informationen können dem Modellelement ebenfalls hinzugefügt werden.
LoD 500 Das Modellelement entspricht bezüglich Größe, Aussehen, Lage, Menge und Orientierung dem eingebauten Zustand (As-Built). Semantische Informationen
können dem Modellelement ebenfalls hinzugefügt werden.
Tabelle 1: Definition des Level of Development 33
Neben diesen Festlegungen schreibt das BIM Forum zudem Spezifikationen des Level
of Development für Bauteile stetig fort und fördert so die Standardisierung der BIM-
Modellierung. Mit der Veröffentlichung im Jahre 2016 wurde beispielsweise eine LoD
33 AIA 2013a
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 18
Definition für T-Träger aus Stahlbeton verabschiedet. Nachstehende Abbildung
veranschaulicht die in Tabelle 1 definierten Level of Development am Beispiel eines
invertierten T-Trägers aus Stahlbeton.
LoD 100 LoD 200 LoD 300 LoD 350 LoD 400
Abbildung 7: Schematische Darstellung des Level of Development34
LoD 100: Der Träger wird in Form eines allgemeinen Symbols dargestellt.
LoD 200: Der Träger wird typgerecht als Stahlbetonbauteil mit ungefährer
Geometrie dargestellt.
LoD 300: Der Träger wird mit exakter Menge, Abmessung, Form, Lage und
Orientierung dargestellt. Semantische Informationen wie Betongüte und
Expositionsklasse können enthalten sein.
LoD 350: Zusätzlich werden Verbindungen innerhalb und zu anderen Bauteilen,
Anker, Vorspannglieder und weitere Komponenten wie Dehnungsfugen
hinzugefügt.
LoD 400: Sämtliche Bewehrung inklusive der Vorspannglieder und Fasern und
Kehlen werden detailliert modelliert. 35
LoD 500: Das Level of Development 500 entspricht einer überprüften
Repräsentation des realen Bauteils und wird deshalb in Abbildung 7 nicht
gezeigt.
Betrachtet man das Level of Development eines gesamten Gebäudemodells, so bildet
sich dieses aus dem Level of Development der darin enthaltenen Bauteile. Hierbei ist
zu beachten, dass die einzelnen Modellelemente innerhalb des Modells verschiedene
34 buildingSMART - BIM Forum 35 ebenda
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 19
Level of Development aufweisen können. Beispielsweise können in einem LoD 300
Modell Bauteile mit dem LoD 200 oder LoD 400 verwendet werden.36
Neben den geforderten Mindestanforderungen der modellierten Bauteile können aus
dem Dokument G202 des „American Institute of Architects“ (AIA) die sogenannten
„Authorized Uses“ entnommen werden. Diese bestimmen für jedes Level of
Development verschiedene Verwendungsmöglichkeiten des Modells hinsichtlich
Analysen, Kostenkalkulation, Terminplanung und Koordination.37
Die nachstehende Auflistung soll die „Authorized Uses“ verdeutlichen.
Authorized Uses LoD 100 LoD 200 LoD 300
Kostenkalkulation Kostenschätzung
basierend auf aktuellen
Flächen und Volumen
oder konzeptionellen
Schätzungen (z.B.
Kosten pro Bruttogrundflächen und-
volumina, Wohneinheit,
Krankenhausbett)
Kostenberechnung
basierend auf
allgemeinen Elementen
oder Aufbauten
Kostenberechnung
basierend auf
Modellelementen, mit
denen eine Gewerke-
Ausschreibung möglich
ist
Terminplanung Festlegung der
Projektphasen und der
Projektdauer
Verwendung der
allgemeinen
Modellelemente für die
Zeitplanung der
Hauptaktivitäten
Verwendung der
Modellelemente für die
Ableitung von
geordneten,
zeitgesteuerten Abläufen
Koordination Für LoD 100 nicht vorhanden
Verwendung der Modelle für grobe
Koordination der
Gewerke
Verwendung der Modellelemente für
generelle Koordination
bezogen auf andere
Modellelemente
hinsichtlich ihrer Größe
und Lage
Tabelle 2: Authorized Uses von LoD 100, LoD 200 und LoD 300 in Anlehnung an die Festlegungen des AIA38
36 AIA 2013b 37 AIA 2013a 38 AIA 2013a
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 20
Zu späterem Zeitpunkt werden in dieser Thesis unter Berücksichtigung dieser
„Authorized Uses“ dem Level of Development entsprechende Kostenermittlungen
durchgeführt.
2.5.3 Level of Geometry und Level of Information
Da sich das Level of Development (LoD) eines Modellelements durch die Festlegung der geometrischen Parameter und der nicht-geometrischen Informationen bestimmt,
müssen diese getrennt betrachtet werden. In der Literatur finden sich hierfür zwei
Begriffe. Das Level of Geometry (LoG) beschreibt die Informationstiefe hinsichtlich der
geometrischen Ausprägung, wobei das Level of Information (LoI) die Tiefe der
semantischen Informationen darstellt. Wird ein BIM-Modell beispielsweise für
energetische Analysen oder Kostenberechnungen verwendet, muss es nicht nur aus
akkurat modellierten Bauelementen bestehen, den einzelnen Elementen müssen auch
ihre Eigenschaften zugewiesen werden. Dabei soll jedoch nicht die maximale
alphanumerische Informationstiefe gewählt werden, vielmehr soll die Informationstiefe
dem jeweiligen LoD bzw. Planungsstand gerecht werden.40 Das bedeutet, dass
wirklich nur Informationen gewählt werden sollten, die im jeweiligen Modell-
Ausarbeitungsgrad für Entscheidungsfindungen oder Kostenermittlungen benötigt
werden. Bei frühem Planungsstand ist es demnach nicht sinnvoll, ein Fassadenfabrikat
oder eine Betongüte anzugeben. Aus diesem Grund ist die Definition der
Informationstiefe schwieriger als die Stufeneinteilung der geometrischen Modellierung.
Für jedes Projekt sollte daher die gewünschte Informationstiefe mit dem Auftraggeber
vor Projektbeginn vereinbart werden.41 Kapitel 4 dieser Arbeit beschäftigt sich aus
diesem Grund mit der Erstellung eines LoD-Konzepts.
Die durchdachte Verknüpfung des Level of Geometry und des Level of Information
stellt das beschriebene Level of Development dar.42
Zusammenfassend ergibt sich folgende Formel:43
LoD = LoG + LoI
40 Hausknecht und Liebich 2017 41 Hausknecht und Liebich 2017 42 buildingSMART - BIM Forum 43 Hausknecht und Liebich 2017
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 21
Eine Standardisierung des Level of Development wird daher dringend empfohlen, da
sie eine äußert wichtige Kommunikationsgrundlage für den Bauherrn, die
Planungsteams darstellt und als Informationsbasis der Kostenkalkulation fungiert.44
Um die Festlegungen der Level of Development im Projekt zu verankern und die
Qualität der Modellierung zu sichern, müssen im BIM-Prozess neue
Verantwortlichkeiten definiert werden. Die Zuweisung neuer Projektrollen wird im
nachfolgenden Kapitel abgebildet.
2.6 Zuweisung von neuen Rollen im BIM-Prozess
Die Einführung der BIM-Methodik in einem Unternehmen fordert die projektbeteiligten Personen auf, neue Rollen einzunehmen. Der Ansatz der integralen Planungsweise
verlangt eine neue Definition von Verantwortlichkeiten.
Nachstehende Abbildung zeigt die in drei Stufen gegliederte Rollenverteilung. Dabei
sind die Interaktionen der Projektbeteiligten durch die Verbindungspfeile
gekennzeichnet.
Abbildung 8: BIM-Projektorganigramm der Rollenverteilung45
Die oberste Ebene stellt der Bauherr und sein Informationsmanager dar, die die
Anforderungen, wie beispielsweise ein LoD-Konzept, an die zweite Ebene – die
Projektmanagement Ebene – weitergeben. Diese Managementebene fixiert diese
44 Hausknecht und Liebich 2017 45 Liebsch et al.
Bauherr Informationsmanager
BIM ManagerProjektmanager
Fachplaner BIM Koordinator
BIM Gesamtkoordinator
AGM
anag
emen
tPl
aner
Anforderung
Realierung
Definition
Ausführende Firmen
Firm
en
Objektplaner BIM Koordinator
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 22
Anforderungen und definiert daraus zu erreichende Ziele für den BIM-Prozess der
Objekterstellung. Der BIM-Gesamtkoordinator verwaltet und koordiniert die
Gestaltungsplanung und gibt sämtliche Informationen an die BIM-Koordinatoren der
Objekt- und Fachplaner weiter. Nach dem Abschluss der Planung werden Firmen für
die Ausführung beauftragt.
Im Folgenden werden die unterschiedlichen Rollen hinsichtlich ihrer Aufgabe innerhalb
des BIM-Prozess erläutert.
Informationsmanager
Der Informationsmanager definiert die Anforderungen des Bauherrn hinsichtlich der
digitalen Projektabwicklung, wie z.B. die Zielabsicht einer BIM-Abwicklung. Sind diese
Ziele gesetzt, kontrolliert und steuert er diese.46
Als Schnittstelle zwischen Bauherrn und BIM-Manager überwacht der
Informationsmanager den gesamten BIM-Prozess und stimmt mit dem BIM-Manager
die Detailtiefe der erstellten Modelle in Form eines LoD-Konzeptes ab.
Da der Bauherr in Bezug auf LoD Festlegungen zumeist nicht fachlich integriert ist,
macht es Sinn, als Dienstleister der Projektrealisierung, die Regeln und Standards der
LoD-Modellstufen weitgehend vorab zu definieren und dann bei Bedarf dem Bauherrn
zu präsentieren.
BIM-Manager
Analog zur traditionell koordinierenden Funktionsstelle auf Planungs- und
Bauausführungsebene (Planungskoordinator, Projektsteuerer) leitet der BIM-Manager
die explizite Koordination auf informationstechnischer Ebene. Die Aufgabe ist durch
die Vielzahl der Projektbeteiligten mit ihren etablierten und sehr differierenden
Arbeitsweisen, deren unterschiedlichen Softwares und deren eigene Fachmodelle als
sehr komplex einzustufen.47
46 Jantzen et al.; Jantzen et al. 47 Borrmann et al. 2015
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 23
Abbildung 9: BIM-Manager als Koordinator aller Projektbeteiligten48
Zudem besteht die Aufgabe des BIM-Managers darin, das mit dem
Informationsmanager entwickelte LoD-Konzept umzusetzen. Hierfür erstellt dieser
einen Projektabwicklungsplan, in welchem er die Standards des LoD-Konzeptes
festsetzt. Hinzu kommen die projektspezifischen Meilensteine in Absprache mit dem
Informationsmanager.49
Ferner fungiert der BIM-Manager als Ansprechpartner zwischen dem BIM-
Gesamtkoordinator und dem Informationsmanager.
BIM-Gesamtkoordinator
Durch den BIM-Gesamtkoordinator werden die Inhalte der digitalen Projektabwicklung
an den BIM-Koordinator weitergegeben. Zudem überwacht dieser die Standards und
die Qualität der generierten Informationen im Gebäudemodell. Werden nach oder
während einer Projektphase die Fachmodelle in ein gesamtes Gebäudemodell
eingepflegt, koordiniert er dies und führt die Kollisionsprüfungen durch.50
48 HOCHTIEF ViCon GmbH 2011 49 Jantzen et al. 50 Jantzen et al.
2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 24
BIM-Koordinator
Der BIM-Koordinator setzt die Festlegungen der digitalen Projektabwicklung in den
jeweiligen Abteilungen um und koordiniert diese. Zudem überwacht er die Einhaltung
der geforderten Standards und unterstützt die Mitarbeiter hinsichtlich der
modellbasierten Zusammenarbeit. Da dieser auch die internen IT-Anforderungen
koordiniert, sind Kenntnisse der BIM-gerechten Modellierung nötig. Der IFC-Inhalt
muss begriffen werden und zudem muss die Wichtigkeit der konsequenten und
durchgängigen Erstellung von Modellen verstanden sein.51
Bei der Durchführung des BIM-Pilotprojektes „.................“ hat sich herauskristallisiert,
dass weitere BIM-Projektbeteiligte benötigt werden. Die obige Darstellung wird dabei
im weiteren Verlauf der Arbeit ergänzt.
Mit der Darlegung der neuen Rollen im BIM-Prozess wird das Grundlagenkapitel
dieser Thesis abgeschlossen. Die darin enthalten Informationen bilden die Basis für
die nachfolgenden Kapitel.
51 Jantzen et al.
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
25
Kapitel 3 beschäftigt sich mit der Prozessbetrachtung der Projektabwicklung vor und
nach der Implementierung von BIM im mittelständischen Unternehmen
„Hinterschwepfinger“. Zunächst wird die Unternehmensstruktur und das zugehörige
HP3-Projektabwicklungsmodell beleuchtet, um eine Basis für die Prozessbetrachtung
zu erhalten.
Darauffolgend wird die BIM-basierte HP3-Prozesskette entwickelt. Hierfür wird
zunächst festgelegt, welche Teile der Planung, zu welcher Projektphase, von wem,
wofür und wie übergeben werden müssen.
3.1 Unternehmensstruktur
Für ein besseres Verständnis hinsichtlich der Prozessbetrachtung wird zunächst die
Struktur des mittelständischen Unternehmens dargelegt. Folgende Abbildung
verdeutlicht, dass die Hinterschwepfinger Besitz GmbH & Co.KG als Holding für alle
Tochterfirmen fungiert. Jede Tochterfirma ist auf ein Fachgebiet spezialisiert.
Abbildung 10: Unternehmensstruktur52
52 Hinterschwepfinger Projekt GmbH
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
26
Nachstehende Auflistung beschreibt stichpunktartig die Fachabteilungen und das
Leistungsbild:
Hinterschwepfinger Projekt GmbH:
Abwicklung, -steuerung und -realisierung der Projekte von HOAI
Leistungsphase 1 – 9. Das Betreiben des Objektes nach Fertigstellung ist nicht
Inhalt.
Kompetenzzentrum für Fabrik- und Standortplanung GmbH:
Standortplanung, Fabrikplanung mit Produktions- und Logistikoptimierung
(Wertstromanalyse, Flächenbedarfsermittlung, Werkstrukturplanung, etc.)
Hinterschwepfinger Architektur GmbH:
Dreidimensionale Generalplanung der Architektur über HOAI Leistungsphasen
1-5.
HSB Ingenieure GmbH:
Tragwerksplanung und Brandschutzkonzepte
Hinterschwepfinger Energie GmbH:
Versorgungstechnik und TGA-Planung
Hinterschwepfinger GmbH:
Schlüsselfertige Realisierung der Bauprojekte
Ziel der Unternehmensführung ist es, Projekte ab HOAI Leistungsphase 1 bis hin zu
Leistungsphase 9 komplett zu realisieren. So können die Synergien der Abteilungen
genutzt werden, um dem Bauherrn Effizienz und Qualitätsmanagement aus einer
Hand zu garantieren. Die Hinterschwepfinger Projekt GmbH hat hierfür das HP3-
Stufenmodell entwickelt, mit der die gewerkeübergreifenden Synergien aller
Abteilungen unter einem Dach optimal genutzt werden. Zusätzlich fördert die
Konsolidierung des Fachwissens aller Abteilungen eine schnellere und genauere
Bearbeitung eines Planungs- und Bauvorhabens.
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
27
3.2 Prozesskettenanalyse der HP3-Methode vor der Implementierung der BIM-Methodik
Im Folgenden wird die Projektabwicklung mit dem HP3-Stufenmodell vorgestellt,
welche im späteren Verlauf der Arbeit ein weiteres Mal, jedoch hinsichtlich einer BIM-
orientierten Sicht, beleuchtet wird.
3.2.1 Projektabwicklung mit dem HP3-Stufenmodell
Das HP3-Stufenmodell kann als Totalunternehmermodell gesehen werden und basiert
auf einer ganzheitlichen Methodik, die alle Leistungsphasen der HOAI und zugleich
die gesamte Bauausführung umfasst. Das Modell wurde für Baumaßnahmen des
Industrie- und Gewerbebaus entwickelt. Dabei gewährleisten die Synergien der
Abteilungen eine frühzeitige Kostensicherheit, einen fixen Produktionsstart. Den
wichtigsten Mehrwert des HP3-Stufenmodells stellt jedoch eine durchgängige
Projektbetreuung über den gesamten Erstellungszeitraum, also von der
Grundlagenermittlung bis hin zur Schlüsselübergabe, dar. Nachstehende Abbildung
stellt schematisch den Verlauf einer HOAI und einer HP3-Projektabwicklung
gegenüber.
Abbildung 11: Vergleich Einzelvergaben und HP3-Stufenmodell53
53 Hinterschwepfinger Projekt GmbH
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
28
Das HP3-Stufenmodell ist in drei Stufen gegliedert, wobei alle Stufen miteinander oder
jede Stufe für sich beauftragt werden kann. Die Regel ist, dass zuerst Stufe 1 (HP1)
beauftragt wird. Mit der Realisierungsentscheidung des Bauherrn werden
anschließend Verträge über Stufe 2 (HP2) und Stufe 3 (HP3) geschlossen.
Im Vergleich zur HOAI 2013 enthält Stufe 1 dabei die Grundlagenermittlungen (LPH 1)
zum Projekt. Stufe 2 fasst den Vorentwurf (LPH 2), den Entwurf (LPH 3) und die
Genehmigungsplanung (LPH 4) zusammen. Stufe 3 bildet mit der
Ausführungsplanung (LPH 5), der Ausschreibung und Vergabe (LPH 6 + 7), der
Bauausführung (LPH 8) und der Dokumentation (LPH 9) den Abschluss des Modells.
Die Stufen der HOAI und des HP3-Modells werden in der nachstehenden Abbildung
gegenübergestellt und darauffolgend erklärt.
STUFE 1: Das Standortkonzept als solides Fundament für alle Planungsleistungen.
Nach einer, in Zusammenarbeit mit dem Bauherrn, erstellten Bedarfsermittlung folgt
eine Standortanalyse und eine Bewertung der Entwicklungsmöglichkeiten. Diese
Erkenntnisse werden genutzt, um eine Standortkonzeption unter Berücksichtigung der
Material-, Personal-, Prozess- und Produktionsströme in einer Produktionsumgebung
zu entwickeln. Die Ergebnisse werden in einem Masterplan zusammengefasst.
Zudem wird eine überschlägige Investitionskostenermittlung auf Basis der Nutz- und
Grundflächen als solide Entscheidungs- und Finanzierungsgrundlage für den
Bauherrn durchgeführt.
Die Standortplanung in Stufe 1 ist demnach mit der Vorplanung auf Bauherrenseite zu
vergleichen. Die damit verbundene Akquise findet bei der Verwendung des HP3-
Modells deshalb schon vor Phase HP1 statt.
Auf Basis dieser Vorplanungen und der Investkostenschätzung folgt die
Realisierungsentscheidung des Bauherrn, die Phase HP1 beschließt. Mit einem
Vertrag über Stufe HP2 wird der Vorentwurf, der Entwurf und die
Genehmigungsplanung beauftragt.
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
29
STUFE 2: Die vernetzte Planung aller Gewerke mit fundierter Fixkostenberechnung.
In Stufe zwei, entsprechend der HOAI Leistungsphase 1-4, werden nach der
Realisierungsentscheidung des Bauherrn die kompletten Planungen vom Vorentwurf
bis hin zur Genehmigungseingabe angefertigt. Diese enthalten die Architekturplanung,
die Tragwerksplanung, das Brandschutz- und wasserrechtliche Gutachten, die TGA-
Planungen mit Energiekonzept, eine wasserrechtliche Genehmigung und die
Außenanlagenplanung.
Zusätzlich zu den LPH 1-4 werden bereits Teile der Ausführungsplanung (Vorstufe
Ausführungsplanung), die gesamte Mengenermittlung und hieraus eine detaillierte
Kalkulation erstellt.
Den Abschluss der Stufe zwei bildet die klassische Angebotskalkulation.
Bei der Beauftragung für Phase HP3 können Verträge je nach Vertrags- und
Preisbildungsmodell mit Pauschalpreisen, garantierten Maximalpreisen bzw. Verträge
mit Open Book Modellen angeboten werden.
STUFE 3: Das gewerkeübergreifende Projektmanagement und die termin- und kostensichere Ausführung aller Baumaßnahmen.
In Stufe drei, die mit den HOAI-Leistungsphasen 5-9 verglichen werden kann, wird
neben der Ausführungsplanung, Werk- und Detailplanung, Ausschreibung und
Vergabe der Nachunternehmerleistungen auch die Bauleitung, die Qualitätskontrolle
und Dokumentation und mithilfe der angegliederten Baufirma auch die gesamte
Bauausführung abgewickelt.
Der wohl größte Unterschied zur HOAI besteht darin, dass beim HP3-Stufenmodell die
Kosten für die Bauausführung bereits nach der Genehmigungsplanung berechnet und
fixiert werden. Im klassischen HOAI Projektverlauf beginnt die Angebotserstellung erst
nach der Ausführungsplanung. Die Diskrepanz im Ausarbeitungsgrad der
unterschiedlichen Planungsstände wird dadurch ausgeglichen, dass bei
Hinterschwepfinger die Genehmigungsplanung bereits sehr detailliert ausgearbeitet
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
30
wird. Die Genauigkeiten der unterschiedlichen Kostenermittlungen bei HOAI und HP3
werden im nächsten Kapitel gegenübergestellt.
3.2.2 Gegenüberstellung der Stufen der Kostenermittlung nach DIN 276 und HP3-Stufenmodell
Mit fortschreitendem Projektverlauf werden die Kosten aufgrund der Konkretisierung
der Planung weiterentwickelt und geschärft. Dieses Kapitel soll darstellen, inwieweit
sich die Genauigkeiten der Kostenermittlungen im Projektverlauf nach der DIN 276
und nach dem HP3-Stufenmodell unterscheiden.
Die DIN 276 betrachtet fünf Stufen der Kostenermittlung. Dabei ist jede Stufe einer
bestimmten Projektphase zugeordnet. Nachfolgende Auflistung führt die Inhalte und
Grundlagen der Kostenermittlung nach DIN 276 auf. In Verbindung mit der
nebenstehenden Abbildung wird die Unschärfe der jeweiligen Kostenermittlung
dargestellt.
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
31
Kostenermittlungen nach DIN 276:
Kostenrahmen (nach HOAI LPH 1)
• auf Grundlage der Grundlagenermittlung
• basiert auf Bedarfsangaben (z.B. Nutzeinheiten mit
Flächen)
• Vorgabe für Kostenschätzung
Kostenschätzung (nach HOAI LPH 2)
• auf Grundlage der Vorplanung
• basiert auf Flächen und Rauminhalten • Entscheidungsgrundlage für Weiterführung des Projekts
Kostenberechnung (nach HOAI LPH 3)
• auf Grundlage der Entwurfsplanung
• genauere Kostenermittlung
• basiert auf bauteilbezogener Mengenermittlung
Kostenanschlag (nach HOAI LPH 6)
• auf Grundlage der Ausführungsplanung
• basiert auf endgültiger bauteilbezogener Mengenermittlung
• kaufmännische Vorkalkulation für Vergabe an Ausführende
Kostenfeststellung (nach HOAI LPH 9)
• auf Grundlage der Schlussrechnungen
• erfasst tatsächlich entstandene Kosten
• Verwendung für Kostenkennwerte
Abbildung 12: Genauigkeit
der Kostenermittlung nach
DIN 276 (eigene
Darstellung in Anlehnung
an (Kochendörfer et al.
2010)
± 0
± 40%
± 30%
± 20%
± 10%
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
32
Kostenermittlungen im HP3-Stufenmodell:
Da Hinterschwepfinger mit dem HP3-Stufenmodell nicht für die öffentliche Hand plant
und baut, sind nicht nach jeder HOAI Phase Kostenermittlungen zu liefern. Im
Vergleich zur DIN 276 beschränkt sich die Kostenermittlung im HP3-Projektverlauf auf
die Investkostenschätzung nach Phase HP1 und die Fixostenberechnung/
Angebotskalkulation nach Phase HP2.
Investkostenschätzung (nach Phase HP1)
Die Investkostenschätzung, welche bei Abschluss der Phase HP1 vorliegt, ist in ihrer
Ermittlungsmethodik mit der HOAI Kostenschätzung zu vergleichen.54 Die
Investkostenschätzung wird bereits vor Beginn der HOAI LPH 1 erstellt wird,
wohingegen die Kostenschätzung nach DIN 276 erst nach HOAI LPH 2 verlangt ist.
Der Hintergrund für diese frühe Art der Kostenermittlung war, dass vor jedweder
gestalterischen Planung bereits ungefähre eine Projektsumme für den Bauherrn
bereitgestellt werden kann.
Diese Kosten beruhen auf dem ermittelten Flächenbedarf aus der Masterplanung
durch die angegliederte Standortentwicklungsabteilung der Firma Hinterschwepfinger.
Die benötigten Flächen werden mit Kostenkennzahlen multipliziert und ergeben unter
Berücksichtigung von zusätzlichen Leistungen – z.B. Abbrucharbeiten, Außenanlagen
oder besonderen Bauherrnwünschen – eine Investitionssumme. Mit der Erfahrung und
der Bündelung der Planungsabteilungen im Unternehmen lässt sich so bei der
Investkostenschätzung eine Kostengenauigkeit von ±25%55 zu einem sehr frühen
Planungsstand erreichen.
Fixkostenberechnung/ Angebotskalkulation (nach Phase HP2)
Im Projektverlauf der HOAI erstellt der Planer im Zuge der Ausschreibung (LPH 6)
einen Kostenanschlag für den Bauherrn und fixiert so das Vergabeziel der
Bauleistungen. Nach Eingang der Angebote werden diese in LPH 7 ausgewertet und
54 Hinterschwepfinger Projekt GmbH 55 Hinterschwepfinger Projekt GmbH, ermittelt aus fünf abgeschlossenen Projekten
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
33
auf das Vergabeziel hin überprüft. So wird eine Kostengenauigkeit von ±10%
erreicht.56
Wie bei der Investkostenschätzung wird der Unterschied zwischen der
Fixkostenberechnung nach HP2 und dem Kostenanschlag nach HOAI LPH 6 am
Erstellungszeitpunkt deutlich. Die Phase HP2 endet mit Genehmigungsplanung, also
HOAI LPH 4. Für die Fixkostenberechnung zu diesem Planungsstand wird der
ungewöhnlich hohe Ausarbeitungsgrad der Genehmigungsplanung genutzt.
Bei der Kalkulation der gesamten Bauleistung wird unter Zuhilfenahme von
Partnerfirmen von Fremdgewerken eine Kostengenauigkeit von ±5%57 erreicht.
Mit dieser Kostenschärfe ist es laut der Geschäftsführung der Hinterschwepfinger
Projekt GmbH möglich, die Angebotskalkulation für die Bauleistungen bereits mit
Abschluss der HP2 Phase bzw. der Genehmigungsplanung zu erstellen.
Nachstehende Abbildung stellt die Kostengenauigkeiten der einzelnen Projektphasen
gegenüber.
Abbildung 13: Kostengenauigkeiten bei HOAI und HP3- Projekten
Es wird deutlich, dass Kostenermittlungen nur zu Abschluss der Phase HP1 und HP2
stattfinden. In der konventionellen HP3-Projektabwicklung wird im Laufe der Phase
HP2 die Investkostenschätzung mit der Weiterentwicklung der Planung
fortgeschrieben und geschärft. Diese referenziert sich aber lediglich auf die genannten
Flächen und Rauminhalte und wird bei einer Planungsänderung angepasst, wodurch
sich die Kostengenauigkeit nur geringfügig verbessert. Die genaue, bauteilbezogene
56 Kochendörfer et al. 2010 57 Hinterschwepfinger Projekt GmbH, ermittelt aus fünf abgeschlossenen Projekten
HP 1 Standort-entwicklung
LPH 1
HP2 Gesamtplanungen
LPH 2 LPH 3 LPH 4 LPH 5 LPH 6 LPH 7 LPH 8 LPH 9
HP3 Ausführung, Gewährleistung, Haftung
±25%
±40% ±30% ±20% ±10% ±0
±5%
VorplanungBauherr
±0
HP3 - Stufenmodell
HOAI Projektabwicklung mit Einzelvergaben
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
34
Kostenberechnung findet aufgrund des hohen Aufwands erst zu Abschluss der
Genehmigungsphase statt.
Mit der Einführung der BIM-Methodik im Unternehmen wird in Kapitel 5 die Möglichkeit
einer bauteilbezogenen Kostenberechnung nach HOAI LPH 3 untersucht, sodass die
Ungenauigkeit der fortgeschriebenen, flächenbezogenen Investkostenschätzung
umgangen wird. Mit dieser Kostenberechnung wird somit das Ziel verfolgt, auch
während der Phase HP2 eine aussagekräftige Kostenentwicklung schneller
voraussagen zu können.
3.2.3 Graphische Darstellung der Prozesskette vor der Implementierung der BIM-Methodik
Im Rahmen der Vorstellung des HP3-Modells wurde bereits dessen Projektverlauf
schematisch dargestellt. Für die Entwicklung einer BIM-basierten HP3-Prozesskette
müssen die Prozesse jedoch auf die jeweiligen Abteilungen aufgeteilt werden, um die
Interkationen kenntlich zu machen. Zur Schaffung einer Basis für den BIM-gestützten
Projektverlauf wurden in Zusammenarbeit mit der Geschäftsleitung die Prozesse eines
HP3-Projektablaufes vor der Implementierung der BIM-Methodik dargestellt. Das
zugehörige Flussdiagramm findet sich in Anhang B. Neben der konventionellen HP3-
Abwicklung zeigt Anhang B zudem die BIM-basierte Version. Beabsichtigt ist eine
bessere Vergleichbarkeit beider Projektabläufe zum späteren Verlauf dieser Thesis.
Die vertikale Achse bildet die Planungsabteilungen und das angegliederte
Bauunternehmen ab. Auf der horizontalen Achse befinden sich die Prozesse, die durch
die Abteilungen bearbeitet werden. Die Prozesse sind mit Pfeilen verbunden, welche
die zeitlichen und kausalen Abhängigkeiten kennzeichnen. Beispielsweise muss die
Genehmigungsplanung größtenteils abgeschlossen sein, um mit der
Kostenberechnung und der Angebotskalkulation beginnen zu können. Die Länge der
Prozessbalken repräsentiert die Bearbeitungszeit schematisch. Betrachtet man den
Projektablauf wird demnach für die Entwurfsplanung in der Regel mehr Zeit benötigt
als beispielsweise für die Masterplanung. Der Projektablauf ähnelt dem
charakteristischen HOAI Projektverlauf, jedoch mit dem signifikanten Unterschied im
Zeitpunkt der Kosten- und Terminsicherheit aufgrund der Erfahrung und der Synergien
im Unternehmen. Des Weiteren wurden die Meilensteine der Kostenschätzung, der
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
35
Kosten- und Terminsicherheit und des Baubeginns in die Prozessbetrachtung
integriert.
Zwischen den Abteilungen werden planungsrelevante Themen in wöchentlichen
Planersitzungen abgestimmt. Für die detailgetreue Darstellung einer kontinuierlichen
Abstimmung in diesen internen Jour-Fixen sollte die Prozessbetrachtung aus
Anhang B wie in nachstehender Abbildung dargestellt sein. Bei der Betrachtung des
Gesamtprozesses wurde allerdings aus Gründen der Übersichtlichkeit darauf
verzichtet.
Abbildung 14: Informationsfluss bei Planungsabteilungen
Auch mit der Implementierung der BIM-Methodik im Unternehmen werden diese
internen Jour-Fixe weiterhin durchgeführt, denn im Vergleich zur modellbasierten
Kommunikation ist ein Austausch von wichtigen Informationen an einem Tisch nach
Meinung des Autors sehr viel effizienter. Zudem sind reguläre Jour-Fixe durch die
Zusammenfassung aller Abteilungen in einem Haus leicht zu realisieren.
3.2.4 Anforderungen an das Unternehmen im HP3-Projektverlauf
Wie dargestellt, finden die Kostenermittlungen im HP3-Verlauf früher als bei der HOAI
statt. Um die Genauigkeit der Kostenermittlung dennoch zu garantieren ist eine exakte
Mengenermittlung von höchster Bedeutung. Vor der Implementierung der BIM-
Methodik basierten die Mengenermittlungen für die Kostenberechnung auf
zweidimensionalen Plandarstellungen. Dabei entnahmen die Kalkulatoren
beispielsweise die Volumina und die Flächen der Bauteile händisch aus dem
ausgedruckten Plan. Die Vorteile der integrierten Planung wurden nicht genutzt,
Architektur
HLS+ELT
Statik
Brandschutz
detaillierter Entwurf
Entwurf
Vorstatik
Brandschutzkonzept
internesPlaner-Jour-Fix
detaillierter Entwurf
Entwurf
Vorstatik
Brandschutzkonzept
internesPlaner-Jour-Fix
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
36
demnach ist es schlüssig, dass hierdurch ein sehr hoher Aufwand, eine gewisse
Mengenermittlungsunsicherheit und Fehler resultierten. Durch diese Diskrepanzen
entstehen im schlechtesten Fall Verluste für das Unternehmen.
Im Folgenden wird auf die Art der Vergütungsgestaltung eingegangen, um die
Wichtigkeit einer exakten Mengenermittlung zu begründen.
Für das Angebot beim HP3-Stufenmodell wird fast ausschließlich ein Guaranteed
Maximum Price (GMP) Preismodell nach dem „Open Book“ Abrechnungsverfahren
gewählt. Der GMP bildet sich dabei aus Herstellungskosten, den Zuschlägen und den
Kosten für etwaige Risiken des Auftragnehmers und wird bei Vertragsschluss
festgelegt.
Die Grundidee des HP3-Stufenmodells und des GMP-Vertrags besteht darin, ein
Objekt in kooperativer Form zu planen, auszuführen und durch Optimierungen in der
Planungs- und Ausführungsphase den Guaranteed Maximum Price zu unterschreiten.
Werden dabei Kosten eingespart, teilen Auftraggeber und Auftragnehmer diese nach
einem im Vertrag geregelten Prozentsatz auf. Wird der garantierte Preis allerdings
überschritten, ohne dass Bausolländerungen auftreten, so hat der Auftragnehmer die
Mehrkosten zu tragen. 59 Die dabei einhergehende Risikoverlagerung muss dem
Auftragnehmer bewusst sein, jedoch macht diese die Zusammenarbeit für den
Auftraggeber wiederum attraktiver.
Wie beim GMP erfolgt die Abrechnung der Kosten bei HP3 nach dem Prinzip des
„Open Book Modell“. Beim Open Book Modell hat der Auftraggeber Einsicht in die
Abrechnungen des Auftragnehmers. Die so erreichte Transparenz fördert das
Vertrauen und die Zusammenarbeit.60
Der Unterschied des HP3-Vertrags zum klassischen GMP-Vertrag besteht darin, dass
alle Leistungen des Bauwerks exklusive der Stahlbetonarbeiten nach dem GMP-
Vertrag mit Open Book Verfahren abgerechnet werden. Da die Stahlbetonarbeiten im
Leistungsspektrum der angegliederten Baufirma liegen und hierfür sehr genaue
Kostenkennwerte vorhanden sind, wird für das Gewerk der Stahlbetonarbeit ein
Pauschalpreisvertrag gewählt. Grundsätzlich hebt sich der Pauschalvertrag vom GMP-
59 Zimmermann 60 ebenda
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
37
Vertrag wiederum durch das Mengenermittlungsrisiko ab. Bei einer pauschalierten
Leistung werden für die Ermittlung des Fixpreises die Mengen mit Einheitspreisen
multipliziert, jedoch wird diese Gesamtsumme dann vertraglich fixiert und verändert
sich im Gegensatz zum GMP-Vertrag bei einer Mengenänderung nicht. 61 Diese
Risikoverlagerung kann vom Auftragnehmer nur getragen werden, wenn die Kosten
aus langjähriger Erfahrung bekannt sind und die Mengen exakt ermittelt wurden.
Nachstehende Abbildung stellt beispielhaft ein Szenario dar, in dem die Mengen in der
Phase der Angebotskalkulation falsch kalkuliert wurden.
Abbildung 15: Unterschied der Vergütung beim GMP- und Pauschalvertrag
Die Abbildung verdeutlich die Forderung nach der Genauigkeit der Mengenermittlung
beim Pauschalvertrag. Wie beschrieben, werden die Mengen und die damit
verbundene Kostendifferenz zwischen „Menge IST“ und „Menge kalkuliert“ beim
Pauschalvertrag nicht vergütet. Beim GMP im Open Book Modell hingegen wird mit
der Darlegung der Abrechnung die zusätzliche Vergütung gewährt. Der garantierte
Maximalpreis zu Ende des Projektes darf aber im Sinne des Auftragnehmers nicht
überschritten werden.
Die Anforderung an die Richtigkeit der Mengenermittlung ist demnach beim
Pauschalvertrag im Vergleich zum GMP-Vertrag noch höher.
61 Zimmermann
MengeIST
Mengekalkuliert
Mengevergütet
beiPauschal-Vertrag
Mengevergütet
beiGMP-
Vertrag
Men
ge
Planung Kalkulation Abrechnung, Vergütung
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
38
Bereits nach Stufe HP2 wird seitens der Firma Hinterschwepfinger ein GMP garantiert.
Als Vergütungsbasis gilt der zur Genehmigungseingabe berechnete GMP mit der
Stahlbetonbau-Pauschale. Folglich wird hierfür bereits zu früher Phase ein hoher
Detaillierungsgrad der Planung gefordert, welcher eine solide Basis für die genaue
Mengenermittlung bildet. Wie bereits beschrieben, erhöht sich der Planungsaufwand
in der Entwurfs- und Genehmigungsphase mit der Einführung der BIM-Methodik.
Aufgrund der frühen Angebotserstellung ist die Implementierung von BIM im
Unternehmen eine Chance, diesen erhöhten Planungsstand bereits zur
Genehmigungsplanung zu nutzen.
Nachdem die konventionelle HP3-Prozesskette aufgezeigt wurde und die dabei
einhergehenden Anforderungen an die Projektbeteiligten beleuchtet wurden, müssen
die Abläufe im Unternehmen für eine wirtschaftliche Nutzung von BIM angepasst und
umstrukturiert werden. Aus diesem Grund wird im folgenden Kapitel eine BIM-
gestützte HP3-Prozesskette entwickelt, wobei zunächst hinzukommende Projektrollen
definiert werden und die Level of Development den Phasen des HP3-Stufenmodells
zugeordnet werden.
3.3 Entwicklung der BIM-gestützten HP3-Prozesskette
3.3.1 Erweiterte Rollendarstellung im BIM-Prozess
Mit der Einführung der BIM-Methodik beim Pilotprojekt „.................“ haben sich weitere Schnittstellen herauskristallisiert, sodass die Darstellung von Liebsch et. al nicht alle
benötigten Rollen der Projektbeteiligten hinreichend abdeckt. Die Darstellung des BIM-
Praxisleitfaden wurde aus diesem Grund für die Firmenstruktur der Hinterschwepfinger
Projekt GmbH modifiziert.
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
39
Abbildung 16: BIM-Projektorganigramm der Rollenverteilung (erweiterte Darstellung in Anlehnung an Liebsch et
al.)
Vergleicht man die Abbildung mit der Originaldarstellung von Liebsch et. al, fällt die
Trennung der Objekt- und Fachplaner in die Abteilungen Fabrikplanung, Architektur,
Statik, TGA und Brandschutz auf. Des Weiteren forderte der BIM-Prozess die Rollen
des BIM-Content-Managers und der BIM-Bauleitung.
Die unveränderten Projektrollen, wie beispielsweise der BIM-Koordinator oder der
BIM-Gesamtkoordinator werden hier kein weiteres Mal beschrieben, jedoch sind die
hinzugekommen Rollen und deren Leistungsspektrum zu benennen.
BIM-Content-Manager
Der BIM-Content-Manager ist in der gängigen Literatur nicht beschrieben, jedoch hat
sich in der Firma Hinterschwepfinger herausgestellt, dass für die Verwaltung, die
Pflege und die Weiterentwicklung der BIM-Kalkulationssoftware eine neue
Bauherr Informationsmanager
BIM ManagerProjektmanager
Architektur
Statik
TGA
Brandschutz
BIM Koordinator
Bauleitung
BIM Koordinator
BIM Koordinator
BIM Koordinator
BIM Gesamtkoordinator
Bauh
err
Proj
ekt-
man
agem
ent
Fach
plan
ungs
abte
ilung
enAnforderung
planerische Realierung
Zieldefiniton
Ausführung der Eigen- und Fremdgewerke
Baua
usfü
hrun
g
bautechnische Realierung
BIM Content ManagerAngebotskalkulation
Kost
enpl
anun
g
montetäre Darstellung
BIM Bauleitung
Fabrikplanung BIM Koordinator
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
40
Rollendefinition von Nöten ist. Die Rolle hierfür ist das Pendant zum Kalkulator, jedoch
muss dieser dafür noch zusätzliche Fähigkeiten mitbringen.
Ein BIM-Content-Manager fixiert das unternehmensinterne Wissen über
beispielsweise die Mengenermittlung, die Kosten und die Aufwandswerte in einer BIM-
Content-Datenbank. Die Grundkenntnisse über Industry Foundation Classes sind dazu
essentiell, da über das IFC-Modell neben Attributen auch die Bauteilmengen
ausgegeben werden.62 Mit der Einführung des BIM-Prozesses geht die Art und Weise
der Mengenermittlung von der traditionellen, händischen Vorgehensweise weg. Für
die Erstellung eines Leistungsverzeichnisses werden die Möglichkeiten der
Softwarelösung BIM4You genutzt, um diese Attribute und Mengen mit den
Informationen aus der Content Datenbank zu verknüpfen. Für diese Verknüpfung
bedarf es zudem Programmierfähigkeiten.
BIM-Bauleitung
Die BIM-Beteiligten in der Bauleitung sowie in der Ausführung stellen sich der
Herausforderung, die im BIM-Prozess generierten Daten für ein modernes
Baumanagement zu nutzen. Zur Arbeitsvorbereitung werden die zeitlichen Abläufe der
geplanten Arbeitsmethode mit dem Gebäudemodell verknüpft. So kann der kritische
Pfad im Bauablauf erkannt werden.63 Während der Ausführung können dann neben
einem Soll – Ist Vergleich der Kosten und Termine auch Mängellisten in die Datenbank
integriert werden.
Zudem kann die BIM-Bauleitung die Vorteile der dreidimensionalen Visualisierung
nutzen, um fortgeführte Informationen über beispielsweise Materialeigenschaften oder
Herstellerangaben zu erhalten.
Des Weiteren kann das Modell in BIM4You als Abrechnungsgrundlage verwendet
werden. Ist der Bauherr in Kenntnis gesetzt und einverstanden, können die
Abrechnungen anhand des detaillierten Modells erfolgen.64
62 Borrmann et al. 2015 63 ebenda 64 ebenda
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
41
Im BIM-Pilotprojekt der Hinterschwepfinger Projekt GmbH kristallisierte sich heraus,
dass eine Person die Rolle des BIM-Gesamtkoordinators und des BIM-Koordinators
der Fachabteilung Architektur übernehmen sollte. Die Rollenbündelung macht hierbei
durchaus Sinn, da dieser Mitarbeiter das Fachmodell der Architektur modelliert,
zusätzlich die Kollisionsprüfungen mit anderen Fachmodellen steuert und dadurch ein
hohes Projektwissen vorweisen kann. Ein Ziel für die Zukunft wird sein, mehrere
firmeninterne BIM-Gesamtkoordinatoren auszubilden. Kann dies durch das aktuelle
Personal nicht erreicht werden oder wird der Arbeitsaufwand aufgrund zunehmender
Komplexität der Projekte zu hoch, sollte über eine Einstellung eines reinen BIM-
Gesamtkoordinators nachgedacht werden.
3.3.2 Festlegung der Level of Development für die Phasen des HP3-BIM-Abwicklungsplan
Ein weiterer, wichtiger Punkt für die Entwicklung des BIM-Abwicklungsplans ist die Festlegung, welche Teile der Planung wann, von wem, wofür und wie übergeben
werden müssen.65 Die Festlegungen des Level of Developments, des Level of
Geometry und des Level of Information haben gezeigt, dass eine eindeutige Definition
der einzelnen Ausarbeitungsgrade eine Herausforderung darstellt.
Für einen strukturierten, BIM-basierten Projektverlauf werden in diesem Absatz die
dargestellten Ausarbeitungsgrade der Bauwerksmodelle den HP3-Stufen zugeordnet.
Dabei wird der Grad der Element-Modellierung sukzessive mit den Planungsphasen
weiterentwickelt.66
Die Zuordnung der Level of Development zu den Leistungsphasen im HP3-
Projektverlauf erfolgte in Kooperation mit der Geschäftsführung der
Hinterschwepfinger Projekt GmbH.
LoD100 LoD200 LoD300 LoD350 LoD400 LoD500 Abbildung 17: Zuordnung der LoD zu den Projektphasen im HP3-Stufenmodell
65 Hausknecht und Liebich 2017 66 Egger, Hausknecht, Liebich, Przybylo
HP1 HP2 HP3
Bedarfs-ermittlung Masterplan Vorentwurf detaillierter
EntwurfGenehmgungs-
planungVorstufe
Ausführungs-planung
Ausführungs-planung
As -Built
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
42
Die Zuordnung der Level of Development zu den Phasen des HP3 basiert darauf,
welcher Grad an Ausarbeitung zu welcher Phase und zu welchem Zweck benötigt wird.
Vergleicht man die Festlegungen des Level of Development mit dem Leistungsbild der
HOAI Planungsphasen, wird das deutlich. Anzumerken ist, dass die „Vorstufe
Ausführungsplanung“ in der HOAI nicht enthalten ist und aus diesem Grund nicht mit
einem Level of Development verglichen werden kann.
Beschreibung der Level of Development67
Leistungsbild nach HOAI inklusive besonderer Leistungen68
LoD 100
Gebäude dargestellt in einem Volumenmodell
mit den ungefähren Abmessungen der
geforderten Räume aus dem Raumprogramm
Grundlagenermittlung/ Masterplan
Analysieren der Grundlagen, Standortanalyse,
Aufstellung eines Raumprogrammes &
Funktionsprogrammes
LoD 200
Modell bestehend aus Modellelementen mit
ungefähren Maßen, Lage und Orientierung
Entwurfsplanung
Planungskonzept und vollständige
Entwurfszeichnungen, Variantenuntersuchungen, Aufstellen eines
groben Mengengerüstes
LoD 300
Modell bestehend aus Modellelementen mit
spezifischen Maßen, Lage und Orientierung
Schichtenaufbau für diverse Berechnungen
(Statik, EnEV),
Genehmigungsplanung
Erarbeiten einer genehmigungsfähigen Planung
inkl. der benötigten Berechnungen
LoD 400
Modell bestehend aus Modellelementen mit exakten Maßen, Lage und Orientierung
Anschlüsse zu benachbarten Bauteilen werden
dargestellt
Ausführungsplanung
Ausarbeiten der Ergebnisse aus Genehmigungsplanung mit Ausführungs-,
Detail-und Konstruktionszeichnungen
Tabelle 3: Gegenüberstellung der Level of Development und der Leistungsbilder nach HOAI
67 buildingSMART - BIM Forum 68 Eich 2013
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
43
3.3.3 BIM-basierte HP3-Prozesskette
Mit den bisherigen Festlegungen aus Kapitel 3 und den Erfahrungen aus dem BIM-
Pilotprojekt „.................“ wird die HP3-Projektabwicklung mit den Prozessen der BIM-
Methodik ergänzt beziehungsweise abgeändert. Die Prozesskette soll den theoretisch
bestmöglichen Ablauf zeigen. Aufgrund deren umfangreicher Darstellung wird auf den
Anhang B verwiesen.
Auch wie bei der konventionellen HP3-Projektabwicklung stellt die Länge der
Prozessbalken schematisch die benötigte Bearbeitungszeit dar. Die mit BIM
einhergehende Aufwandsverlagerung von der Ausführungsplanung weg und hin zur
Entwurfsphase und der Genehmigungsplanung war bereits beim Pilotprojekt
„.................“ wahrnehmbar und wurde deshalb bei der Entwicklung der BIM-basierten
Prozesskette berücksichtigt. Die Bauzeit, die Ausschreibung und die Vergabe wurden
als gleich angenommen, da die BIM-Methodik hierbei noch keine Auswirkung zeigte.
Die Pfeile zwischen den Prozessen dienen wiederrum als deren
Anordnungsbeziehungen. Die mit der BIM-Methodik hinzukommenden Prozesse, sind
mit der Farbe Blau gekennzeichnet und die BIM-Projektbeteiligten wurden den
jeweiligen Fachabteilungen zugeordnet.
Im Vergleich zum konventionellen HP3-Projektablauf grenzt sich das BIM-basierte
Pendant am stärksten durch die Einführung der IFC-Koordinationsmodelle zum Ende
der Planungsphasen ab. Ein Koordinationsmodell bzw. ein Gesamtmodell bezeichnet
dabei ein Modell, das mehrere Teilmodelle von unterschiedlichen Fachplanern
zusammenfasst.
Abbildung 18: Zusammenführung von Teilmodellen zu einem Gesamtmodell69
69 Borrmann et al. 2015
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
44
Primäres Ziel eines solchen Modells ist üblicherweise die Prüfung, ob getrennt erstellte
Teilmodelle untereinander konsistent sind und keine geometrischen Kollisionen oder
anderweitige Konflikte aufweisen.70 So kann beispielsweise verifiziert werden, ob sich
die von der Architekturabteilung gezeichneten Wanddurchbrüche mit den
Lüftungstrassen des Haustechnikers geometrisch decken. Die gewonnenen
Informationen der Modellprüfung sind wichtige Informationsressourcen, um die
Konflikte und Unklarheiten zu beseitigen.
Der Prozess der Erstellung dieser Koordinationsmodelle wird im BIM-Ablaufplan
schematisch und wie in nachstehender Abbildung dargestellt.
Abbildung 19: Schematische Darstellung eines Koordinationsmodells
Bei einer exakten Darstellung sollten die Prozesse der Fachmodellerstellung, des
Zusammenführens der Fachmodelle zu einem Koordinationsmodell, die Prüfung und
die Freigabe auf die neu definierten Rollen aufgeteilt sein. Die folgende Darstellung
bildet die entsprechende Prozesskette der Erstellung eines Koordinationsmodells ab.
Abbildung 20: Vereinfachte Darstellung des Prozesses einer Kollisionsprüfung in Anlehnung an Borrmann et. al
Nachdem der BIM-Koordinator sein fachspezifisches Teilmodell erstellt hat, werden
diese durch den BIM-Gesamtkoordinator zusammengeführt und auf geometrische
70 Borrmann et al. 2015
BIM Gesamtkoordinator
BIM Koordinator Erstellung Fachmodell
Zusammenführungder Fachmodelle
Kollisionsprüfungen
BIM Informationsmanager Freigabe
Kollision?
Ja
Nein Konflikte identifizieren und dokumentierenKonflikte klären, Verantwortlichkeiten ordnen
Erstellung Fachmodell
Erläuterung der Parameter: IFC.... Erstellung eines IFC-Koordinationsmodells LoD... Level of Development des Koordinationsmodells KP..... Durchführung einer Kollisionsprüfung
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
45
Kollisionen überprüft. Zudem ist das Koordinationsmodell auf die Konsistenz der
semantischen Informationen zum jeweiligen Level of Information zu überprüfen. Treten
Unstimmigkeiten auf, identifiziert der BIM-Gesamtkoordinator die Konflikte und erstellt
einen Bericht. Zudem legt er oder sie fest, an welchem Fachmodell Änderungen
vorgenommen werden müssen. Ist das Modell jedoch frei von Kollisionen, gibt es der
Informationsmanager für die Weiterbearbeitung frei.
Im Folgenden werden die Unterschiede der Projektphasen zwischen der
konventionellen und der BIM-basierten HP3-Prozesskette zu den jeweiligen
Projektphasen erläutert.
Phase HP1
In Phase HP1 folgt auf die Bedarfsermittlung die Masterplanung, welche die
geforderten Flächen mit deren Nutzungsvorstellung des Bauherrn wiedergibt. Beim
BIM-Prozess erstellt die Architekturabteilung daraus ein Hüllenmodell mit einer groben
Kontur des Gebäudes. Um dem Bebauungsplan zu entsprechen, wird das LoD 100
Volumenmodell beispielsweise für Geschossflächenzahl-Berechnungen verwendet.
Zudem wird das generierte Modell für die BIM-gestützte Investkostenschätzung
verwendet. Eine genau Erläuterung hierzu findet sich im weiteren Verlauf dieser Arbeit.
Vor der Einführung der BIM-Methodik basierte die Investkostenschätzung auf einer
zweidimensionalen Flächenplanung.
Phase HP2
Nach der Realisierungsentscheidung des Bauherrn wird in der Vorentwurfsphase das
Hüllenmodell vorerst nur in der Architektur- und der TGA-Abteilung weiterentwickelt.
Die Architektur schreibt die Geometrie der Volumenkörper so fort, dass Bauteile, wie
Wände und Decken mit sehr groben Abmessungen entstehen. Die TGA-Abteilung
nutzt die Volumina des LoD 100 Modells beispielsweise für erste Vorüberlegungen
hinsichtlich des Heiz- und Kühlbedarfs und Varianten der Energieversorgung.
Tragwerksplaner und Brandschützer steigen erst nach dem Vorentwurf in ein Projekt
ein. Grund hierfür ist deren Abhängigkeit von genaueren Gebäude Geometrien.
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
46
Die Phase des detaillierten Entwurfes ist durch viele, meist auch große Änderungen
geprägt. Demnach macht es wenig Sinn, für den detaillierten Entwurf eine Basis in
Form eines IFC-Grundmodells zu schaffen, an welchem alle Fachplaner ihre weiteren
Planungen ausrichten. Würde der Fall eintreten, dass alle mit dem gleichen Modell
beginnen, jedoch die Architektur nach kurzer Zeit Änderungen vornimmt, müssten alle
Fachplaner ihre bisherige Arbeit an die neue Gebäudegeometrie anpassen. Um dieser
hohen Frequenz der Änderungen entgegen zu treten, modelliert in der Phase des
detaillierten Entwurfs lediglich der Architekt BIM-gerecht und fixiert damit die
Geometrie des Gebäudes. Betracht man die HOAI Leistungsbilder der
Tragwerksplanung, des Brandschutzes und der TGA werden in dieser Phase nur
Berechnungen geführt. Erst im weiteren Verlauf des Projektes werden die daraus
gewonnenen Erkenntnisse BIM-gerecht modelliert.71 Beim BIM-Pilotprojekt
„.................“ hat sich herausgestellt, dass die Änderungen, die sich aus den
Berechnungen aller Abteilungen ergeben, nur von geringem Ausmaß sind und aus
diesem Grund nur in den wöchentlichen Planersitzungen kommuniziert werden. Der
Architekt arbeitet diese Änderungen dann zeitnah in sein Fachmodell ein. Der
Abschluss des detaillierten Entwurfs soll eine Kostenberechnung mit dem LoD 200
Modell sein. Die Möglichkeit, diese BIM-gestützt durchzuführen, wird im Verlauf dieser
Thesis untersucht.
Wohingegen ein Grundmodell als Basis für den detaillierten Entwurf aus Gründen der
frequentierten Änderungen nicht als sinnvoll einzustufen ist, kann das LoD 200 Modell
aufgrund der fortgeschritteneren Planung für alle Fachplaner als Basis der
Genehmigungsplanung bereitgestellt werden. Sämtliche Planungen und
Berechnungen werden nun auf dieser Grundlage aufgebaut oder angepasst.
71 Eich 2013
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
47
In der BIM-basierten Prozesskette, sowie auch in nachfolgender Abbildung stellt sich
dies durch die blauen, vom LoD 200 IFC weggehenden Pfeile zu den jeweiligen
Abteilungen dar.
Abbildung 21: Grundmodell in LoD 200 als Basis für Genehmigungsplanung
Die zuvor vordimensionierten Bauteile werden in der Genehmigungsplanung dann
zeichnerisch abgebildet. So wird auf Basis des LoD 200 Modells eine
genehmigungsfähige Planung in LoD 300 erstellt. Mit Abschluss der
Genehmigungsplanung werden nun alle Fachmodelle wiederum in einem
Koordinationsmodell zusammengefasst und auf etwaige Kollisionen überprüft. Weist
das Modell keine geometrischen oder anderweitig fachlichen Kollisionen auf, wird es
erneut als Grundmodell für die darauffolgende Planungsphase herangezogen.
Auf Grundlage dieses LoD 300 Modells wird bei Hinterschwepfinger die
Kostenberechnung für die Angebotskalkulation erstellt. Diese erfolgt mithilfe des
Programms BIM4You, welches die Mengen aus dem IFC entnehmen und daraus ein
positionsweises Leistungsverzeichnis generieren kann. Das gesamte Kapitel 5
behandelt die Thematik der modellbasierten Angebotskalkulation.
Bevor jedoch die Mengen und die Kosten ermittelt werden, erstellen sämtliche
Projektbeteiligte der Fachplanungsabteilungen eine textbasierte Projektbeschreibung,
die fachmodellübergreifende Informationen vereint und ergänzt. Diese Bündelung von
Informationen soll auf schnellem Wege eine gesteigerte Genauigkeit der
Kostenermittlung ermöglichen. Die Projektbeschreibung kann als funktionale
Leistungsbeschreibung gesehen werden und behandelt Themen wie Annahmen für
die Angebotserstellung und Schnittstellendefinitionen zwischen dem Auftraggeber und
dem Auftragnehmer. Des Weiteren wird Bezug auf baukonstruktive Maßnahmen, wie
Architektur
HLS+ELT
Statik
BrandschutzBIM Koordinator
BIM Koordinator
BIM Koordinator
BIM Koordinator
Architektur
HLS+ELT
Statik
BrandschutzBIM Koordinator
BIM Koordinator
BIM Koordinator
BIM Koordinatordetaillierter Entwurf
Entwurf
Vorstatik
Genehmigungsplanung
Genehmigungsstatik
Brandschutzkonzept
Genehmigungsplanung
Genehmigungsplanung
IFCLoD200KP
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
48
beispielsweise die Fassadenbekleidung, der Innenausbau oder die Wärme- und
Kälteversorgung genommen. Die Fachplaner sind in den Phasen des Entwurfes und
der Genehmigungsplanung bereits vollständig in einem Projekt integriert. Mit dieser
Projektbeschreibung soll die Informationsasymmetrie des Kalkulators, der erst zu
fortgeschrittenem Projektzeitpunkt in das Projekt involviert wird, ausgeglichen werden.
Die Festlegungen der Projektbeschreibungen werden anschließend planerisch
eingearbeitet. Bei der Beauftragung der Bauleistung wird die Projektbeschreibung
dann auch Vertragsbestandteil. Auf diese Weise wurde für die Kostenermittlung ein
Instrument entwickelt, um auch bei geringer Informationsdichte des Modells eine solide
Kalkulationsbasis bereitzustellen.
Mit der Abgabe der Genehmigungsplanung muss diese geprüft werden. Aus Erfahrung
verstreicht hier sehr viel Zeit. Die Spanne zur Ausführungsplanung nutzt die Firma
Hinterschwepfinger für die Fortschreibung der Genehmigungsplanung. Mit der
Vorstufe zur Ausführungsplanung wird der Grad der Planungsgenauigkeit noch weiter
erhöht und mit dem IFC-Modell im Level of Development 350 abgeschlossen. Die
dabei entstanden Änderungen im Vergleich zu LoD 300 werden in der modellbasierten
LV-Erstellung berücksichtigt, indem das Modell in BIM4You aktualisiert wird und die
modifizierten Bauteile neu betrachtet werden.
Phase HP3
Mit dem Erhalt der Genehmigung wird mit der Ausführungsplanung, der
Ausschreibung und Vergabe der Fremdgewerke und etwas zeitversetzt mit der
Bauausführung begonnen. Deutlich wird, dass die BIM-basierte und die konventionelle
Ausführungsplanung in ihrer Bearbeitungszeit stark differieren. Die Zeit, die hierbei
durch BIM-Methode gespart wird, fällt jedoch in den früheren Projektphasen an.
Mit Abschluss der Bauausführung wird bei BIM, wie auch beim konventionellen HP3-
Verlauf die Dokumentation des Bauvorhabens erstellt. Der grundlegende Unterschied
ist jedoch die mit BIM einhergehende Planung des Facility Managements. Hierfür
sollen alle Informationen der Fachplanungsabteilungen, wie beispielsweise
Wartungsintervalle der TGA, Schulungen für eingebaute automatisierte Regalsysteme
in Hochregallagern oder Gewährleistungsfristen zusammengefasst werden. In
Kombination mit der Dokumentation des Bauwerks (HOAI LPH 9) werden dem
3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen
49
Bauherrn sämtliche Informationen über dessen Gebäude für die spätere Nutzung
übergeben. Der große Vorteil der durchgängigen und modellbasierten
Informationsübertragung vom Projektanstoß bis hin zur Dokumentation wurde bereits
zu Beginn dieser Master Thesis dargelegt. Das hierfür genutzte Modell im LoD 500
entspricht dann dem As-Built Zustand und beschließt den Prozess der
Bauwerksplanung und -ausführung.72
In diesem Kapitel wurde belegt, dass das Zusammenführen der Modelle nach den
Planungsphasen wichtig für die Qualität der Planung ist, denn im BIM-Prozess wird
das Modell als Informationsdatenbank phasenübergreifend weiterentwickelt. Für die
Sicherstellung dieser Qualität müssen jedoch Standards für die Modellierung
geschaffen werden. Im nächstes Kapitel werden deshalb konkrete
Modellierungsvorschriften auf Bauteilebene je Phase des Level of Development
erarbeitet.
72 Borrmann et al. 2015
4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten
50
Mit der Veröffentlichung des BIM-Stufenplans des BMVI und der Vorgabe, Projekte ab
dem Jahr 2020 BIM-basiert zu planen, wird die Forderung nach einer Spezifikation der
Level of Development für digitale Bauwerksmodelle in den kommenden Jahren
steigen. Im BIM-basierten HP3-Projektablauf wurden zuvor die verschiedenen Level
of Development für die Projektphasen festgelegt. Um die Festlegungen auf
Gebäudemodell-Ebene einhalten zu können, müssen auch die Level of Development
auf Bauteilebene betrachtet werden, denn die Summe der Bauteile ergibt das gesamte
Gebäudemodell. Diese Modellierungsvorschriften in Form eines LoD-Konzepts
erleichtern eine eindeutigere Kommunikation innerhalb der Planungsbeteiligten. Mit
dessen Hilfe wird festgeschrieben, welche Bauteil-Informationen, von wem und wie
übergeben werden müssen. Zu welchem Zeitpunkt diese Informationen vorhanden
sein müssen, wurde bereits bei der Zuordnung der Level of Development zu den
Projektphasen im vorherigen Kapitel beleuchtet. Des Weiteren wird durch die
Definition von Standards die Kontinuität der Planerstellung gesichert. Diese Kontinuität
fördert die Stabilität eines Informationsgerüstes, welches weiterführend als Grundlage
für eine belastbare, modellbasierte Angebotskalkulation von Hochbauprojekten dienen
soll.
Für die Modellierung der Bauteile im BIM-Pilotprojekt „.................“ wurde auf die LoD-
Spezifikation des BIM Forums zurückgegriffen. Mit diesen gibt das BIM Forum eine
Beschreibung für die Festlegungen der Ausarbeitungsgrade auf Bauteilebene vor.74
Bereits während der Entwurfsphase zeigte sich jedoch, dass diese Definitionen
aufgrund ihrer Allgemeingültigkeit und dem teilweise Nichtvorhandensein benötigter
Bauteile für Hinterschwepfinger unzureichend waren. Demnach wurde der Ruf nach
einem, auf das Unternehmen Hinterschwepfinger zugeschnittene, LoD-Konzept laut.
Das LoD-Konzept basiert auf den Spezifikationen des BIM Forums und die
Erfahrungen des Pilotprojektes flossen in die Weiterentwicklung des Konzeptes ein.
74 buildingSMART - BIM Forum
4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten
4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten
51
Der Prozess der Erarbeitung des LoD-Konzeptes wird beispielhaft anhand eines
Wandbauteils beschrieben. Dafür werden die Unterschiede zwischen den
Festlegungen des BIM Forums und den fortgeschriebenen LoD-Definitionen von
Hinterschwepfinger tabellarisch gegenübergestellt.
Die Tabellen sind dabei wie folgt aufgebaut. Das Wandbauteil ist in die Stufen des
Level of Development 100 – 400 gegliedert. Das Level of Development 500 bildet den
As-Built Zustand des Bauteils ab. Weicht die überprüfte Repräsentation des Bauteils
vom Level of Development 400 ab, so ist für das Level of Development 500 der
tatsächlich eingebaute Zustand zu ergänzen.
Nach Hausknecht und Liebich ist das Level of Development die logische Verknüpfung
aus Level of Geometry und Level of Information. In den Festschreibungen des BIM
Forums ist das Level of Development jedoch nicht in seine Bestandteile aufgeteilt. Für
eine genauere Definition auf Bauteilebene werden die geometrischen (LoG) und nicht-
geometrischen Anforderungen (LoI) daher bei Hinterschwepfinger getrennt betrachtet.
Dabei lehnt sich die bauteilbezogene Informationstiefe der LoG und der LoI an die
Level of Development der jeweiligen Projektphasen an. Somit wird sichergestellt, dass
nur die notwendige und nicht die maximal mögliche Informationstiefe für die
Weiterverwendung des Modells gewählt wird.75 Die praxisnahe Wahl der Attribute
erfolgte in enger Abstimmung zwischen der Kalkulations- und den
Planungsabteilungen von Hinterschwepfinger. Die Genauigkeit und die Dichte der
geometrischen und semantischen Attribute wurde so festleglegt, dass die
Kostenermittlungen nach den Phasen der Masterplanung, des Entwurfs und der
Genehmigungsplanung möglich sind.
Bei der Durchsicht der LoD-Definitionen des BIM Forums kann sehr schnell festgestellt
werden, dass die Allgemeingültigkeit eher zu Verwirrungen als zu Klarheit führen. Mit
der Erstellung dieses LoD-Konzepts wurde daher die klare Definition der
Informationsdichte in vornehmlich verständlicher Darstellung verfolgt. Um die
praxisbezogene Anwendung für die Architekturabteilung zu veranschaulichen, wurden
dem LoD-Konzept von Hinterschwepfinger Beispiele angefügt und durch die hellblaue
75 Hausknecht und Liebich 2017
4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten
52
Schrift kenntlich gemacht. Spezielle Hinweise, wie z.B. zu beachtende
Modellierungsvorschriften wurden in roter Schrift dargestellt.
Nachstehende Tabellen stellen den Unterschied zwischen den Level of Development
des BIM Forums und der fortgeschriebenen LoD-Definition von Hinterschwepfinger am
Wandbauteil beispielhaft dar. Die Beschreibung des BIM Forums wurden hierfür ins
Deutsche übersetzt.
BIM Forum – LoD Specs76 LoD-Konzept Hinterschwepfinger
LoD 100
Annahmen für strukturelle Hülle sind in anderen modellierten Elementen enthalten, wie beispielsweise einem architektonischen Bodenelement, das eine Schicht für angenommene strukturelle Hüllentiefe enthält; oder schematische Strukturelemente, die nicht nach Typ oder Material unterscheidbar sind. Montagetiefe / -dicke oder Bauteilgröße und -orte noch flexibel.
Bauteildarstellung: - Bauteil wird nicht dargestellt, nur Hüllendarstellung des gesamten Gebäudes LoG
100
LoI 100
Betrachtet man die LoD 100 Konvention des BIM Forums fällt auf, dass nur eine
allgemeingültige Festlegung getroffen wurde, die nach Meinung des Autors keine klare
Aussage über die Modellierung wiedergibt. Beim LoD-Konzept von Hinterschwepfinger
wurde die LoD 100 Modellierungsvorschrift prägnant und für die Planer verständlich
wiedergegeben.
BIM Forum – LoD Specs77 LoD-Konzept Hinterschwepfinger
LoD 200
- Ungefähre Geometrie (z. B. Tiefe) der Strukturelemente
Bauteildarstellung: - in einer Schicht - ungefähre Maße der einen Schicht
LoG 200
Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Decke) - Material der tragenden Schicht (Beton, Kielsteg)
LoI 200
Bei der Gegenüberstellung des LoD 200 wird deutlich, dass zwar die
Bauteildarstellung (LoG) quasi identisch beschrieben wird, jedoch wurden bei
Hinterschwepfinger semantische Informationen (LoI) ergänzt und damit klare
Festlegungen für die Kostenberechnung nach LoD 200 getroffen.
76 buildingSMART - BIM Forum 77 ebenda
4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten
53
BIM Forum – LoD Specs78 LoD-Konzept Hinterschwepfinger
LoD 300
- Spezifische Größen und Position von Hauptbauteilen, die nach einem definierten Strukturraster mit korrekter Ausrichtung modelliert werden - Alle geneigten Flächen, die im Modellelement enthalten sind, mit Ausnahme von Elementen, die von der Herstellerauswahl betroffen sind
wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten (Tragschicht, Deckenausbau, Bodenausbau) - ungefähre Maße der Schichten
LoG 300
wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Halbfertigteil - Decke, Ortbetondecke) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Trapezblech, Beton Halbfertigteil) - Deckenausbau (abgehängte Decke, Putz) (der finale Deckenbelag ist dem Raum zuzuweisen) - Bodenausbau
LoI 300
Betrachtet man das Level of Development 300 so ist die Definition des BIM Forums
weitgehend allgemein gehalten und demnach unzureichend für die
Angebotskalkulation nach LoD 300. Diese Art der Kostenermittlung in einem derart
frühen Projektzeitpunkt verlangt jedoch eine weitaus größere und standardisierte
Attributdichte. Mit der Definition über die genaue Modellierung in Schichten und durch
das Hinzufügen von semantischen Informationen, wie der Benennungskonvention der
Schichten wird ein standardisiertes Informationsgerüst für die Angebotskalkulation
verfolgt.
78 buildingSMART - BIM Forum
4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten
54
BIM Forum – LoD Specs79 LoD-Konzept Hinterschwepfinger
LoD 350
- Verstärkungen werden modelliert, falls benötigt - Dehnungsfugen - gebettete und verankerte Stangen - Nachspannprofil und Stränge modelliert, falls erforderlich - Durchdringungen für TGA- Elemente - Dauerhafte formende oder verbiegende Komponenten, falls erforderlich - Scherenverstärkung und Bolzenschienen
wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - Träger in Tragschicht, falls vorhanden (Fachwerkträger) - genaue Maße der Schichten Durchbrüche, Schlitze: - Deckendurchbrüche mit ungefähren Maßen und ungefährer Lage
LoG 350
wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C25/30) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3) (die Sichtbetonklasse ist dem Raum zuzuordnen) - Trittschalldämmmaß (37dB)
LoI 350
Die LoD 350 Festlegungen des BIM Forums sind zu hinterfragen, denn die
aufgeführten Beispiele (z.B. Verstärkungen, Dehnungsfugen, verankerte Stangen und
Nachspannprofile) entsprechen mehr der Ausführungsplanung (LoD 400). Ob und in
welcher Weise die Modellierung der genannten Bauteile in dieser Phase Sinn macht,
ist zu prüfen.
Bei Hinterschwepfinger hingegen werden im LoD 350 die Bauteilabmessungen
konkretisiert. Des Weiteren werden Durchbrüche und Schlitze mit ungefähren Maßen
und ungefährer Lage dargestellt und dem Modell werden physikalische Parameter als
semantische Informationen angehängt.
79 buildingSMART - BIM Forum
4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten
55
BIM Forum – LoD Specs80 LoD-Konzept Hinterschwepfinger
LoD 400
Alle Bewehrungen einschließlich Nachspann-elementen detailliert und modelliert Oberflächen, einschließlich Fasen usw.
wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Deckenausbau in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Bodenausbau in Detailmodellen/-plänen (Estrich, PE - Folie, Abdichtung) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen Durchbrüche, Schlitze: - genaue Maße - genaue Lage
LoG 400
wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen
LoI 400
Im Vergleich zum LoD 350 sieht das LoD 400 des BIM Forums die Modellierung eines
Wandbauteils mit Bewehrungen, modellierten Oberflächen und der Fasungen dar. Es
stellt sich hier die Frage, warum die Nachspannelemente ein weiteres Mal aufgeführt
werden.
Das LoD-Konzept von Hinterschwepfinger sieht die Weiterentwicklung vom LoD 350
zum LoD 400 größtenteils in Detailmodellen bzw. -plänen und nicht im gesamten
Bauwerksmodell vor. Grund hierfür ist die bessere Bearbeitungsmöglichkeit und die
Übersichtlichkeit in kleineren Modellen. Ferner werden die Durchbrüche und Schlitze
in deren Abmessung und deren Position für die Ausführungsplanung konkretisiert.
Nach der Gegenüberstellung der Level of Development des BIM Forums und des für
Hinterschwepfinger entwickelten LoD-Konzepts lässt sich zusammenfassen, dass das
Ziel von aussagekräftigen Kostenermittlungen zu den unterschiedlichen
Projektphasen nur durch die Konkretisierung der Bauteilmodellierung erlangt werden
kann. Zum Erreichen dieses Ziel werden die Definitionen des BIM Forums in einem
LoD-Konzept zwar genutzt, müssen aber für die Anforderungen bei
80 buildingSMART - BIM Forum
4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten
56
Hinterschwepfinger weiterentwickelt werden. Im Rahmen dieser Thesis liegt der Fokus
daher auf folgenden, ausgewählten Elementen des Hochbaus:
• Räume
• Außenwände, Außenwand-Schichten
• Innenwände, Innenwand-Schichten
• Dach, Dach-Schichten
• Decke, Decken-Schichten
• Unterzüge
• Stützen
• Fundamente
• Treppen, Treppenpodeste
Mit der Überschrift des aktuellen Absatzes wird deutlich, dass das Level of
Development für Bauteile definiert wird. Deshalb stellt sich die Frage, warum „Räume“
gelistet sind. Der Grund für die Berücksichtigung dieses immateriellen Bauteils im LoD-
Konzept ist folgender:
Ein komplettes Gebäude bildet sich aus mehreren, aneinander gereihten Räumen. Die
Form dieser Räume ist durch die geometrischen Umfassungsbauteile (Decke, Wand,
Boden) definiert. Bei der Modellierung von beispielsweise Wänden oder auch Decken
erstrecken sich diese meistens gleichzeitig über mehrere Räume. Nachstehende
Abbildung macht dies deutlich.
Abbildung 22: Unterschiedliche Umfassungsbauteile bei Räumen
Sind in diesen Räumen aber aufgrund des Raumbuches unterschiedliche
Anforderungen hinsichtlich des finalen Decken- oder Wandbelags gestellt, so müssen
Raum 1 mit Holzverkleidung
Raum 2 mit Putz
Wand 1
Wand 2
4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten
57
diese Informationen dem Raum und nicht dem geometrischen Bauteil zugewiesen
werden. Aus diesem Grund sind dem LoD-Konzept auch diese speziellen
Modellierungsvorschriften beigefügt. Zu diesen finalen Raumbegrenzungen gehört
beispielsweise der Fliesenbodenbelag, die abgehängte Decke, der Putz mit Anstrich
oder die Holzverkleidung an der Mauer.
Bei der Erstellung des LoD-Konzepts wird demnach auch Räumen Achtung geschenkt.
Für die Zusammenstellung des LoD-Konzeptes wird auf den Anhang C verweisen. Die
genannten Bauteile weißt die identische tabellarische Struktur des beleuchteten
Wandbeispiels auf. Neben den Hinweisen für die Planer wurden für ein besseres
Verständnis zusätzlich beispielhafte Modelldarstellungen zum jeweiligen Level of
Development hinzugefügt. Diese Modellierungen sind einerseits als Isometrie,
andererseits in Schnittdarstellung abgebildet.
Mit diesem Konzept, welches die im Modell hinterlegten geometrischen und nicht-
geometrischen Informationen standardisiert hat, wurde für Hinterschwepfinger eine
solide Basis für den weiteren Gebrauch des Modells geschaffen. Die im nächsten
Kapitel beschriebene Verknüpfung des Modells mit einem positionsweisen
Leistungsverzeichnis beruht auf dieser Planungskontinuität.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 58
Kapitel 5 zeigt die Funktionsweise der Verknüpfung zwischen einem Bauwerksmodell
und einer Kostenberechnung. Hierfür werden zunächst die Grundlagen erläutert und
darauffolgend die Verknüpfung im Programm „BIM4You“ dargelegt.
Mit dieser Verknüpfung wird anschließend eine Investkostenschätzung zum Level of
Development 100 und eine Kostenberechnung zum Level of Development 300 für das
Pilotprojekt „.................“ durchgeführt. Nach der Erläuterung zur Kostenermittlung zu
LoD 300 wird zudem die Möglichkeit einer weiteren Kostenberechnung mit
positionsweisem Leistungsverzeichnis zum Level of Development 200 anhand von
Beispielen untersucht.
Die Zeitpunkte der jeweiligen Kostenermittlungen in Verbindung mit den Phasen des
HP3-Projektverlaufes wird in folgender Abbildung dargestellt.
Abbildung 23: Kostenermittlungen zu den unterschiedlichen HP3-Projektphasen
Der Vergleich der Kosten aus den Ermittlung zu LoD 100 und LoD 300 beschließt das
Kapitel.
5.1 Grundlagen modellbasierter Mengenermittlung
Für die Preisermittlung der Investkostenschätzung zu LoD 100 und der
Angebotskalkulation zu LoD 300 in den jeweiligen HOAI Phasen ergeben die Mengen
in Verbindung mit Einheitspreisen die zu erwartende Investitions- bzw.
Angebotssumme. Es ist deshalb von entscheidender Bedeutung, die Mengen
Genehmigungs-planung
Kosten-berechnungmit LoD 200
Ausführungs-planung
detaillierterEntwurfVorentwurfMasterplan
VorstufeAusführungs-
planung
Kosten-berechnungmit LoD 300
Investkosten-schätzung
mit LoD 100
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 59
zuverlässig und effizient zu bestimmen. Darüber hinaus kann das Mengengerüst eines
Objektes auch für Termin- und Ablaufplanungen verwendet werden.81
Die aktuell gängige Vorgehensweise für eine Erstellung eines Leistungsverzeichnisses
ist die Verknüpfung von händisch ermittelten Mengen und LV-Positionen. Für
Leistungsbeschreibung eines Bauteils sind zumeist mehrere LV-Positionen notwendig.
Beispielsweise benötigt eine Stahlbetonwand mindestens drei Positionen; den Einbau
von Beton, Schalung und Bewehrung. Die aus dem zweidimensionalen Plan
genommenen Mengen müssen nun bei jeder der drei Positionen einzeln berücksichtigt
und einberechnet werden. Weist eine Stahlbetonwand eine Öffnung auf, müssen
zusätzlich Öffnungsschalungen und der normgerechte, prüfbare Abzug des Betons
berücksichtigt werden.
Die im Bauwesen eingesetzten CAD-Systeme dienen schwerpunktmäßig der Planung
eines Bauwerks mit dementsprechender Planausgabe. Um den Grundgedanken von
BIM, der kontinuierlichen Nutzung von Informationen, gerecht zu werden, bedarf es
einer weiteren Softwarelösung, welche die regelgerechte Ermittlung und Auswertung
von Mengen ermöglicht.
BIM4You hat für diese fehleranfällige Schnittstelle eine Lösung entwickelt, mit der die
Mengen aus dem dreidimensionalen IFC-Modell teilautomatisiert in BIM4You
übernommen werden. Dieser Prozess basiert auf einer Datenbank, welche
Arbeitspakete für Bauteile enthält. Wie weiter oben schon erwähnt, sind z.B. für eine
Stahlbetonwand die Arbeitsschritte Schalen, Bewehren und Betonieren nötig. Dieses
Arbeitspaket „Stahlbetonwand“ beinhaltet dann genau diese Arbeitsschritte, die für das
jeweilige Bauteil nötig sind. BIM4You bezeichnet diese Arbeitspakete als sogenannte
BauOBjekte, kurz BOBs.82 Mit dem Kauf des Programms stellt BIM4You eine
Bibliothek mit bereits vorgefertigten BOBs zur Verfügung. Diese können teilweise in
den eigenen User-Stamm übernommen werden, jedoch müssen diese nach bisheriger
Erfahrung stets für den Gebrauch der Firma Hinterschwepfinger durch den BIM-
Content-Manager angepasst werden und darüber hinaus auch neue BOBs erstellt
werden.
81 Egger, Hausknecht, Liebich, Przybylo 82 BIB GmbH
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 60
Im nachfolgenden Kapitel wird die Herangehensweise der Verknüpfung des Modells
mit den BOBs anhand von Beispielen erklärt. Hierfür wurden unterschiedliche Bauteile
als Beispiele gewählt, um die Komplexität der BOB-Programmierung anschaulich
darstellen zu können. Der komplette Prozess der Einführung von BIM4You und der
BOB-Erstellung wird im Rahmen dieser Thesis aber aufgrund des großen Umfangs
lediglich angeschnitten.
Zudem werden Möglichkeiten dargestellt, wie die genannten BOBs für die
Kostenermittlung zu LoD 100 und LoD 300 genutzt werden. Ziel der
Investkostenschätzung mit Level of Development 100 ist die Schaffung einer
Entscheidungsgrundlage für den Bauherrn hinsichtlich der Weiterführung des
Projektes nach der Grundlagenermittlung. Mit der BIM-basierten Mengenermittlung
wird dann eine kalkulatorisch sinnvolle Erstellung eines Leistungsverzeichnisses mit
Level of Development 300 bestrebt. Als repräsentatives Objekt wird ein weiteres Mal
das Projekt „.................“ gewählt.
Des Weiteren wird die Machbarkeit einer Nutzung eines Level of Development 200
Modells für eine Kostenschätzung zu früher Projektphase geprüft. Dabei werden die
identischen BOBs verwendet, die auch bei der Kostenberechnung zu LoD 300 dienen.
Ob und inwieweit diese BOBs die weitaus geringere Informationstiefe des LoD 200
Modells verarbeiten können, ist zu begutachten. Für Vergleichszwecke werden dafür
die Mengengerüste eines Decken- und eines Wandbauteils zu LoD 200 und LoD 300
gegenübergestellt.
5.2 BOBs als Schnittstelle zwischen dem IFC-Modell und dem Leistungsverzeichnis
Für eine effiziente Ermittlung der Mengen und Beschreibungen der Leistungen wird in
BIM4You die Möglichkeit genutzt, eine eigene Datenbank mit Beschreibungen und
Berechnungsformeln zu erstellen. Diese Bibliothek kann auch für den konkreten
Einzelfall angepasst oder vervollständigt werden. Sämtliche Informationen dieser
Datenbank wie beispielsweise Kurz- und Langtexte, Einheitspreise,
Berechnungsformeln und VOB Rechenvorschriften werden innerhalb der genannten
BOBs gebündelt.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 61
Mit dem Ziel, eine BIM-gestützte Angebotskalkulation zu ermöglichen, wurden dem
Level of Development entsprechende BOBs erstellt, denn Informationstiefe bei der
Investkostenschätzung (LoD 100) und der Angebotskalkulation (LoD 300) differiert
signifikant. Dazu wurden die BOBs auf die vorhandenen geometrischen und nicht-
geometrischen Informationen der jeweiligen Level of Development aus dem LoD-
Konzept zugeschnitten. So muss zum Beispiel ein LoD-100-BOB lediglich eine
geometrische Fläche verarbeiten können, wohingegen ein LoD-300-BOB bereits
Informationen aus einem konkret modelliertem Bauteil, wie beispielsweise einer Wand,
entnehmen muss.
LoD-100-BOB LoD-300-BOB
LoD 100 Hüllenmodell LoD 300 Wand-Bauteil
Abbildung 24: LoD-spezifizierte BOBs
Im Rahmen dieser Arbeit liegt der Fokus der BOB-Erstellung für das Level of
Development 300 auf dem Rohbau und Teilen des Innenausbaus. Die
Leistungsverzeichnisse der restlichen Gewerke werden bei der Hinterschwepfinger
Projekt GmbH in dieser Phase der BIM-Implementierung aktuell noch in
Zusammenarbeit mit Partnerfirmen erarbeitet.
Des Weiteren wurden LoD-100-BOBs für mehrere Nutzungszonen (Büro, Produktion,
Labor, Reinraum etc.) erstellt. Diese decken im Vergleich zu den LoD-300-BOBs
sämtliche Gewerke ab, da der Aufwand LoD-100-BOB-Programmierung weitaus
geringer ist und die Kostenkennwerte bei Hinterschwepfinger in einer Datenbank
vorhanden sind.
Obwohl der Prozess der Verknüpfung der IFC-Objekte mit LoD-100- und LoD-300-
BOBs identisch ist, erfolgt die Erläuterung der Funktionsweise der BOBs anhand von
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 62
LoD-300-BOBs. Durch die erhöhte Informationsdichte bei LoD 300 im Vergleich zu
LoD 100 können dadurch mehr Funktionen aufgezeigt werden.
5.2.1 Aufbau eines BOBs
Wie zuvor beschrieben, besteht ein Arbeitspaket (nach BIM4You: BauOBjekt/BOB)
aus mehreren Arbeitsschritten oder auch Teilleistungen. Diese Leistungen werden als
BOB-Details bezeichnet und ergeben dann die eigentlichen LV-Positionen, wie z.B.
Schalen, Bewehren oder Betonieren. Somit ist ein BOB ein Teilleistungsverzeichnis
für ein konkretes Konstruktionselement. Dabei werden alle Gewerke mit deren Kurz-
und Langtexten in einem BOB zusammengefasst, die auch später zur Ausführung
kommen.83 Ein BOB enthält also alle erforderlichen LV-Positionen, die für die
Leistungserbringung des jeweiligen Bauteils nötig sind.
Nachstehendes Beispiel soll dies verdeutlichen.
Abbildung 25:Beispiel eines Treppenpodest-BOB mit zugehörigen BOB-Details
Die blau hinterlegte erste Zeile stellt den Titel des BOBs dar und enthält in der Spalte
„Text“ eine kurze Beschreibung des Arbeitspaketes und generiert keine LV-Position.
Die Zeilen unterhalb, weiß hinterlegt, stellen sämtliche Arbeitsschritte (BOB-Details)
für das als Beispiel angeführte „Ortbeton-Treppenpodest 25cm“ dar. Jedem BOB-
Detail wird dabei eine Einheit zugewiesen.
Um Mengen für das spätere LV zu erhalten, muss jedes BOB-Detail eine
Rechenoperation ausführen. Die Formel hierfür lässt sich in der Spalte „Detailformel“
je nach Belieben anpassen. Nachstehende Beispiele sollen einen kurzen Einblick in
die Rechenoperationen einzelner BOB-Details geben.
Die Kreuze „#“ in der Detailformel deuten auf die Verwendung der geometrischen
Variablen aus dem IFC hin. Diese Methode der Variablenkennzeichnung muss
83 Borrmann et al. 2015
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 63
zwingend verwendet werden, sodass Rechenoperationen mit den geometrischen
Parametern des IFC-Bauteils stattfinden.
Findet sich in der Detailformel die Rechenoperation „#bob“, dann bezieht sich das
BOB-Detail auf die Menge und die Einheit des BOB-Titels. Im vorliegenden Beispiel
weißt der BOB-Titel die Einheit Quadratmeter auf, welches sich von Bauteilfläche aus
dem IFC ableitet.
Beispiel: BOB-Detail „Randschalung für Ortbeton-Treppenpodest, h= 25 cm“
Das BOB-Detail „Randschalung für Ortbeton-Treppenpodest, h= 25 cm“ berechnet
sich mit nachstehender Formel. Die Einheit am Ende der Detailformel soll die
geometrische Dimension des BOB-Details darstellen
Detailformel = ( #l + #b ) * 0,25 [m²]
#l…….. Länge des Podestes [m]
#b……. Breite des Podestes [m]
0,25….. Höhe des Podestes [m]
Die Höhe des Bauteils wurde im vorliegenden Fall mit 25 cm fixiert, da es sich laut
BOB-Titel um ein Bauteil mit einer festgesetzten Höhe von 25 cm handelt.
Beispiel: BOB-Detail „Schöck-Tronsolen Typ AZ zw. Ortbeton-Podest und Treppenhauswand“
Dieses BOB-Detail wird im LV in Stück angegeben.
Anzumerken ist, dass sich die Detailformel auf keinen
geometrischen IFC-Parameter bezieht, sondern pro
Stück Treppenpodest immer nur zwei Stück Tronsolen
ausgibt.
Detailformel = 2 [Stck]
Abbildung 26: Tronsolen als Auflager
im Bereich von Treppenpodesten
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 64
Beispiel: BOB-Detail „Betonstahl IV“
Für die Aufnahme der Zugkräfte in einem Stahlbetonbauteil wird Bewehrungsstahl
benötigt. In der Berechnung des BOB-Details wird dafür die Fläche des Podestes mit
einem Bewehrungsgrad [kg/m²] multipliziert:
Detailformel = #bob * Bewehrungsgrad [kg]
Wie bereits weiter oben beschrieben, referenziert sich die Detailformel mit dem
Ausdruck #bob auf die Dimension/Einheit des BOB-Titels (hier [m²]). Hat das IFC-
Objekt zum Beispiel eine Fläche von 1,22 m², wird in der späteren Rechenoperation
das #bob mit 1,22 m² ersetzt.
Der Bewehrungsgrad im hier vorliegenden Beispiel lässt sich aus Erfahrungswerten
ableiten. Bei einem 25 cm hohen Treppenpodest wird beispielsweise ein
Bewehrungsgrad von ca. 6 kg/m² benötigt. Multipliziert man die Fläche mit dem
Bewehrungsgrad bedarf es für das Treppenpodest 7,32 kg Bewehrungsstahl. Zum
Zeitpunkt der Angebotserstellung, also nach der Genehmigungsplanung, muss auf
diese Erfahrungswerte zurückgegriffen werden, da Bewehrungspläne und die daraus
errechneten Bewehrungsmenge erst in der Ausführungsplanung gezeichnet werden.
Für die Erstellung aller Stahlbeton-BOBs wurde dafür der erforderliche
Bewehrungsgehalt mit der Abteilung Tragwerksplanung der Firma Hinterschwepfinger
ermittelt. Bei der Abrechnung der Bauleistung werden nach Fertigstellung dann die
genauen Stahlmengen aus den Positionsplänen übernommen.
Betrachtet man jedoch andere Bauteile, wie einen Unterzug, bei welchem der
Bewehrungsgrad stark von der Spannweite oder der Bauteilhöhe abhängt, kann
BIM4You den Bewehrungsgrad auch in Abhängigkeit geometrischer Parameter
ermitteln. Die damit verbundene Variabilität soll die Genauigkeit der Mengenermittlung
erhöhen.
5.2.2 Intelligente BauOBjekte (iBOBs)
Sobald eine Konstruktion im Bauwerksmodell durch eine Änderung der Geometrie zu einer neuen Leistungsbeschreibung führt, kann man die oben genannten BOBs und
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 65
deren statische, unveränderbare Leistungsbeschreibung nicht mehr verwenden.84 Als
Beispiel lässt sich eine Fertigteilstütze anführen, die in der Regel in Stück
ausgeschrieben ist und deren Kurz- und Langtext die Abmessungen für die Kalkulation
vermerkt sind. Würde man nun einen statischen BOB mit unveränderbarer
Leistungsbeschreibung verwenden wollen, müsste man für jede erdenkliche
Geometrie einen spezifischen BOB konstruieren, der die Abmessungen in den Kurz-
und Langtexten enthält.
BIM4You ermöglicht mit intelligenten BauOBjekten (iBOBs) eine automatische
Anpassung der BOBs, wenn es zu der genannten Geometrieanpassung kommt. Der
Vorteil von iBOBs ist die Fähigkeit, geometrische Variablen aus dem IFC wie z.B.
Länge, Breite, Höhe, Dicke oder Umfang in Kurz- und Langtexten der BOB-Details zu
verwenden. Somit reicht ein iBOB für mehrere Stützen unterschiedlicher
Abmessungen, da die Eingabe der Variablen Breite [b], Dicke [d] und Höhe [h] in den
Ausschreibungstext automatisiert ist. Nachstehende Abbildung zeigt die Eingabe der
Variablen im Kurztext einer Stahlbeton Stütze. Mithilfe der Zeichen < > werden die
Buchstaben als geometrische Variablen gekennzeichnet.
Abbildung 27: Kurztext-Eingabe mit Variablen bei einer Fertigteilstütze aus Stahlbeton
Wird ein iBOB beispielsweise mit zwei IFC-Fertigteilstützen mit unterschiedlichen
Abmessungen verknüpft, so werden dafür auch zwei LV-Positionen mit den passenden
Kurz- und Langtexten erstellt.
Baupraktisch sind iBOBs zudem sehr nützlich, da für BOB-Details sogenannte
„Generierungsbedingungen“ möglich sind. Wird eine Generierungsbedingung gesetzt
und wird diese erfüllt, wird das BOB-Detail aktiviert. Wird diese jedoch nicht erfüllt,
verbleibt das BOB-Detail im deaktivierten Zustand und errechnet keine Mengen. Im
Falle von Zulagen zu LV-Positionen macht diese Funktion Sinn. Nachstehendes
84 Borrmann et al. 2015
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 66
Beispiel einer Stahlbetonwand soll dies verdeutlichen. Dabei sind die Zulagen zu den
Wandschalungen durch eine rote Umrandung kenntlich gemacht.
Abbildung 28: BOB-Details eines Stahlbetonwand iBOBs
Je höher der Einbauort von Wandschalungen, desto höher steigt der
Konstruktionsaufwand. Diese Mehrkosten müssen durch Zulagen gedeckt werden. Für
den iBOB der Stahlbetonwand wurden „Zulagen zu den Wandschalungen für
Einbauhöhen von 4,50 m bis 7,50 m“ und „Zulagen zu den Wandschalungen für
Einbauhöhen größer als 7,50 m“ erstellt. Für diese BOB-Details ist in der Spalte
„GenBed“ die Generierungsbedingungen gesetzt. Die Zulagen werden nun über den
Parameter [h] (Höhe der Stahlbetonwand) aktiviert oder verbleiben passiv. Die „Zulage
zu den Wandschalungen für Einbauhöhen von 4,50 m bis 7,50 m“ wird beispielsweise
durch die Generierungsbedingung H>=4,50.and.H<7,51 nur bei entsprechender
Wandhöhe zwischen 4,50 m und 7,50 m aktiv. Das identische Prinzip findet sich bei
der anderen Zulage.
Die Funktion einer Generierungsbedingung automatisiert den Vorgang der
Zulagenerstellung, reduziert damit die Fehleranfälligkeit und erspart dem Kalkulator
demnach einen hohen Aufwand.
Zusammenfassend lassen sich BOBs und iBOBs durch ihre Variabilität unterscheiden.
Ist diese Variabilität durch standardisierte Bauteilabmessungen nicht von Nöten,
werden BOBs verwendet. Hierfür lässt sich beispielsweise ein Fliesenbelag auf einem
Mörtelbett anführen, der auch projektübergreifend einen identischen Aufbau aufweist.
Ein iBOB hingehen wird beispielsweise für Fertigteilstützen verwendet, da sich diese
aufgrund der statischen Anforderungen in ihrer Dimension von Projekt zu Projekt
unterscheidet. Die komplette Liste der BOBs und iBOBs findet sich auf dem der Arbeit
beigelegtem Datenträger. Dabei wurden BOBs und iBOBs bereits für mehrere Projekte
erstellt.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 67
Im weiteren Verlauf der Arbeit sind bei der Verwendung des Wortes „BOB“
gleichermaßen BOBs und iBOB gemeint.
5.2.3 Platzhalter-BOBs
Nachdem BOBs programmiert wurden, speichert man diese und kann diese für neue
Projekte verwenden. Da jedes Projekt jedoch ein Unikat darstellt, fehlen zumeist BOBs
für Sonderkonstruktionen. Für ein neues Projekt war beispielsweise eine technisch
anspruchsvolle Glasfassade und eine Tribüne für einen Vorlesungssaal vorgesehen,
welche für die Ausschreibung das Know-How von Spezialisten verlangte.
Um diese Sonderbauteile bei der Mengenermittlung nicht zu vernachlässigen, wurden
spezielle BOBs und iBOBs konstruiert. Diese „Platzhalter-BOBs“ enthalten lediglich
ein BOB-Detail, welches je nach Wunsch eine Fläche, ein Volumen, eine Länge oder
die Stückzahl aus dem IFC entnehmen kann. Für die Fassade wurde beispielsweise
ein Flächen-Platzhalter-BOB erstellt, da diese nach deren Fläche ausgeschrieben
wird. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dem Platzhalter-BOB eine Notiz
anzuhängen, um das Bauteil zu beschreiben.
5.2.4 Aussparungen bei Bauteilen und deren normgerechte Mengenermittlung
Ein 3D-Modell erlaubt eine präzise Mengenermittlung, da die Attribute, wie beispielsweise die Oberfläche oder das Volumen direkt aus dem IFC-Modell in
BIM4You übertragen werden. Für normgerechte Mengenermittlungen sind jedoch
zusätzliche Sonderregelungen nach VOB zu berücksichtigen.
Nach VOB/C müssen im Allgemeinen
• bei Raummaßen [m3]: Aussparungen unter 0,5m3
• bei Flächenmaßen [m2]: Aussparungen unter 2,5m2
• bei Flächenmaßen vereinzelter Gewerke des Ausbaus [m²]:
Aussparungen unter 0,1m2
• Längenmaße [m] Unterbrechungen unter 1,0m
standardmäßig übermessen werden.85
85 Werner und Pastor 2017
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 68
Die Festsetzungen nach VOB/C müssen bei der Programmierung der BOBs und
iBOBs berücksichtigt werden. Hierfür gibt es in BIM4You eine Möglichkeit, den BOB-
Details eine Abrechnungsvorschrift nach VOB/C zuzuweisen.
Diese Vorschrift greift aber nur dann, wenn in der Detailformel der BOB-Details der
Parameter #lop verwendet wird. In Verbindung mit einer „wenn-Funktion“ (analog zu
Microsoft Excel) wird #lop genutzt, um Bedingungen in Detailformen einzubauen die
im Bezug zu Öffnungen stehen.
Hier eine beispielhafte Isometriedarstellung einer Wand mit einem Öffnungskörper.
Abbildung 29: Wand mit einem Öffnungselement
Das gesamte Element besteht aus dem IFC-Bauteil aus der Stahlbetonwand (IFCWall)
und der zugehörigen Öffnung (IFCOpeningElement). Der passende iBOB hierfür stellt
sich wie folgt dar. Die von dem IFCOpeningElement beeinflussten BOB-Details
enthalten in der Detailformel den Rechenoperator #lop und sind wiederrum rot
umrandet.
Abbildung 30: iBOB einer Stahlbeton-Innenwand
Im Beispiel wird die Detailformel der „Schalung Innen- und Außenwände“ beleuchtet.
Da Schalungen im Flächenmaß abgerechnet werden, gilt die VOB/C
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 69
Abrechnungsvorschrift, bei der Flächen von Aussparungen erst über 2,5m²
abzuziehen sind.
Detailformel = #l * #h * wenn(#lop;-1;1) * 2
#l…….. Länge der Wand
#h……. Höhe der Wand
#lop..... Rechenoperator für Öffnungen
Erkennt der BOB/iBOB nun über #lop, dass es sich um eine Öffnung
(IFCOpeningElement) handelt, wird in dieser Formel die Menge aus dem Produkt von
#l * #h mit -1 multipliziert und ist somit negativ. Diese Öffnung wird aber nur
abgezogen, wenn die VOB/C Konvention greift und nicht übermessen werden darf.
Handelt es sich bei dem IFC-Objekt nicht um die Öffnung, sondern um die
Stahlbetonwand (IFCWall), so wird der Term mit 1 multipliziert und ist damit positiv.
Der Faktor 2 am Ende der Detailformel dient lediglich dazu, die Schalungsfläche
beidseitig zu rechnen.
Im vorliegenden iBOB der Stahlbeton-Innenwand kann die Funktion #lop noch weiter
genutzt werden. Ist eine Aussparung in einem Stahlbetonbauteil geplant, muss bei der
Bauausführung noch eine zusätzliche Leibungsschalung für Fenster und Türen
berücksichtigt werden:
Abbildung 31: iBOB einer Stahlbeton-Innenwand
Detailformel = wenn (#lop ; (#l + #b) *2 * #d ; 0)
#l…….. Länge der Wand
#b……. Breite der Wand
#d……. Dicke der Wand
#lop..... Rechenoperator für Öffnungen
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 70
Der iBOB erkennt dabei die Öffnung und generiert mithilfe der „wenn-Bedingung“ eine
zusätzliche LV-Position für die Schalung der Fenster- oder Türleibung. Wird keine
Öffnung erkannt, so wird die Menge der LV-Position für das IFC-Objekt auf 0 gesetzt.
Grundsätzlich erleichtert der Rechenoperator #lop den Umgang mit den
Abrechnungsvorschriften enorm. Der damit einhergehende Zeitaufwand wird demnach
für den Kalkulator reduziert. Wichtig ist jedoch die Verwendung von
IFCOpeningElements bei der Modellerstellung.
5.2.5 Verknüpfung der BOBs mit den Objekten aus dem IFC
Die geometrischen und semantischen Informationen der Modellierung zwischen dem
CAD-Programm und BIM4You werden über die IFC-Schnittstelle ausgetauscht.
BIM4You ist also kein Plug-In für CAD-Programme, sondern entkoppelt sich mit der
IFC-Schnittstelle von den Dateiformaten der CAD-Systeme.
Um auf die Mengen des IFC zugreifen zu können, müssen die BOBs mit den Bauteilen
aus dem IFC verknüpft werden. BIM4You bezeichnet den Vorgang der Verknüpfung
als „Bemusterung“. Für die Bemusterung hat BIM4You den „BIM Server“ entwickelt.
Da die Programmoberfläche von BIM4You nicht sehr benutzerfreundlich ist, wurde mit
der Programmerweiterung „BIM Server“ die Übersichtlichkeit der Bemusterung
verbessert.
Die in BIM4You gespeicherten Stammdaten, wie beispielsweise die BOBs, werden
beim Prozess der Bemusterung vom BIM Server abgegriffen. Nachfolgende
Gegenüberstellung soll den Unterschied zwischen BIM4You und dem BIM Server
darstellen.
• Daten für Stammdaten (BOBs, iBOBs
etc.)
• Bearbeitung dieser Stammdaten
• Programmerweiterung von BIM4You
• IFC-Import
• Bemusterung der IFC-Objekte
• Greift Stammdaten von BIM4You ab
• LV-Erstellung
BIM4You BIM Server
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 71
Der gesamte Prozess der Verknüpfung der BOBs mit den IFC-Objekten wird in
nachfolgender Abbildung als Workflow dargestellt und anschließend textlich
beleuchtet.
Abbildung 32: Prozess der Verknüpfung von BOBs und IFC-Objekten
Zu Beginn eines jeden Projektes muss das IFC-Modell des Gebäudes im BIM Server
importiert werden. Dieser wertet die Informationen der IFC-Objekte aus und stellt jene
tabellarisch dar. Die ausgelesenen IFC-Objekte werden nach den drei
Hauptkategorien Konstruktion, Ausbau und Raum gruppiert. Öffnet man eine
Gruppierung, wie beispielsweise Decke/Dachfläche/Bodenplatte wird das
Programmfenster um die IFC-Objekte, wie in Abbildung 33 dargestellt, erweitert.
In dieser Ansicht werden nun die BOBs und iBOBs den IFC-Objekten zugeordnet.
Abbildung 33: Bemusterungsansicht in BIM4You mit IFC-Objekten
Import IFC - Modell
Bemusterung: Verknüpfung der BOBs mit den IFC - Objekten
LV - Erstellung mit 5D Berechnung
Wahl des passendenBOBs zum IFC - Objekt
NEIN JA
JANEIN
Bemusterungabgeschlossen?
Speicherung derBemusterung
Anpassung der BOB - Parameteran die spezifischen Eigenschaftendes IFC - Objekts (z.B. Betongüte)
Neue Version vonIFC - Modell?
Import neues IFC - Modell
Laden dergespeicherten
Bemusterung aufneues IFC - Modell
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 72
Wählt man beispielsweise das IFC-Objekt „Rohboden Bürogebäude“ für die
Bemusterung aus, wählt man den entsprechenden BOB oder iBOB aus. Zusätzlich
gegebene IFC-Attribute wie Beschreibung, Typ, Material und die geometrischen
Eigenschaften engen die Wahl der BOBs oder iBOBs ein. Aus der Spalte „Material“
lässt sich entnehmen, dass der Rohboden in Stahlbeton gefertigt wird. Mit diesen
Zusatzinformationen wird die BOB-Auswahl so eingegrenzt, sodass nur noch ein iBOB
verbleibt.
Nach Abbildung 34 weist der iBOB „DEF01-
BIM#JH“ laut Kurzbeschreibung „-MULTI-
Deckenplatte, Stb. Ortbetondeckenplatte,
XC1“ die benötigten Attribute des gesuchten
Rohbodens auf.
Manche BOBs und iBOBs wurden so
konstruiert, dass nach deren Auswahl noch
zusätzliche optionale Leistungen (optionale
BOB-Details) wählbar sind.
Dies wird, wie beim iBOB „DEF01-BIM#JH“,
im Text mit „-MULTI-“ gekennzeichnet. Diese
Namenskonvention erleichtert das Erkennen
von optionalen Leistungen für den Kalkulator.
Öffnet man einen BOB wie in Abbildung 35,
so können detaillierte Beschreibungen und
die darin enthaltenen BOB-Details
eingesehen werden.
Abbildung 34: BOB-Auswahl für Ortbetondecken
Abbildung 35: Optionale Leistungen bei BOBs
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 73
Im vorliegenden Beispiel ist bei der „Zulage für nachträgliches Aufrauen“ ein Haken
bei „Optional“ gesetzt. Dieser bewirkt, dass das BOB-Detail nicht in die Kalkulation mit
einfließt. Wird der Haken entfernt, so wird die Zulage mit der Detailformel = #bob*1 ins
LV übernommen.
Eine weitere Verwendungsmöglichkeit der Funktion „Optional“ stellt die Wahl der
Betongüte dar. Abbildung 35 verdeutlicht, dass im aktuellen Fall die Betongüte C25/30
für die Deckenplatte verwendet wird. Ist zum Zeitpunkt der Bemusterung bereits die
Notwendigkeit einer anderen Betongüte bekannt, so kann dies hier verändert werden.
Die BOBs und iBOBs sind so konstruiert, dass immer die gängigen Betongüten der
jeweiligen Bauteile ausgegeben werden, also z.B.:
Ortbeton Bodenplatten: C25/30 Fertigteil Stützen: C30/37
Ortbeton Fundamente: C25/30 Ortbeton Unterzüge: C30/37
Ortbeton Deckenplatten: C25/30 Fertigteil Unterzüge: C30/37
Ortbeton Stützen: C25/30 Ortbeton Wände: C25/30
Nachdem alle IFC-Objekte mit BOBs verknüpft wurden, ist das Bauwerk komplett
bemustert. Diese Bemusterung kann dann gespeichert werden. Kommt es aufgrund
einer Modelländerung zu einer Modifikation der Bauteile, so kann diese
Bemusterungsspeicherung genutzt werden.
5.2.6 Kalkulatorisches Änderungsmanagement bei Modellmodifikationen
Vergleicht man auf kalkulatorischer Ebene den traditionellen Prozess bei
Planänderungen und dessen BIM-basiertes Äquivalent, ergeben sich im BIM-Prozess
signifikante Unterschiede. Die gängige Vorgehensweise im konventionellen
Änderungsmanagement sind sogenannte Wölkchen. Diese werden im modifizierten
Plan an der Stelle der Abänderung platziert. Bei großen Projekten kommt es bei dieser
Vorgehensweise der Planmodifikation aufgrund der Komplexität und der teilweise
mangelhaften Koordination zwangsläufig zu Fehlern. Bei Planänderungen im BIM-
Prozess wird das IFC-Modell lediglich erneut in den BIM Server importiert. Mithilfe der
gespeicherten Bemusterung kann die Verknüpfung zwischen dem IFC und den BOBs
in sehr kurzer Zeit wiederhergestellt werden. Sind neue IFC-Objekte durch die
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 74
Änderung enthalten, so weisen diese keine Bemusterung auf und können identifiziert
werden. Der Kalkulator im BIM-Prozess erspart sich somit den Aufwand, alle LV-
Positionen händisch auf benötigte Änderungen zu überprüfen.
5.2.7 Bauteilunabhängige Leistungen
Bei jedem Projekt gibt es Nebenleistungen, wie beispielsweise die Baustelleneinrichtung, welche nicht direkt einem spezifischen Bauteil zugewiesen
werden können. Wie beschrieben, lassen sich BOBs und iBOBs mit IFC-Objekten, also
mit modellierten Bauteilen, direkt durch die Bemusterung verknüpfen.
Dadurch stellt sich die Frage, wie LV-Positionen für bauteilunabhängige Leistungen
generiert werden können.
BIM4You hat hierfür ProjektBOBs entwickelt. Dieser BOB-Typ ist wie ein normaler
BOB aufgebaut, wird aber nicht einem bestimmten Bauteil, sondern dem gesamten
Projekt zugeordnet.
ProjektBOBs BOBs, iBOBs
Abbildung 36: Unterschied zwischen ProjektBOBs und BOBs bzw. iBOBs
Mithilfe von Referenzen zwischen den ProjektBOBs und den herkömmlichen Bauteil-
BOBs lässt sich aber dennoch ein Bezug auf die Mengen der Bauteile herstellen. Im
Folgenden soll der konkrete Anwendungsfall mit dem BOB einer
Fassadenkonstruktion veranschaulicht werden.
Projekt
Wände
Decken
Stützen
Dach
Innen-ausbau
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 75
Im vorliegenden Beispiel handelt es sich um ein Gebäude mit stark vereinfachter
Geometrie.
Abbildung 37: Beispielmodell für die Fassadenkonstruktion
Die Metallfassade „Planum“ des Herstellers „Domico“ ist allseitig auf die vorhandenen
Stahlbetonwände vorgesehen. Nun werden die Wände mit dem erstellten BOB „FAS4-
DOMICO-PLANUM-H#JH“ bemustert. Besteht eine Verknüpfung zwischen dem IFC-
Objekt und dem BOB, enthält die Spalte „BOB-Bezeichnung“ den BOB-Titel. Abbildung
38 macht dies kenntlich.
Abbildung 38: IFC-Objekte im BIM Server für das Beispiel der Fassadenkonstruktion
Mit den nachstehenden Szenarien wird die Wirkungsweise von ProjektBOBs
anschaulicher dargestellt. Für den weiteren Verlauf dieses Kapitels werden die
konventionellen BOBs und iBOBs nun als Bauteil-BOBs bezeichnet, sodass eine
besser Unterscheidung zwischen bauteilbezogenen und projektbezogenen BOBs
gewährleistet ist.
In Szenario I enthält der Bauteil-BOB „FAS4-DOMICO-PLANUM-H#JH“, der direkt mit
der Fassadenfläche bemustert wird, die Baustelleneinrichtung (BE) als BOB-Detail.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 76
Szenario II hingegen verwendet den ProjektBOB BE-FAS4-DOMICO-PLANUM-H#JH
mit dem ausgegliederten BOB-Detail der Baustelleneinrichtung. Für die
bauteilbezogenen Mengen wird der herkömmliche Bauteil-BOB „FAS4-DOMICO-
PLANUM-H#JH“ herangezogen.
Szenario III soll eine weitere Verwendungsmöglichkeit von ProjektBOBs darstellen,
denn ProjektBOBs können sich auch auf geometrische Raumbegrenzungsgrößen wie
beispielsweise den Bruttorauminhalt oder die Bruttogrundfläche nach DIN 277
beziehen.
Szenario I: Baustelleneinrichtung im Bauteil-BOB
Angenommen, der Bauteil-BOB enthalte ein BOB-Detail für die Baustelleneinrichtung.
Würde, wie hier, jede der vier Wände mit jeweils einem Bauteil-BOB bemustert
werden, so erhielte man die LV-Position der Baustelleinrichtung mit der Menge 4.
Grund hierfür ist, dass alle vier Bauteil-BOBs die Baustelleneinrichtung mit der
Menge 1 enthalten und somit diese aufsummiert werden. Da dies kalkulatorisch nicht
sinnvoll ist, wird auf ProjektBOBs zurückgegriffen.
Szenario II: Baustelleneinrichtung als ProjektBOB mit Referenz zum Fassaden-BOB
Um dem Problem der Mengenaufsummierung aus Szenario I zu begegnen, werden
ProjektBOBs verwendet. Durch die Zuweisung des ProjektBOBs zum Projekt lässt sich
nun die gewünschte Menge bauteilunabhängig generieren.
Abbildung 39: ProjektBOB „BE-FAS4-DOMICO-PLANUM-H#JH“
Der ProjektBOB der Domico Fassade fasst nach Abbildung 39 die BOB-Details der
eigentlichen Baustelleneinrichtung, der Hubarbeitsbühne, der Kräne und der
Hebezeuge zusammen. Ziel ist es, mit dem ProjektBOB nur dann bauteilunabhängige
Mengen zu generieren, wenn der Bauteil-BOB bemustert wird und somit auch eine
Menge aufweist. Es ist nicht zweckmäßig, die Position der Baustelleneinrichtung der
Domico Fassade im LV zu haben, wenngleich keine Domico Fassade vorgesehen ist.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 77
Mit der Verwendung von sogenannten Projektvariablen besteht die Möglichkeit den
ProjektBOB mit der Menge der aufsummierten Bauteil-BOBs – also die aufsummierten
Flächen aller vier Wände – zu verknüpfen. Zu Beginn müssen diese Projektvariablen
so definiert werden, dass BIM4You eine Referenz zwischen dem ProjektBOB und dem
Bauteil-BOB herstellen kann. Für den Bauteil-BOB „FAS4-DOMICO-PLANUM-H#JH“
wurde hier beispielsweise die Variable „bw_fas4“, wobei „bw“ für Bauwerk steht und
sich „fas4“ mit ersten Buchstaben des BOB-Titels deckt. Fügt man nun in der
Detailformel des ProjektBOBs diese Projektvariable ein (siehe Abbildung 39), so kann
auf die Menge des Bauteil-BOBs zugegriffen werden.
Die gängige Abrechnungsmenge und -einheit für die Baustelleneinrichtung ist „1
pauschal“. Um die Menge 1 mit der Projektvariable zu erreichen wurde folgende
Formel gewählt. Enthält der Bauteil-BOB eine Menge, so wird diese mit reziproken
Wert multipliziert, was zwangsläufig zu einer Menge von 1 führt.
Detailformel = <bw_fas4> / <bw_fas4> (siehe Abbildung 39)
Werden die Wände des IFC nicht mit dem Fassaden-Bauteil-BOB bemustert, hat die
Projektvariable den Wert 0. Mathematisch gesehen ergibt sich hier ein
Grenzwertproblem. BIM4You erkennt dieses auch, gibt aber die Menge 0 aus. Diese
Rechenoperation wird genutzt, um den ProjektBOB zu deaktiviert.
Mithilfe eines ProjektBOBs lässt sich demnach die kalkulatorisch nicht sinnvolle und
inkorrekte Aufsummierung der Baustelleneinrichtung bei einer Mehrfachbemusterung
elegant lösen.
Als weiteren Anwendungsfall für bauteilunabhängige Leistungen lassen sich
beispielsweise Bauwerksgerüste anführen. Die gängige Methode in der Praxis ist es,
nur ein Gerüst für sämtliche Gewerke zu stellen, vorzuhalten und dann die Kosten
hierfür je nach Nutzungszeit auf die jeweiligen Firmen und Subunternehmer
aufzuteilen. Enthielten alle Bauteil-BOBs sämtlicher Gewerke BOB-Details für
Gerüste, so würde eine inkorrekte und kostenausschlaggebende Mehrmenge
ausgegeben werden.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 78
Ein ähnlicher Fall stellen Kräne dar. Auch diese werden pauschal für sämtliche
Gewerke aufgebaut und sind bauteilunabhängig. Für jeden Kran im Besitz der Firma
Hinterschwepfinger wurde deshalb ein ProjektBOB erstellt. Je nach Anforderung an
die Tragkraft oder die Reichweite des Auslegers kann der jeweilige Kran dem Projekt
zugeordnet werden.
Szenario III: ProjektBOBs bezogen auf geometrische Bauwerksbegrenzungen der DIN 277 (Bruttorauminhalt - BRI, Bruttogrundfläche – BGF etc.)
In den Grunddaten eines Projektes lassen sich geometrische Informationen wie der
Bruttorauminhalt oder die Bruttogrundflächen nach DIN 277 hinterlegen. Diese Daten
können, wie in Szenario II, als Projektvariablen definiert werden und so von
ProjektBOBs genutzt werden.
Bestimmte LV-Positionen, wie beispielsweise Absturzsicherungen, können ohnehin
nicht genau ermittelt werden, da sie im IFC nicht modelliert werden. Trotzdem sind sie
von zentraler Bedeutung. Provisorien von Geländern oder Abdeckungen von
Deckendurchbrüchen sind hierfür ein gutes Beispiel. Durch Erfahrungswerte aus
vergangen Bauvorhaben oder Schätzungen bildet man Kennwerte, die mit dem BRI
oder der BGF multipliziert werden und so eine LV-Menge erzeugen. Nachstehende
Detailformel wurde für die Mengenberechnung von behelfsmäßigen Geländern
angewandt. Pro Quadratmeter Bruttogrundflächen wurde ca. 12 cm Geländer verbaut.
Detailformel = <BGF> * 0,12 [m]
5.2.8 Erstellung eines Leistungsverzeichnisses in BIM4You
Nach abgeschlossener Bemusterung des IFC-Modells und der Zuweisung der ProjektBOBs zum Projekt wird die sogenannte 5D-Berechnung im BIM Server
gestartet, mit der die LV-Positionen generiert werden. Mengen, Kosten und zugehörige
Kurz- und Langtexte der BOB-Details werden anschließend in einer Form dargestellt,
welche sich an der Gliederung eines Leistungsverzeichnisses orientiert.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 79
Nachstehende Abbildung zeigt einerseits diese Gliederung, andererseits eine in dieser
Gliederung enthaltene LV-Position einer Stahlbetonwand.
Abbildung 40: LV-Position einer Innenwand nach 5D-Berechnung
Um einer LV-Position eine Bauteilmenge und ein Einheitspreis zuordnen zu können,
greift BIM4You auf die sogenannte Element-ID zurück. Jedem BOB-Detail, wie nach
Abbildung 40 der Betoneinbau für eine Innenwand, ist eine Element-ID zugeordnet.
Da alle BOBs und iBOBs und deren BOB-Details in einer Datenbank gespeichert
werden, müssen sämtliche Element-IDs eindeutig und individuell benannt sein.
Zur Erstellung der BOBs, iBOBs und ProjektBOBs für die Firma Hinterschwepfinger
wurde für die Element-ID eines jeden BOB-Titels und jeden BOB-Details eine
Namenskonvention festgelegt. Mit der Einführung des Suffixes „#JH“ (Kürzel des
Erstellers Josef Hinterschwepfinger) am Ende einer jeden Element-ID werden
persönlich erstellte BOBs gekennzeichnet. Dadurch erhält der Ersteller einen
Überblick und eine Abgrenzung zu den von BIM4You bereitgestellten Bauteilen. Da
die BOBs mit deren BOB-Details von BIM4You nicht auf die Firma zugeschnitten sind,
werden zudem die selbst erstellen Bauteile mit der Kennzeichnung #JH als geprüft
gekennzeichnet und als verwendbar deklariert.
Jede generierte LV-Position ist nun mit dieser Element-ID verknüpft. Wird der
identische BOB oder iBOB mehreren IFC-Objekten zugewiesen und die 5D-
Berechnung gestartet, so werden die Mengen der BOB-Details mit gleicher Element-
ID in einer LV-Position aufsummiert.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 80
Am folgenden Beispiel soll dies verdeutlicht werden.
BOB-Detail Kurztext Element-ID BOB-Detail Menge
Betoneinbau Wand, Stahlbeton C25/30 013.012005#JH 15,20 m²
Betoneinbau Wand, Stahlbeton C25/30 013.012005#JH 45,18 m²
Holzständerwand 017.905008#JH 30,04 m²
Tabelle 4: Beispiel einer Element-ID Aufsummierung
Im vorliegenden Beispiel werden zwei unterschiedliche Positionen generiert. Die
Mengen der Stahlbetonwand C25/30 werden aufgrund der identischen Element-ID
aufsummiert und ergeben damit 60,38 m², wobei die Menge der Holzständerwand
30,04 m² beträgt.
Mit dem Wissen über die Funktionsweise der Mengenermittlung und der Erstellung des
positionsweisen Leistungsverzeichnisses können die Daten für die BIM-gestützten
Kostenermittlungen genutzt werden. Im Folgenden wird zunächst die
Investkostenschätzung zu LoD 100 und anschließend die Angebotskalkulation zu
LoD 300 beleuchtet.
5.3 5D-Analyse: Investkostenschätzung mit LoD-100-BOBs
Die Projektentwicklung ist stets der Beginn des Lebenszyklus einer Immobilie.86 Nach
dem Projektanstoß erfolgt bei einer Vielzahl von Projekten ein Standortkonzept durch
die Firma Hinterschwepfinger. Stufe 1 des HP3-Stufenmodells beschäftigt sich mit der
Flächenbedarfsermittlung für den gewerblich oder industriell tätigen Bauherrn und
kann mit der Projektentwicklung aus nachstehender Abbildung verglichen werden.
86 Zimmermann
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 81
Abbildung 41: Ablauf eines Projektes (eigene Darstellung in Anlehnung an Zimmermann87)
Die Realisierungsentscheidung trennt die Projektentwicklung und die
Projektrealisierung. Die Aufstellung der Investkostenschätzung stellt den Abschluss
der Projektentwicklung dar und bildet eine aussagekräftige Entscheidungsbasis für die
Weiterführung des Projektes.
Die Investkostenschätzung basiert auf flächenbezogenen Kostenkennwerten, die aus
abgeschlossenen Projekten ermittelt wurden. Diese Kostenkennwerte ergeben sich
aus der Nutzungsart (z.B. Büro, Werkstatt, Montage oder Lagerhalle) und dem
Ausstattungsgrad der Nutzfläche (einfacher Standard, mittlerer Standard, hoher
Standard). Diese Kostenkennwerte sind in die sieben Kostengruppen (KGR) der
DIN 276 gegliedert.
100 Grundstück
200 Herrichten und Erschließen
300 Bauwerk – Baukonstruktion
400 Bauwerk – Technische Anlagen
500 Außenanlagen
600 Ausstattung und Kunstwerke
700 Baunebenkosten88
87 Zimmermann 88 Fröhlich 2010
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 82
Nachstehende Tabelle stellt beispielhaft Kostenkennwerte der KGR 300 und KGR 400
für eine Büronutzung mit unterschiedlichen Ausstattungsstandard gegenüber.
Nutzung, Ausstattungsstandard KGR 300 KGR 400
Büro, einfacher Standard 1.300 €/m² 480 €/m²
Büro, hoher Standard 1.450 €/m² 650 €/m²
Tabelle 5: Kosten für Nutzungen je nach Ausstattungsgrad89
Die Kostenkennwerte werden mit der jeweiligen Nutzfläche multipliziert und ergeben
somit die Investkostenaufstellung.
Nach der Einführung der BIM-Methodik wird unter Anwendung der aus dem
Masterplan gewonnen Informationen ein räumliches Hüllmodell erzeugt. Dieses stellt
einen groben Überblick über geometrische Parameter wie die geplante
Bruttogrundfläche, den Bruttorauminhalt und die Nutzungszonen dar. Nachstehende
Abbildung zeigt ein LoD 100 Modell vom Projekt „.................“.
Abbildung 42: LoD 100 Modell bei Projekt „..............“
Für die BIM-basierte Investkostenschätzung wird das LoD 100 IFC-Modell in BIM4You
importiert. Für diesen Anwendungsfall wurden LoD-100-BOBs für diverse
Nutzungsarten erstellt, die BOB-Details die Kostengruppen KGR 300 und KGR 400
enthalten. Da Firma Hinterschwepfinger separate Planungsabteilungen für das
Gewerk Heizung, Lüftung, Sanitär sowie für das Gewerk Elektro hat, wird die
89 Hinterschwepfinger Projekt GmbH
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 83
Kostengruppe KGR 400 (Bauwerk – Technische Gebäudeausrüstung) in KGR400-430
(Heizung, Lüftung, Sanitär) und die KGR 440-450 (Elektro) aufgeteilt. Für spätere
Honorarberechnungen müssen die Bauwerkskosten getrennt werden können.
Nachstehende Abbildung stellt einen LoD-100-BOB mit den jeweiligen BOB-Details
der Kostengruppen am Beispiel eines Büros dar.
Abbildung 43: LoD-100-BOB eines Büros
Betrachtet man Abbildung 43, so fallen die unterschiedlichen Ausstattungsstandards
innerhalb des BOBs auf. Wie der BOB-Titel in Abbildung 43 darlegt, ist der mittlere
Standard als Voreinstellung gespeichert. Das erkennt man auch daran, dass die BOB-
Details des mittleren Standards die Menge 1 aufweisen. Der einfache und hohe
Standard ist hingegen auf die Einstellung „eventual“ programmiert, haben die Menge 0
und können aber durch eine Änderung dieser auf den Wert 1 aktiviert werden. So
besteht auch die Möglichkeit, bei Kostengruppe 400-430 einen hohen Standard zu
wählen, wohingegen die Kostengruppen 300 und 440-450 nur in mittlerem Standard
ausgeführt werden.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 84
Abbildung 44 zeigt einen Ausschnitt aus der Bemusterung des LoD 100 Modells von
„.................“. Ein IFC-Objekt wird nach der Nutzungsbeschreibung in der Spalte
„Raumname“ entsprechend bemustert.
Abbildung 44: Bemusterung mit LoD-100-BOBs
Nach vollständiger Bemusterung wird die 5D-Berechnung gestartet und die Positionen
werden wie beschrieben generiert. Das Ergebnis der 5D-Berechnung wird für die
weitere Verwendung als Excel-Datei exportiert. Grund hierfür ist, dass Excel in diesem
Projektstand eine hohe Flexibilität bietet und von der Geschäftsführung bevorzugt wird.
Die Verknüpfung der Vorgabedatei der Investkostenschätzung mit der exportierten
Excel-Mappe erfolgt über ein, vom Verfasser dieser Thesis geschriebenes, Makro-
basiertes Excel-Sheet. Da der Export aus BIM4You zwar alle Informationen der 5D-
Berechnung (Flächen der Nutzungszonen und Kostenkennwerte) enthält, dieser aber
darstellungsmäßig nicht zu vertreten ist, werden die Daten aufbereitet und strukturiert
dargestellt.
Die Kosten für die Kostengruppen KGR 200, KGR 460-490, KGR 500 und KGR 600
werden bei der Investkostenaufstellung auf Wunsch der Geschäftsführung für jedes
Projekt separat abgeschätzt und nicht standardisiert durch BOBs generiert. Grund
hierfür sind die Individualitäten eines jeden Projektes. Das Excel-Sheet die bietet dafür
die Möglichkeit, die Preise der aller Kostengruppen manuell zu ändern.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 85
Die Honorare der Kostengruppe KGR 700 errechnen sich dann nach der
Honorarordnung für Architekten und Ingenieure. Die Vorlagedatei der durchaus
aufwendigen Ermittlung der anrechenbaren Kosten wurde in das Excel-Sheet der
Investkostenschätzung integriert und verknüpft. Auf den genauen Vorgang der
Honorarermittlung wird im Rahmen der Masterarbeit jedoch nicht eingegangen.
Mit der Zusammenstellung aller Kostengruppen bildet sich dann eine, nach DIN 276
gegliederte, Aufstellung der Investitionssumme, die dem Bauherrn als
Entscheidungsfindung dienen soll.
Der Auszug der Investkostenschätzung findet sich in Anhang D. Die zugehörige Excel-
Datei zum Pilotprojekt „.................“ befindet sich auf dem der Masterarbeit beigelegten
Datenträger.
Für die Angebotserstellung der Bauleistungen ist die Investkostenschätzung mit
LoD 100 jedoch zu ungenau. Mit der sukzessiven Projektplanung erhöht sich die
gegebene Informationsdichte der IFC-Modelle, sodass unter der Verwendung
modellierter Bauteile eine sehr viel genauere Kostenberechnung möglich ist.
Folgendes Kapitel behandelt aus diesem Grund die Angebotserstellung auf Basis
eines LoD 300 Modells.
5.4 5D-Analyse: Anwendung der LoD-300-BOBs für die Angebotskalkulation
Eine belastbare Angebotskalkulation beruht im Vergleich zur Investkostenschätzung
nach LoD 100 auf einem weitaus fortgeschritteneren Planungsstand. Für diese wird
das LoD 300 Modell wie beschrieben mit LoD-300-BOBs bemustert und anschließend
in 5D berechnet. Die ermittelten Mengen werden dabei mit den Einheitspreisen aus
BIM Server verknüpft und ergeben einen Preis.
Wenngleich das Programm BIM4You die Möglichkeit einer Einheitspreiskalkulation
bietet, wird aufgrund des intensiven Preiskampfes im Baugewerbe eine sehr viel
genauere Einheitspreiskalkulation benötigt. Die Firma Hinterschwepfinger greift hierfür
auf die Softwarelösung BauSU zurück, die seit mehr als 20 Jahren im Unternehmen
etabliert ist. Funktionen, die in BIM4You nicht verfügbar sind, werden in BauSU
gebündelt. Sämtliche Geschäftsbereiche der Baufirma, wie beispielsweise die
Projektabwicklung (Kalkulation, Nachunternehmer Management und Abrechnung),
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 86
Geräteverwaltung, Materialwirtschaft, Lohnbuchhaltung und Finanzbuchhaltung sind
hierbei miteinander verknüpft.
Um die aus dem Modell gewonnenen Daten trotzdem zu nutzen, wird das 5D-
gerechnete LV als GAEB-Datei aus dem BIM Server exportiert und in BauSU
importiert. Informationen, wie LV-Mengen, Einheitspreise, Kurz- und Langtexte werden
somit brauchbar, jedoch müssen die Preiskalkulationen von BauSU noch in das LV
übertragen werden. Die aus dem BIM Server mitgelieferten Einheitspreise werden für
die Angebotskalkulation in BauSU lediglich als Vergleichswert herangezogen.
Um eine Datenbank für diese Preiskalkulationen zu haben, wurde ein Stamm-LV in
BauSU erstellt. Dieses Stamm-LV enthält neben allen jemals aus dem BIM Server
generierten Positionen auch noch Leistungen, die nicht aus dem Modell entnommen
werden können. Hierzu zählen vor allem betontechnische Untersuchungen wie ein
Betonwürfel-Drucktest, vorbreitende Maßnahmen und Gerüstbauarbeiten, das
Schließen von temporären Aussparungen und Schlitzen und gegebenenfalls
Regiearbeiten. Aus bisheriger Erfahrung können circa 80 Prozent der Positionen durch
BIM4You generiert werden, die restlichen 20 Prozent werden durch das Stamm-LV
komplettiert.90
Jede, aus BIM4You stammende Position, die im Stamm-LV hinterlegt ist, hat eine
Element-ID. Das Stamm-LV enthält quasi eine kalkulierte Position, die das Äquivalent
zu einem BOB-Detail darstellt. Die Element-IDs sind dabei gleich (siehe Abbildung 45
und Abbildung 46).
Abbildung 45: Element-ID einer Außenwand, d = 25cm aus BIM4You
Abbildung 46: Element-ID einer Außenwand, d = 25cm im Stamm-LV von BauSU
90 Ermittelt aus drei Projekten
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 87
Nachstehende Abbildung soll den Prozess ab dem Zeitpunkt der 5D-Berechnung im
BIM Server bis hin zum fertig kalkulierten Projekt-LV darstellen. Der Prozess vor der
5D-Berechnung wurde bereits im Kapitel „Verknüpfung der BOBs mit den Objekten
aus dem IFC“ beleuchtet.
Abbildung 47: Tool Chain der Angebotserstellung
Die GAEB-Datei von BIM4You wird zunächst in BauSU eingelesen und als
provisorisches Projekt-LV deklariert. Dabei weisen sämtliche Positionen eine Element-
ID auf. Mit einer Programmfunktion von BauSU wird zunächst überprüft, ob jede
Element-ID aus dem Projekt-LV im BauSU-Stamm-LV enthalten ist. Ist dies nicht der
Fall, muss diese im Stamm-LV eingefügt und kalkuliert werden. Dadurch dass zu
Beginn der BIM-Implementierung im Stamm-LV nur wenige Positionen vorhanden
sind, muss dieses LV mit, aus BIM4You kommenden Positionen erweitert werden. Der
Aufwand hierfür wird anfangs schätzungsweise noch hoch sein, jedoch mit
fortschreitender BIM-Nutzung abnehmen, da sich dann immer mehr kalkulierte
Positionen im Stamm-LV befinden.
Sind alle Element-IDs enthalten, werden im nächsten Schritt die zuvor genannten
Positionen, die nicht aus dem Modell entnommen werden können, vom Stamm-LV ins
Projekt-LV kopiert.
Mit einer Programmfunktion von BauSU wird anschließend das generierte Projekt-LV
mit den Preisen aus dem Stamm-LV positionsweise über die Element-ID
synchronisiert. Die Einheitspreise sind dann automatisch mit Zuschlägen der
Projektgemeinkosten, der allgemeinen Geschäftskosten, des Wagnisses und des
Gewinns beaufschlagt.
BauSU
Erstellung Projekt-LV
BIM ServerLV Erstellung mit 5D - Berechnung
Austausch über GAEB
Stamm-LV
Vergleich derElement-IDs
zusätzliche Positonenim Projekt-LV? Ja
Nein
einpflegen und kalkulierenStamm-LV
unkalkuliertes Projekt-LV
Hinzufügen von Positionen aus Stamm-LV, die nicht mit BIM erstellt werden können
EinheitspreisSynchronisation über Element ID
Stamm-LV
kalkuliertes Projekt-LV
Bemusterung
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 88
Mit Abschluss der Prozesskette erhält man ein fertig kalkuliertes Projekt-LV.
5.5 Machbarkeitsuntersuchung für Kostenberechnung bei LoD 200 Modellen mit LoD-300-BOBs
Durch das Bestreben der Kostengenauigkeit zu sehr frühem Zeitpunkt stellt sich nach
Abschluss der Kostenberechnung mit einem LoD 300 Modell die Frage, inwieweit die
Verwendung mit LoD-300-BOBs für eine Kostenberechnung zu noch früherem
Planungsstand möglich ist. Bis zum jetzigen Zeitpunkt wurden für das mittelständische
Unternehmen nur BOBs für LoD 100 und LoD 300 erstellt. Aufgrund des hohen
Aufwands der konventionellen Angebotserstellung wurde zum Zeitpunkt des Entwurfs,
also LoD 200, bisher keine Kostenberechnung mit positionsweisen
Leistungsverzeichnis durchgeführt.
Nach den Festlegungen des LoD-Konzeptes zeigen sich die Bauteile des LoD 200 nur
als schematische Darstellungen mit ungefähren Abmessungen. Die semantischen
Informationen, die für eine genaue Kostenberechnung benötigt werden, sind bei einem
Projektfortschritt von LoD 200 größtenteils noch nicht gegeben. Der signifikante
Unterschied zwischen LoD 200 und LoD 300 wird beim Vergleich von beispielsweise
einer Decke aus dem LoD-Konzept deutlich. Die Decke wird bei LoD 200 lediglich mit
einer Schicht modelliert, wohingegen die LoD 300 Decke als mehrschichtiges Bauteil
dargestellt wird.
Abbildung 48: Darstellung einer Geschossdecke in LoD 200 (links) und LoD 300 (rechts)
Die „Authorized Uses“ des AIA lassen die Nutzung eines LoD 200 Modells für eine
„Kostenberechnung mit allgemeinen Aufbauten“ zu. Aus diesem Grund wird in diesem
Kapitel die Möglichkeit der Verwendung eines LoD 200 Modells mit LoD-300-BOBs
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 89
untersucht. Dabei muss geprüft werden, ob die LoD-300-BOBs die vorherrschende,
geringere Informationsdichte für aussagekräftige Kostenermittlung verarbeiten
können. Die Bewertung hierzu erfolgt durch den Vergleich der Mengenermittlung am
Beispiel einer Decke und einer Wand.
5.5.1 Grundidee von Schicht-Simulationen und Standardaufbauten
Die Idee einer Kostenberechnung mit LoD-300-BOBs und einem LoD 200 Modell
basiert auf der Möglichkeit der Mehrfachbemusterung eines IFC-Bauteils. Ziel dieser
Mehrfachbemusterung ist eine Schicht-Simulation. Wird in dem LoD 200 Modell
beispielsweise die Decke nur als eine Schicht dargestellt, wird der BOB für die
Tragstruktur der Decke, der BOB vom Bodenausbau und der des Deckenausbaus auf
das eine IFC-Objekt gelegt.
LoD 200 Darstellung LoD 200 Schicht-Simulation
Mehrfachbemusterung
Abbildung 49: Schicht-Simulation eines LoD 200 Modells durch Mehrfachbemusterung
Um der Problematik der geringen Informationsdichte von LoD 200 entgegen zu wirken,
wird bei dieser Schicht-Simulation auf Standardaufbauten zurückgegriffen. Diese
Standardaufbauten sind je nach Nutzungsart charakteristisch. Bodenaufbauten,
Dachaufbauten oder Deckenausbauten in beispielsweise Bürobereichen differieren
bei der Mehrzahl von Projekten nur wenig. Aufgrund der unterschiedlichen
Spannweiten und Lasten verändert sich meist nur das tragende Element, wie
beispielsweise eine Stahlbetondecken-Schicht. Die Dimension der Tragstruktur ist
bereits zum Zeitpunkt von LoD 200 durch eine Vorstatik vordefiniert. Der Bodenausbau
und der Deckenausbau wird als Standard Ausführung bemustert. Nachstehende
Abbildung zeigt die Schicht-Simulation in Verbindung mit den Standardaufbauten.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 90
Abbildung 50: Standardaufbauten bei der Schicht-Simulation
Die LoD-300-BOBs wurden so konzipiert, dass die Dicken aller Schichten in BIM4You
auch manuell über Parameter vergeben werden können. Die nachstehende Abbildung
verdeutlicht dies bei einem Bodenaufbau-BOB.
Abbildung 51: Parameter für einen Bodenaufbau-BOB
Dieser BOB stellt einen Bodenunterbau mit Dämmung, Trittschalldämmung und
Estrich dar. Der finale Bodenbelag und dessen benötigter Unterbau kann mit der
Erfahrung eines Kalkulators je nach Nutzungszone grob abgeschätzt werden.
Für die Bodenausbauten wurden BOBs entwickelt, die für bestimmte Geschosse
anzuwenden sind. Der BOB des Bodenaufbaues im Keller enthält im Gegensatz zum
BOB des Erdgeschosses beispielsweise eine bauphysikalisch nötige
Feuchtigkeitssperre. Für die Dämmung der Kellerwände wurde ein BOB entwickelt,
der neben der Feuchtigkeitssperre auch eine Noppenbahn und eine Hohlkehle für den
Fundamentvorsprung enthält. Diese Nuancen sollen nach Möglichkeit die
Voraussetzung für eine aussagekräftige Kostenermittlung bei weitgehend geringem
Modell-Detaillierungsgrad schaffen.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 91
5.5.2 Gegenüberstellung der Bemusterungen bei LoD 200 und LoD 300
Im Folgenden wird der Vorgang der Bemusterung mit LoD-300-BOBs an LoD 200 und
LoD 300 Modellen am Beispiel von Decken und Wänden untersucht.
Deckenkonstruktion
Nachstehende Abbildung stellt ein in LoD 200 und ein in LoD 300 modelliertes
Deckenbauteil gegenüber. Die Dicken der Stahlbetonschicht und des Bodenausbaus
in LoD 300 ergeben aus Gründen der Vergleichbarkeit in Summe die
Gesamtdeckenstärke für LoD 200. Die abgehängte Decke wird in LoD 200 nicht
modelliert.
LoD 200 Darstellung im IFC-Modell
LoD 300 Darstellung im IFC-Modell
Abbildung 52: Darstellung einer Decke in LoD 200 (oben) und LoD 300 (unten)
Nach dem Import in BIM4You erhält man das Deckenbauteil einerseits in einzelnen
Schichten (LoD 300) und andererseits als eine komplette Schicht (LoD 200). Der
Unterschied bei der Bemusterung der LoD 300 Decke zur LoD 200 Decke liegt darin,
dass beim LoD 300 die einzelnen unterschiedlichen Schichten bemustert werden,
wohingegen beim LoD 200 die einzelnen Schichten durch die Mehrfachbemusterung
der einen Schichten simuliert werden soll.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 92
LoD 300 Bemusterung Decken
Abbildung 53: LoD 300 Bemusterung einer Decke
BIM4You behandelt Decken und Deckenschichten separat (siehe Abbildung
oberhalb). Die Bestandteile aus mehrschichten Decken finden sich unter
„Deckenschicht“ (hier Parkettboden, Bodenaufbau, Stahlbetondecke, Luftschicht und
dazugehörige Gipskartondecke) und ergeben in Summe ein komplettes Bauelement
(Decke in LoD 300). Der Grund für eine Bemusterung in Schichten ist folgender. Die
Schichten werden mit bestimmten Schichtdicken dargestellt, auf welche wiederum die
BOBs zugreifen und so die Mengen und die LV-Texte automatisch generieren.
Im Interface der Bemusterung befinden sich einerseits diese Deckenschichten selbst
und anderseits auch die Decke, die aus diesen Schichten gebildet wird. Die Schichten
aus „Deckenschicht“ und das Deckenbauteil in „Decke/Dachfläche/Bodenplatte“ sind
so miteinander verknüpft, dass das komplette Deckenbauteil nach dem Vorgang der
Bemusterung auch die einzelnen Schichten aufweist. Diese Funktion soll mit den roten
Pfeilen am Rande dieser Seite verdeutlicht werden.
Abbildung 54: LoD 300 Decke in Schicht-Bemusterung
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 93
Wurde die Decke in Schichten bemustert, ist die Schrift der Spalte „BOB-Bezeichnung“
in hellblau eingefärbt. Zudem ist zu erkennen, dass „Deckenschicht 5/5“ und
„Decke/Dachfläche/Bodenplatte 1/2“ bereits bemustert ist, obwohl im
Gliederungspunkt „Decke“ noch nichts explizit bemustert wurde.
LoD 200 Bemusterung Decke
Im Vergleich zu LoD 300 ist bei der Bemusterung in LoD 200 diese Schichtdarstellung
nicht gegeben. LoD-300-BOBs sind so konstruiert, dass sie die Schichtdicken des IFC
automatisch in die Kurz- und Langtexte übernehmen. Die manuelle Schichtdicken-
Vergabe ist bei der Verwendung der LoD-300-BOBs bei LoD 200 Modellen zwingend
notwendig, da alle BOBs mit der 42 cm hohen Deckenkonstruktion bemustert werden
müssen. Würden die Parameter nicht angepasst werden, so entnähmen alle BOBs die
Gesamtschichtdicke von 42 cm.
Der signifikante Unterschied zwischen Bemusterungen in LoD 200 und LoD 300 ist
also der erhöhte Aufwand der manuellen Parameter-Eingabe. Um dieser Problematik
entgehen zutreten, müssten statische LoD-200-BOBs erstellt werden, welche die LV-
Texte parameterunabhängig generieren. Diese BOBs enthielten dann
Standardaufbauten aus beispielsweise Bauteilkatalogen, die für die jeweilige
Bauteildicke anwendbar wären. Dieses Kapitel untersucht jedoch die Kostenermittlung
mit LoD-300-BOBs in Verbindung mit LoD 200 Modellen.
Die folgende Tabelle soll die unterschiedlichen Herangehensweisen einer LoD 200
und einer LoD 300 Bemusterung einer Stahlbetondecke gegenüberstellen. Für die
Eingabe manueller Werte kann in BIM4You eine Funktion genutzt werden, sodass
CAD-Mengen nicht aus dem IFC abgegriffen werden. Hierfür ist bei der Bemusterung
in der sogenannten BOB-Geometrie der Haken bei „CAD?“ zu entfernen.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 94
Deckenschicht Stahlbeton, d = 25cm
LoD 300 LoD 200
Haken bei „Höhe“ gesetzt
-> Abgriff des CAD - Wertes
Haken nicht bei „Höhe“ gesetzt
-> manuelle Eingabe möglich
Tabelle 6: Gegenüberstellung einer LoD 200 und einer LoD 300 Bemusterung
Die Stahlbetonschicht wurde mit dem BOB „DEF01-BIM#JH“ bemustert. Untersucht
man nun alle BOB-Details auf deren Variablenverwendung, erhält man einen
Überblick, welche Parameter für LoD 200 manuell zu vergeben sind. Im vorliegenden
Fall wird beispielsweise das BOB-Detail „Beton für Deckenplatten C25/30“ mit der
Variable „h“ im Kurztext über die manuelle Parametervergabe richtig generiert.
Abbildung 55: BOB-Detail mit Variable im Kurztext und der BOB-Detailformel
Die BOB-Detailformel für die Mengenberechnung referenziert sich auf den Flächen-
Parameter „f“. Wie die obenstehende Gegenüberstellung verdeutlich, wurde der
CAD?-Haken bei „f“ nicht entfernt, da die Fläche bei der LoD 200 und bei der LoD 300
Darstellung identisch sein sollte. Aus diesem Grund greift das BOB-Detail hierfür die
CAD-Fläche ab und muss nicht manuell ermittelt werden.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 95
Bemustert man nun die LoD 200 Decke mit den LoD-300-BOBs mit manueller
Variablen Eingabe, so werden die identischen BOB-Details generiert. Eine
Mehrfachbemusterung eines IFC-Objektes ohne eine Generierung durch Schichten
erkennt man in BIM4You durch die schwarze Schrift der BOB-Bezeichnungen.
Abbildung 56 zeigt den Unterscheid zwischen einer Schichtbemusterung und einer
Mehrfachbemusterung eines IFC-Objektes. Zudem lässt sich der Schichtaufbau in
Abbildung 56 durch die Kennzeichnung in der Spalte „Material“ erkennen. Der
Schichtaufbau von LoD 300 wird durch den Parkettboden, den Bodenaufbau, den
Stahlbeton, die Luftschicht und die gelochte Gipskartonplatte definiert, wohingegen die
LoD 200 Decke lediglich als „Decke“ und ohne die Auflistung eines Materials
angegeben wird.
Abbildung 56: Bemusterung mit mehreren BOBs auf ein IFC-Objekt (oben) versus Bemusterung in
Deckenschichten (unten)
Bei manchen BOBs sind weitere Einstellungsmöglichkeiten, wie beispielsweise die
Wärmeleitgruppe einer Dämmung möglich. Für den Vergleich zwischen LoD 200 und
LoD 300 wurden diese bei den Varianten gleich angesetzt.
Tritt der Fall ein, dass die Dicke von 42cm nach Erfahrung des Kalkulators nicht als
reell eingestuft werden kann, kann mit den BOBs auch eine beliebige Dicke über die
manuelle Parametereingabe generiert werden.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 96
5D-Auswertung der Deckenkonstruktion
Für eine belastbare Aussage über die Möglichkeit der 5D-Berechnung zum Level of
Development 200 werden die von BIM4You generierten Positionen und die
berechneten Mengen der beiden Bemusterungen gegenübergestellt.
Bei der LoD 200 Bemusterung wurden die Parameter wie beschrieben manuell
abgeändert, sodass die Bauteile die identischen Abmessungen aufweisen.
Mengenermittlung gegliedert nach DIN 276 für Decken Menge LoD 200
Menge LoD 300 identisch?
3060 ROHBAUARBEITEN
013 BETON- UND STAHLBETONARBEITEN
013.05i-C25/30-OB-25 Beton für Deckenplatten C25/30, d= 25cm 10,00 m2 10,00 m2 ü
013.080050#JH Schalung für Deckenplatten, d<=30cm 10,00 m2 10,00 m2 ü 013.080050_ZS_KF#JH Zulage zur Deckenschalung für Kleinflächen
<15m2 10,00 m2 10,00 m2 ü
013.080075 Randschalung für Deckenplatten 3,50 m2 3,50 m2 ü 013.180350 Betonstahlmatten, Lagermatten 180,00 kg 180,00 kg ü 013.180550 Betonstabstahl IV 125,00 kg 125,00 kg ü 018 DÄMM- & ABDICHTUNGSARBEITEN
013.130300#JH Wärmedämmschicht PUR Deckenrand, WLG 030, B1, d= 50mm
3,50 m2 3,50 m2 ü
3310 ESTRICHARBEITEN
025 ESTRICHARBEITEN
024.030020 Entfernen der überstehenden Randstreifen 14,00 m 14,00 m ü 025.010020 Reinigen des Untergrundes 10,00 m2 10,00 m2 ü 025.020250 PE-Folie, 0,2 mm, auf Rohboden 10,00 m2 10,00 m2 ü 025.040250BOD-60#JH Wärmedämmschicht EPS 035 DEO, d= 60mm 10,00 m2 10,00 m2 ü
025.141300#JH Randdämmstreifen 14,00 m 14,00 m ü 025.040300#JH Mehrstärke 5 mm zu EPS 035 DEO 0,50 m2 0,50 m2 ü 025.040443-20-#JH Trittschalldämmung EPS 045 DES sg, d=
20mm 10,00 m2 10,00 m2 ü
025.050050-70-#JH Schwimmender Zementestrich CT-C20-S, d= 70mm
10,00 m2 10,00 m2 ü
025.050500#JH Mehr/Minderstärke zum beschriebenen Estrich, d= 5mm
0,50 m2 0,50 m2 ü
3360 BODENBELAGSARBEITEN
036 BODENBELAGSARBEITEN
028.020170 Schiffsparkett (Eiche hell), I. Wahl 10,00 m2 10,00 m2 ü 036.010080#JH Vollflächige Spachtelung von Estrich 10,00 m2 10,00 m2 ü 3400 TROCKENBAUARBEITEN
039 TROCKENBAUARBEITEN
039.060110#JH Gipskarton-Akustik-Element-Decke 10,00 m2 10,00 m2 ü 039.060450 Wandanschlüsse mit einfachen Wandwinkel 22,84 m 22,84 m ü 039.060510#JH Öffnungen in Gipskartondecken bis 625cm2 1,00 Stck 1,00 Stck ü 3500 MALER-/ANSTRICHARBEITEN
034 MALER- UND LACKIERERARBEITEN
034.170100 Dispersion auf Gipsdecken 10,00 m2 10,00 m2 ü
Tabelle 7: Mengenvergleich bei LoD 200 und LoD 300 einer Deckenkonstruktion
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 97
Bei Durchsicht der Tabelle fällt auf, dass einerseits die identischen Positionen
ausgegeben wurden, andererseits diese auch die identischen Mengen aufweisen. Des
Weiteren beinhalten die Kurztexte der Decken die gleiche Bauteilhöhe (= 25 cm).
Die Bemusterung von LoD 200 Deckenbauteilen mit LoD-300-BOBs ist also laut der
Mengenermittlung möglich.
Wandkonstruktion
Für die Beweisführung der Verwendbarkeit von LoD-300-BOBs bei einem LoD 200
Bauteil wird im Folgenden eine weitere Konstruktion untersucht. Dabei werden die
Mengen und die Positionen einer Wandkonstruktion verglichen. Der
Bemusterungsprozess wird jedoch nicht ein weiteres Mal wie in vorheriger
Detaillierung beleuchtet, da sich die Vorgehensweise bei der Wand- und der
Deckenkonstruktion gleicht. Bei LoD 200 wurden die Schichtdicken bei der
Parametereingabe erneut manuell angepasst.
Nachstehende Abbildung zeigt die Darstellungen eines LoD 300 Wandbauteils und
eines LoD 200 Wandbauteils.
Abbildung 57: Darstellung einer Wand in LoD 300 (oben) und LoD 200 (unten)
Die Stahlbetonwand (grün, schraffiert) mit Dämmebene (gelb), Hinterlüftung (weiß)
und Fassade (grau) bildet die vier Schichten für die LoD 300 Wand. Im Vergleich zum
LoD 300 besteht die LoD 200 Wand lediglich aus einer Bauteilschicht ohne einer
signifikanten Benennung der Materialien.
Bei der Bemusterung der Wände wurden wiederrum die LoD-300-BOBs passend zu
den jeweiligen Materialien gewählt. Die Schichtdicken aus LoD 300 ergeben in Summe
wieder die Gesamtwanddicke aus LoD 200.
5050
25157525
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 98
5D-Auswertung der Wandkonstruktion
Um die Möglichkeit der Bemusterung von LoD 200 Bauteilen mit LoD-300-BOBs zu
validieren, werden wiederrum die generierten Mengen miteinander verglichen.
Mengenermittlung gegliedert nach DIN 276 für Wände Menge LoD 200
Menge LoD 300 identisch?
3060 ROHBAUARBEITEN 013 BETON- UND STAHLBETONARBEITEN
013.02i-25-C25/30 Beton C25/30 für Außenwände, d= 25cm 28,80 m2 28,80 m2 ü
013.080400#JH Schalung für Innen- und Außenwände 57,61 m2 57,61 m2 ü
013.180350 Betonstahlmatten, Lagermatten 417,64 kg 417,64 kg ü
013.180550 Betonstabstahl IV 316,83 kg 316,83 kg ü 3220 HÜLLE / FASSADE
018 DÄMM- & ABDICHTUNGSARBEITEN
012.09i-WD-150-035#JH
Wärmedämmschicht Mineralfaser, WLG 035, A1/A2, d= 150mm
27,06 m2 27,06 m2 ü
031 METALLBAU- UND SCHLOSSERARBEITEN
031.700010-Kran#JH Kräne, Hebezeuge für die Fassadenarbeiten 1,00 pau 1,00 pau ü
031.700010-BE#JH Baustelleneinrichtung für Domico Fassadenarbeiten
1,00 pau 1,00 pau ü
031.700010-HuBü#JH Hubarbeitsbühne zur Montageunterstützung 1,00 pau 1,00 pau ü
031.700010-Statik#JH Statische Berechnung Domico Fassade 1,00 pau 1,00 pau ü
031.700010-Verlegepläne#JH
Verlegepläne Domico Fassade 1,00 pau 1,00 pau ü
031.701010-ML-W#JH Modulleiste W 27,06 m2 27,06 m2 ü
031.705000-Schattenfuge#JH
Schattenfugen bei Planum waagrecht 8,73 m2 8,73 m2 ü
031.705000-Schattenfuge-Eck#JH
Schattenfugen in Eckbereichen bei Planum waagrecht
3,10 m2 3,10 m2 ü
031.701010-PLANUM32-H-#JH
DOMICO Planum 32 Fassade waagrecht 27,06 m2 27,06 m2 ü
031.701040#JH UK Wandabstandhalter 27,06 m2 27,06 m2 ü
031.701050#JH Thermisches Trennstück 27,06 m2 27,06 m2 ü
031.709000-PLANUM-Unterlängen#JH
Zulage für Unterlängen der Domico Fassade 150-1399mm
2,00 Stck 2,00 Stck ü
031.709020-PLANUM-Profillängen#JH
Zulage für unterschiedliche Profillängen 1,00 Stck 1,00 Stck ü
Tabelle 8: Mengenvergleich bei LoD 200 und LoD 300 einer Wandkonstruktion
Zusammenfassung der Ergebnisse der LoD 200 Kostenberechnung
Betrachtet man die 5D-Auswertungen der Wände und der Decken, so lässt sich die
Möglichkeit der Kostenermittlung zu LoD 200 mit LoD-300-BOBs feststellen.
Bereits bei der Erarbeitung der Beispiele wurde aber im Vergleich zur Bemusterung
eines LoD 300 Modells ein zeitlich erhöhter Aufwand für die Kostenermittlung zu
LoD 200 festgestellt, jedoch ist die Genauigkeit der Kostenentwicklung bereits zu sehr
frühem Planungszeitpunkt als hoch einzustufen. Ist vom Bauherrn nicht explizit eine
BIM-basierte Mengenermittlung zu diesem Planungsstand gefordert, so ist die
Relevanz der zeitintensiven Mengenermittlung zum Level of Development 200 zu
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 99
hinterfragen. Eine Lösungsmöglichkeit hierfür wäre die Erstellung von LoD-200-BOBs,
welche die manuelle Parametervergabe nicht verlangen. Jeder Auftragnehmer sollte
deshalb untersuchen, inwieweit diese Kostenermittlung für ihn von Nöten ist.
Zudem ist zu beachten, dass es aufgrund der ungefähren Maße der Schichten im Level
of Development 200 durchaus zu Abweichungen in der Mengenermittlung kommen
kann. Überdies sind Mengenänderungen durch Geometriemodifizierungen in den
darauffolgenden Projektphasen als sehr wahrscheinlich anzunehmen. Die Folge
daraus können erhebliche Kostenunterschiede sein.
Des Weiteren benötigt der Kalkulator eine hohe Kenntnis über die Variablendefinition
und die Variablenverwendung in den Kurz- und Langtexten der BOBs. Verfügt der
Kalkulator nicht über dieses Know-How, ist diese Art der Bemusterung womöglich
fehleranfällig und damit nicht sehr zielführend. Ist das Know-How jedoch vorhanden,
besteht die Möglichkeit der Verwendung der LoD-300-BOBs bei LoD 200 Modellen für
eine aussagekräftige Kostenberechnung.
Um die Verwendungsmöglichkeit des LoD 200 Modells noch weiter zu intensiveren,
werden im Folgenden Variantenstudien mit BIM4You untersucht.
5.5.3 Variantenstudien mit LoD 200 Modellen
In der HOAI Phase des Vorentwurfs ist der Architekt dem Bauherrn je nach
vertraglicher Regelung mehrere Varianten des Gebäudes schuldig. Diese
Gebäudealternativen werden präsentiert und dienen der Entscheidungsfindung für
eine Ausführungsvariante.
In der Entwurfsphase wird das bevorzugte Konzept sukzessive weiterentwickelt. Die
HOAI sieht für die Projektphase des Entwurfes dann keine Variantenstudien mehr vor.
Die Untersuchung von Alternativen wird mit der Vorplanung beendet. 91 Die entwickelte
BIM-Prozesskette zeigt, dass das LoD 200 Modell erst mit Abschluss des Entwurfs
erstellt wird. Demnach stellt sich die Frage, warum eine Variantenstudie mit einem
LoD 200 Modell sinnvoll sein kann.
91 Eich 2013
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 100
Der Begriff der Variantenstudie beschreibt in diesem Kapitel daher nicht die
Untersuchung von Gebäudevarianten, sondern von Bauteilalternativen und von
ausführungstechnisch unterschiedlichen Bauverfahren.
Nach der Feststellung, dass bei LoD 200 und bei LoD 300 Modellen die identischen
Positionen und Mengen generiert werden können, sind Variantenstudien für
beispielsweise unterschiedliche Bauverfahren möglich. Im Verlauf des Absatzes wird
auf frei gewählte Beispiele zurückgegriffen. Grund hierfür ist, dass zum Zeitpunkt der
Entwurfsphase das LoD-Konzept dieser Thesis noch nicht vorhanden war und deshalb
kein LoD 200 Modell erstellt wurde.
Für die Darlegung einer Variantenstudie werden zwei Ausführungsalternativen für die
Herstellung einer Stahlbetondecke kostenmäßig verglichen. Anzumerken ist, dass
diese differierenden Herstellungsverfahren beispielsweise nicht die darunterliegende
Stützenkonstruktion beeinflussen dürfen, da dies die Kosten verfälschen würde. Als
vereinfachtes Beispiel wird eine Stahlbetondecke einerseits mit Ortbeton, andererseits
mit Filigrandecken und dazugehöriger Ortbetonergänzung bemustert.
Variante 1: Ortbeton Variante 2: Filigrandecke
Abbildung 58: Varianten in Bauverfahren
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 101
Bemustert man die Decke mit den verschiedenen Bauverfahren, berechnet diese und
synchronisiert die Preise in BauSU, so erhält man folgende Leistungsverzeichnisse.
Variante 1: Ortbetondecke
Kurztext Menge Preis/EH Gesamtpreis
Beton für Deckenplatten C25/30, d= 20cm 62,00 m2 29,85 1.850,70 €
Schalung für Deckenplatten, d<=30cm 46,80 m2 33,53 1.569,20 €
Randschalung für Deckenplatten 9,30 m2 36,32 337,78 €
Betonstahlmatten, Lagermatten 992,00 kg 1,40 1.388,80 €
Betonstabstahl IV 651,00 kg 1,40 911,40 €
Summe: 6.057,88 €
Tabelle 9: Variantenstudie: Ortbetondecke
Variante 2: Filigrandecke
Kurztext Menge Preis/EH Gesamtpreis
Halbfertigteil Filigrandecke C30/37, d= 5+15cm 62,00 m2 47,85 2.966,70 €
Randschalung für Ortbetonergänzung 8,50 m2 36,32 308,72 €
Betonstahlmatten, Lagermatten für Aufbeton 420,34 kg 1,40 588,48 €
Bewehrung im Fertigteilelement der Filigrandecke
370,40 kg 1,77 655,61 €
Betonstabstahl IV für Aufbeton der Filigrandecken
558,34 kg 1,40 781,68 €
Gitterträger in Filigrandeckenplatte 276,64 kg 1,77 489,65 €
Summe: 5.790,83 €
Tabelle 10: Variantenstudie: Filigrandecke
Zu erkennen ist, dass Variante 2 im vorliegenden Fall kostengünstiger ist. Dabei
wurden alle anfallenden Kosten, wie Material, Geräte, Lohn etc. berücksichtigt. Ob die
Verwendung von Filigrandecken statisch möglich ist und zudem ausführungstechnisch
zu realisieren wäre, ist aber von Projekt zu Projekt zu untersuchen.
Als weiteres Beispiel für eine Variantenstudie lassen sich unterschiedliche
Fassadengestaltung anführen. Mit einer aussagekräftigen Kostengegenüberstellung
von unterschiedlichen Ausführungen wird eine fundierte Entscheidungsgrundlage für
den Bauherrn gelegt.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 102
Aus tragwerksplanerischer Sicht kann des Weiteren unter Beihilfe einer
Vordimensionierung der Kostenunterschied zwischen unterschiedlichen
Tragsystemen erörtert werden. Je nach Anforderung an beispielsweise die Traglast
und den Feuerwiderstand kann neben Stahltragwerken auch auf Holztragwerke
zurückgegriffen werden.
Zudem könnten bei der technischen Gebäudeausrüstung Varianten hinsichtlich
Heizung und Kühlung untersucht werden. Unter Berücksichtigung des Heiz- und
Kühlbedarfs kann die Temperaturregulierung über eine abgehängte Heiz- und
Kühldecke oder über eine Fußbodenheizung erfolgen. Je nach Ausführung entstehen
hierbei Kostendifferenzen, die im Entwurf zu untersuchen sind.
Neben den genannten Möglichkeiten gibt es eine Mehrzahl von Stellschrauben, mit
welchen die Kosten und damit die Entscheidungsfindungen beeinflusst werden.
Die Durchführung einer Variantenstudie in BIM4You wird durch die sogenannte
Bemusterungsspeicherung erleichtert. Zu Beginn wird Variante 1 komplett bemustert
und diese dann gespeichert, d.h. es wird ein Abbild der Bemusterung in BIM4You
hinterlegt.
Wird nun das Modell mit Variante 2 importiert, kann auf die Bemusterung von
Variante 1 zurückgegriffen werden. Für die eigentliche Variantenstudie wird dann das
gewünschte Bauteil gewählt und nach den Vorstellungen der Variante 2 bemustert.
Nach der 5D-Auswertung können dann die Kosten tabellarisch gegenübergestellt und
bewertet werden.
5.6 Vergleich der Kosten aus LoD 100 Kostenkonzept und LoD 300 Kostenberechnung
Nach der Erläuterung der Vorgehensweise der BOB-Erstellung und der Verknüpfung
mit dem IFC werden als Abschluss des Kapitels 5 die Kostenermittlung zu LoD 100
und LoD 300 für das BIM-Pilotprojekt „.................“ gegenübergestellt. Obwohl die
Möglichkeit einer Kostenermittlung mit dem LoD 200 Modell bewiesen wurde, kann
diese hier aufgrund des Nichtvorhandenseins des LoD 200 Modells für die
Gesamtbaumaßnahme „.................“ nicht durchgeführt werden.
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 103
Die Investkostenschätzung zu LoD 100 mit der Bemusterung des Hüllenmodells wurde
wie beschrieben durchgeführt. Das Excel-Sheet der Kostenermittlung findet sich in
gedruckter Form in Anhang D und digital auf dem der Arbeit beigelegten Datenträger.
Für die Angebotskalkulation zu LoD 300 wurden im Rahmen dieser Arbeit BOBs
erstellt, sodass ca. 80% der Positionen des Rohbaus abgedeckt werden konnte.
Neben den Rohbaumengen wurden auch die Teilmengen des Innenausbaus mit den
eigenhändig erstellten BOBs verwirklicht. Die Kosten für die technische
Gebäudeausrüstung wurden durch die Hinterschwepfinger Energie GmbH ermittelt.
Die Kosten der übrigen Gewerke wie den Außenanlagen etc. erhielt die
Hinterschwepfinger Projekt GmbH durch Angebote von Subunternehmern. Das
kalkulierte Angebots-LV in Titeldarstellung findet sich in Anhang E. Das komplette
positionsweise gegliederte Leistungsverzeichnis befindet sich aufgrund des großen
Umfangs auf dem der Thesis beigelegtem Datenträger, jedoch wird dieses aus
datenschutztechnischen Gründen nur mit Titel-Summen dargestellt.
Nachstehende Tabelle fasst die Kosten aus den Ermittlungen nach LoD 100 und LoD
300 nach den Kostengruppen der DIN 276 zusammen. Mit der Gegenüberstellung soll
verdeutlich werden, dass die Preiskalkulationen der beschriebenen
Kostenermittlungen zu einem belastbaren Ergebnis führen.
Zusammenstellung der Kosten
Kostengruppe nach DIN 276 LoD 100 LoD 300
KGR 100 nicht Teil des Angebots nicht Teil des Angebots
KGR 200 250.000€ 386.981€
KGR 300 9.086.974€ 9.322.622€
KGR 400 4.041.148€ 4.671.148€
KGR 500 1.596.750€ 1.801.001€
KGR 600 nicht Teil des Angebots nicht Teil des Angebots
KGR 700 2.462.264€ 2.347.000€
Summe 17.437.138€ 18.528.754€
Abweichung zu LoD 300 6,3 % 0%
Tabelle 11: Gegenüberstellung der Kosten nach LoD 100 und LoD 300
5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 104
Bei der Aufsummierung der Kosten zu LoD 100 und LoD 300 ergibt sich eine
Abweichung von 6,3%. Vergleicht man den Wert mit den zuvor ermittelten 25% (siehe
Kapitel 3.2.2) ist dieser Unterschied als gering einzustufen.
Nachdem in diesem Kapitel die BIM-basierten Möglichkeiten unterschiedlicher
Kostenermittlungen erläutert und die Grundlage für eine Kostenberechnung zu LoD
200 geschaffen wurde, wird diese Thesis in den nachfolgenden Kapiteln mit einer
Zusammenfassung, einem Fazit und einem Ausblick abgeschlossen.
6 Zusammenfassung und Fazit 105
Mit dem Ziel, BIM-basierte Strukturen für ein mittelständisches Unternehmen zu
schaffen, wurden in dieser Thesis zuerst die theoretischen Grundlagen des Building
Information Modeling erläutert. Darauf aufbauend folgte das Kapitel der
Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik im
mittelständischen Unternehmen. Hierfür wurden die erforderlichen neuen Rollen der
am Projekt beteiligten dargelegt und ein BIM-gestützter Prozessplan für eine
schlüsselfertige Projektabwicklung erarbeitet. Mithilfe eines bauteilbezogenen LoD-
Konzepts wurden Standards für die BIM-basierte, dreidimensionale Planung der
künftigen Projekte des mittelständischen Unternehmens fixiert. Basis der BIM-
Implementierung war die Einführung des Programms BIM4You und der damit
verbundenen Möglichkeit der modellbasierten Angebotserstellung. Dadurch werden
bei Hinterschwepfinger bereits jetzt sämtliche dreidimensionale Modelle neuer
Projekte für die Erstellung eines positionsweisen Leistungsverzeichnisses genutzt.
Obendrein wurde mit der Untersuchung, ob bereits nach der Phase des Entwurfes eine
belastbare Kostenermittlung mit den vorhandenen BOBs zu erreichen ist, die
Möglichkeit einer genaueren Kostenfortschreibung bewiesen. Ob und wie diese Art der
Kostenermittlung nach Abschluss der Entwurfsplanung bei Hinterschwepfinger genutzt
wird, ist zu beobachten.
Folgendes Ergebnisse lassen sich nach der Bearbeitung der Themenstellung
festhalten.
Die sich in der Einleitung befindende Hypothese, inwieweit sich BIM zu einer
wirtschaftlicheren Projektabwicklung eignet, lässt sich bejahen. Den Mehrwert, der
durch das Building Information Modeling bei Hinterschwepfinger geschaffen wurde,
zeigte sich bereits im Pilotprojekt. Unter Zuhilfenahme der mit BIM einhergehenden
Möglichkeit der Kollisionsprüfungen konnten die dreidimensionalen Modelle von
LoD 300 und LoD 400 der Abteilungen Architektur und TGA auf deren geometrische
und semantische Konsistenz geprüft werden. Planungsfehler konnten so frühzeitig
beseitigt werden. Aufgrund des standardisiert gezeichneten IFC-Modells war es
möglich, eine modellgestützte Mengenermittlung mit BIM4You durchzuführen. Die mit
6 Zusammenfassung und Fazit
6 Zusammenfassung und Fazit 106
dem Pilotprojekt verbundene Erfordernis der BOB-Erstellung verlangte zwar im
Pilotprojekt einen sehr hohen Aufwand, jedoch wurde damit eine Basis für weitere BIM-
basierte Projekte geschaffen. Mit der teilautomatisierten Mengenermittlung wurde der
Zeitbedarf in den auf das Pilotprojekt folgenden BIM-Projekten bereits spürbar
verringert.
Für die Sicherstellung der Angebotsqualität bedarf es der vollständigen Umsetzung
des LoD-Konzepts in den Planungsabteilungen, da die erstellten BOBs einen
gewissen Standard der Modell-Informationsdichte fordern. Bis zum Zeitpunkt der
lückenlosen Implementierung des LoD-Konzepts verlangt es nach einer stetigen
Prüfung der generierten Mengen. Entscheidend für die wirtschaftliche
Implementierung von BIM ist eine exakte Abstimmung der Standards zwischen
Planung, Kalkulation und Projektmanagement hinsichtlich des erforderlichen
Eingabestandards. Um immer ein gesundes Maß an Aufwand in der Planung und
gesparter Zeit in der Angebotskalkulation zu gewähren, muss das LoD-Konzept
womöglich mit den Erfahrungen aus den zukünftigen BIM-Projekten angepasst
werden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch die mit dem LoD-Konzept erreichte
Standardisierung und Entwicklung einer BIM-gestützten Prozesskette die Vorteile der
computergestützten, dreidimensionalen Modellierung und der Ansatz der integralen
Planung zielführend genutzt werden. Dadurch wurde die Qualität der Projektplanung
eindeutig gesteigert. Mit der Einführung des Programms BIM4You und der
Programmierung der BOBs wurde zudem der Nutzungsgrad des Modells erhöht.
7 Ausblick 107
Ziel eines jeden Unternehmens bei der Implementierung der BIM-Methodik muss die
Schaffung und Weiterentwicklung von Standards sein. Zudem sollten Möglichkeiten
erarbeitet werden, diese Standards mit geringem Aufwand prüfen zu können.
Hinsichtlich der standardisierten Modellierung wird die vollständige Umsetzung des
LoD-Konzepts bei Hinterschwepfinger einen großen Schritt darstellen. Wie diese
Implementierung konkret vollzogen werden soll, wird im Anschluss dieser Thesis
erarbeitet. In der Abteilung Architektur werden hierfür bereits Bauteilkataloge mit den
geforderten geometrischen Informationen der jeweiligen Level of Development
angelegt. Da Bauteile im Hinblick auf die semantischen Anforderungen zumeist stark
differieren, werden diese Attribute auch in Zukunft manuell zu vergeben sein. Mit dem
LoD-Konzept wurde dennoch ein Grundgerüst entwickelt, welches die semantische
Informationstiefe zu jedem Zeitpunkt des Projekts festlegt. Für dessen Prüfung ist ein
sogenanntes „RuleSet“ im Programm Solibri angedacht. Hierbei soll das Modell
mithilfe eines entwickelten Skripts auf das Vorhandensein der geforderten
semantischen Informationen überprüft werden.
Hinsichtlich der teilautomatisierten Angebotserstellung werden im Anschluss dieser
Thesis weitere BOBs, iBOBs und ProjektBOBs für die Kostengruppe 300 erstellt.
Darüber hinaus sind BOBs für die Abteilung TGA geplant, für die dann das LoD-
Konzept wiederrum weiterentwickelt wird. Ob und in welcher Form die
Mengenermittlung und die darauffolgende Angebotskalkulation in einem Programm
gebündelt werden kann, richtet sich nach der Softwareentwicklung. Aktuell ist die
Einheitspreiskalkulation von BIM4You nicht wettbewerbsfähig. BauSU bringt zwar
diese Programmfunktion mit, jedoch ist zu beobachten, inwieweit die Schnittstelle
zwischen BIM4You und BauSU für den Gebrauch von BIM weiterentwickelt wird.
7 Ausblick
Literaturverzeichnis XII
AIA (2013a): Document G202. Project Building Information Modeling Protocol Form.
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21.01.2018.
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guide_v2.pdf, zuletzt geprüft am 01.01.2018.
buildingSMART - BIM Forum: LoD Specifications. The US Chapter of buildingSMART
International. buildingSMART. Online verfügbar unter http://bimforum.org/, zuletzt
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Textausgabe mit Interpolationstabellen ; Textausgabe mit Erläuterung der
Literaturverzeichnis
Literaturverzeichnis XIII
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Eichler, Christoph C. (2014): BIM-Leitfaden. Struktur und Funktion. Niederfrohna:
Mironde-Verl.
Fröhlich, Peter J. (2010): Hochbaukosten, Flächen, Rauminhalte. DIN 276 - DIN 277 -
DIN 18960 ; Kommentar und Erläuterungen. 16., überarb. und aktualis. Aufl.
Wiesbaden: Vieweg + Teubner (Praxis Bauwesen).
Günthner, Willibald; Borrmann, André (2011): Digitale Baustelle- innovativer Planen,
effizienter Ausführen. Werkzeuge und Methoden für das Bauen im 21. Jahrhundert.
Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag Berlin Heidelberg (VDI-Buch).
Hausknecht, Kerstin; Liebich, Thomas (2017): BIM-Kompendium. Building Information
Modeling als neue Planungsmethode. 2., überarb. u. erw. Auflage. Stuttgart:
Fraunhofer IRB Verlag.
Hinterschwepfinger Projekt GmbH: Indsturie- und Gewerbebau. Online verfügbar unter
www.hinterschwepfinger.de, zuletzt geprüft am 21.03.2018.
HOCHTIEF ViCon GmbH (2011): HOCHTIEF ViCon GmbH. Online verfügbar unter
http://www.hochtief-vicon.de/vicon/0.jhtml, zuletzt geprüft am 09.11.2017.
Jantzen, A.; Jorns, B.; Liebsch, P.; Sautter, H-P.: BIM Praxisleitfaden - Leistungsbild
BIM-Gesamtkooordinator, V1.0.
Jantzen, A.; Jorns, B.; Liebsch, P.; Sautter, H-P.: BIM Praxisleitfaden - Leistungsbild
BIM-Informationsmanager V1.0.
Jantzen, A.; Jorns, B.; Liebsch, P.; Sautter, H-P.: BIM Praxisleitfaden - Leistungsbild
BIM-Kooordinator V1.0.
Jantzen, A.; Jorns, B.; Liebsch, P.; Sautter, H-P.: BIM Praxisleitfaden - Leistungsbild
BIM-Manager V1.0.
Kochendörfer, Bernd; Liebchen, Jens; Viering, Markus G. (2010): Bau-Projekt-
Management. Grundlagen und Vorgehensweisen. 4., überarbeitete und aktualisierte
Auflage. Wiesbaden: Vieweg+Teubner Verlag / GWV Fachverlage GmbH Wiesbaden.
Online verfügbar unter http://dx.doi.org/10.1007/978-3-8348-9682-7.
Liebsch, Peter; Bredehorn, Jens; Heinz, Marc; Hanspeter, Sautter: BIM Praxisleitfaden
- Rollen und Verantwortlichkeiten V1.02.
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Bauleistungen Teil A und B - HOAI, Verordnung über Honorare für Leistungen der
Architekten und der Ingenieure. Textausgabe mit Sachverzeichnis und einer
Einführung. 33. Auflage, Stand: 15.10.2016, Sonderausgabe. München: dtv (Beck-
Texte im dtv, 5596).
Zimmermann, Josef: Immobilienprojektentwicklung WS15/16.
Zimmermann, Josef: Schlüsselfertiger Hoch- und Ingenieurbau WS15/16.
Anhang XV
Anhang A: LoD 300 Pläne vom Pilotprojekt .................
Anhang B: Konventionelle und BIM-gestützte HP3-Prozesskette
Anhang C: LoD-Konzept
Anhang D: Investkostenschätzung mit LoD 100 vom Projekt .................
Anhang E: Angebotskalkulation mit LoD 300 in Titeldarstellung vom Projekt .................
Des Weiteren enthält der Datenträger folgende Informationen:
- Vorliegende Thesis als PDF-Datei
- Investkostenschätzung von LoD 100 als Excel-Datei für „.................“
- Angebotskalkulation mit positionsweisem Leistungsverzeichnis für „.................“
- Liste der erstellten BOBs, iBOBs, Platzhalter-BOBs und ProjektBOBs
- IFC 100 Modell von „.................“
- IFC 200 Modell von den Beispielen „Decke“ und „Wand“
- IFC 300 Modell von „.................“
- IFC 400 Modell von „.................“
- Verwendete Literatur
Anhang
Anhang C
LoD-Konzept für ausgewählte Bauteile des Hochbaus:
• Räume
• Außenwände, Außenwand-Schichten
• Innenwände, Innenwand-Schichten
• Dach, Dach-Schichten
• Decke, Decken-Schichten
• Unterzüge
• Stützen
• Fundamente
• Treppen, Treppenpodeste
Anhang C
LoD-Konzept
Anhang C
RÄUME Level of Development 100
LoG 100
Hüllendarstellung von Nutzungseinheiten: - ungefähre Abmessungen der Nutzungseinheiten nach Masterplanung von Standortplanung - Hüllendarstellungen geschossweise
LoI 100
Benennung der Hülle: - Benennung der Nutzungseinheit (Werkstatt, Lager, Büro) - Standard der Ausstattung (einfacher Standard, mittlerer Standard, hoher Standard)
Level of Development 200
LoG 200
wie LoG 100, jedoch: Hüllendarstellung von Nutzungseinheiten: - genaue Abmessungen Nutzungseinheit (Orientierung am Achsraster)
LoI 200 wie LoI 100
Level of Development 300
LoG 300
wie LoG 200, jedoch: Hüllendarstellung von Nutzungseinheiten: - Darstellung der Nutzungseinheit für Kontrolle von BGF und BRI Hüllendarstellung von Räumen: - genaue Abmessungen der Räume netto und brutto Öffnungen: - ungefähre Maße - ungefähre Lage
LoI 300
Benennung des Raums: - genaue Bezeichnung des Raums (WC-H, Abstellraum, Büro) - Raumnummer/-bezeichnung des Planers (B.3.0020) - DIN 277 Zuordnung für Genehmigungseingabe: BRI, BGF, VF, TF, KGF, NUF, NRF, GR Benennung der Umfassungsbauteile: - grundlegende Benennung im Endausbau (abgehängte Decke, Fliesen, Parkett, Putz auf Wand)
Anhang C
Level of Development 350
LoG 350 wie LoG 300
LoI 350
wie LoI 300, jedoch: Benennung des Raums: - Raumbezeichnung des Bauherrn (3.005) Benennung der Umfassungsbauteile: - spezifizierte Benennung im Endausbau (GK- gelocht, GK - glatt, Absorberdecke, Raufaserputz, Stäbchenparkett) - Eigenschaften des Endausbaus (Rutschhemmung 'R10', staplerbefahren, Ankertiefe bei Bodenplatte) - Materialkalkulationsansätze (Stäbchenparkett: 60€/m2)
Level of Development 400
LoG 400
wie LoG 350, jedoch: Öffnungen: - genaue Maße - genaue Lage
LoI 400
wie LoI 350, jedoch: - Fabrikat der Umfassungsbauteile (Knauf, Sikafloor S235 ESD - Beschichtung)
Anhang C
Da bei LoD 100 nur räumliche Hüllen und keine Bauteile dargestellt werden, wird in
folgenden Tabellen auf LoD 100 verzichtet.
AUSSENWÄNDE, AUSSENWAND – SCHICHTEN Level of Development 200
LoG 200
Bauteildarstellung: - in einer Schicht - ungefähre Maße der einen Schicht
LoI 200
Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Wand) - Material der tragenden Schicht (Beton, Mauerwerk)
Level of Development 300
LoG 300
wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten - ungefähre Maße der Schichten Öffnungen, Ausklinkungen: - Fenster und Türen mit ungefähren Maßen
LoI 300
wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Attika, Kellerwand, Halsbeton, Aufkantung) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Mauerwerk, Holzfachwerk) - Dämmung (Wärmedämmung, Perimeterdämmung) - Hinterlüftung (-) - Fassade (Putz, Metall Fassade) - Außenwandbekleidung innen (die finale Außenwandbekleidung innen ist dem Raum zuzuordnen)
Anhang C
Level of Development 350
LoG 350
wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - genaue Maße der Schichten Öffnungen, Ausklinkungen: - Durchbrüche mit ungefähren Maßen
LoI 350
wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C25/30) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3) (die Sichtbetonklasse ist dem Raum zuzuordnen)
Level of Development 400
LoG 400
wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Wand mit allen Schichten in Detailmodellen/-plänen (zusätzlich Abdichtung, Noppenbahn) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen Öffnungen, Ausklinkungen: - genaue Maße - genaue Lage
LoI 400
wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen Benennung der Anschlüsse: - genaue Benennung der Anschlüsse
Anhang C
INNENWÄNDE, INNENWAND – SCHICHTEN Level of Development 200
LoG 200
Bauteildarstellung: - in einer Schicht - ungefähre Maße der einen Schicht
LoI 200
Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Wand) - Material der tragenden Schicht (Beton, Mauerwerk)
Level of Development 300
LoG 300
wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten - ungefähre Maße der Schichten Öffnungen, Ausklinkungen: - Fenster und Türen mit ungefähren Maßen
LoI 300
wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Schachtwand) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Mauerwerk, Holzfachwerk, GK-Ständerwerk) - Innenwandbekleidung innen (die finale Innenwandbekleidung innen ist den jeweiligen Räumen zuzuweisen)
Level of Development 350
LoG 350
wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - genaue Maße der Schichten Öffnungen, Ausklinkungen: - Durchbrüche mit ungefähren Maßen
LoI 350
wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C25/30) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3) (die Sichtbetonklasse ist dem Raum zuzuordnen)
Anhang C
Level of Development 400
LoG 400
wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Wand mit allen Schichten in Detailmodellen/-plänen - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen Öffnungen, Ausklinkungen: - genaue Maße - genaue Lage
LoI 400
wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen n Benennung der Anschlüsse: - genaue Benennung der Anschlüsse
Anhang C
DACH, DACH – SCHICHTEN Level of Development 200
LoG 200
Bauteildarstellung: - in einer Schicht - ungefähre Maße der einen Schicht
LoI 200
Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Dach) - Material der tragenden Schicht (Beton, Kielsteg)
Level of Development 300
LoG 300
wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten - ungefähre Maße der Schichten
LoI 300
wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Dach mit extensiver Begrünung) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Trapezblech, Beton Halbfertigteil) - Deckenausbau (abgehängte Decke, Putz) (der finale Deckenbelag ist dem Raum zuzuweisen) - Dachausbau (Grunddämmung, Gefälledämmung, Foliendachbelag, Gründach)
Anhang C
Level of Development 350
LoG 350
wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - Träger in Tragschicht - genaue Maße der Schichten Durchbrüche, Schlitze: - Dachdurchbrüche mit ungefähren Maßen
LoI 350
wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C25/30) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3) (die Sichtbetonklasse ist dem Raum zuzuordnen)
Level of Development 400
LoG 400
wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Deckenausbau in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Dachausbau in Detailmodellen/-plänen (zusätzlich Dampfsperre, Abdichtung) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen - Entwässerungsgefälle Durchbrüche, Schlitze: - genaue Maße - genaue Lage
LoI 400
wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen
Anhang C
DECKE, DECKEN – SCHICHTEN Level of Development 200
LoG 200
Bauteildarstellung: - in einer Schicht - ungefähre Maße der einen Schicht
LoI 200
Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Decke) - Material der tragenden Schicht (Beton, Kielsteg)
Level of Development 300
LoG 300
wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten (Tragschicht, Deckenausbau, Bodenausbau) - ungefähre Maße der Schichten
LoI 300
wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Halbfertigteil - Decke, Ortbetondecke) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Trapezblech, Beton Halbfertigteil) - Deckenausbau (abgehängte Decke, Putz) (der finale Deckenbelag ist dem Raum zuzuweisen) - Bodenausbau (Estrich, Parkettbelag) (der finale Bodenbelag ist dem Raum zuzuweisen)
Anhang C
Level of Development 350
LoG 350
wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - Träger in Tragschicht (Fachwerkträger) - genaue Maße der Schichten Durchbrüche, Schlitze: - Deckendurchbrüche mit ungefähren Maßen und ungefährer Lage
LoI 350
wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C25/30) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3) (die Sichtbetonklasse ist dem Raum zuzuordnen) - Trittschalldämmmaß (37dB)
Level of Development 400
LoG 400
wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Deckenausbau in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Bodenausbau in Detailmodellen/-plänen (Estrich, PE - Folie, Abdichtung) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen Durchbrüche, Schlitze: - genaue Maße - genaue Lage
LoI 400
wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen
Anhang C
UNTERZÜGE Level of Development 200
LoG 200
Bauteildarstellung: - in einer Schicht - ungefähre Maße der einen Schicht
LoI 200
Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Unterzug) - Material der tragenden Schicht (Beton, Stahl, Holz)
Level of Development 300
LoG 300
wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten (bei Unterzüge mit Dämmungen) - ungefähre Maße der Schichten Öffnungen, Ausklinkungen: - Regelausschnitte mit ungefähren Maßen (immer wiederkehrende Durchbrüche und Ausklinkungen)
LoI 300
wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (FT - Unterzug mit Ummantelung) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Stahl, Holz) - Dämmung (Wärmedämmung, Perimeterdämmung) - Ummantelung (Trockenputz, Fassade)
Level of Development 350
LoG 350
wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - genaue Maße der Schichten Öffnungen, Ausklinkungen: - Durchbrüche mit ungefähren Maßen
LoI 350
wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C30/37) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3)
Anhang C
Level of Development 400
LoG 400
wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Unterzug mit allen Schichten in Detailmodellen/-plänen (zusätzlich Abdichtung) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen n - Abfasungen der Kanten in Detailmodellen/-plänen Öffnungen, Ausklinkungen: - genaue Maße - genaue Lage
LoI 400
wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen
Anhang C
STÜTZEN Level of Development 200
LoG 200
Bauteildarstellung: - in einer Schicht - ungefähre Maße der einen Schicht - quadratische Darstellung
LoI 200
Konsolauflager: - nicht dargestellt
Level of Development 300
LoG 300
wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten (bei Stützen mit Dämmungen) - ungefähre Maße der Schichten - Stütze wird neben quadratischer Form auch in runder Form dargestellt werden Konsolauflager: - ungefähre Maße - ungefähre Lage Ausklinkungen: - Regelausschnitte dargestellt mit ungefähren Maßen (Gabellager)
LoI 300
wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Fertigteilstütze mit 4 Konsolen und Gabellager) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Stahl, Holz) - Dämmung (Wärmedämmung, Perimeterdämmung) - Ummantelung (Trockenputz, Fassade)
Anhang C
Level of Development 350
LoG 350
wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - genaue Maße der Schichten Ausklinkungen: - ungefähre Maße - ungefähre Lage
LoI 350
wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C30/37) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3)
Level of Development 400
LoG 400
wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Auflagersituation in Detailmodellen/-plänen (mit dem Elastomer Lager) - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Schichten in Detailmodellen/-plänen (zusätzlich Abdichtungen z.B. bei TG - Stützen) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen Konsolauflager: - genaue Maße - genaue Lage Ausklinkungen: - genaue Maße - genaue Lage
LoI 400
wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen
Anhang C
FUNDAMENTE Level of Development 200
LoG 200
Bauteildarstellung: - in einer Schicht - ungefähre Maße der einen Schicht
LoI 200
Benennung des Bauteils: - grundlegenden Benennung des Bauteils (Fundament) - Material des tragenden Elements (Beton)
Level of Development 300
LoG 300
wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten - ungefähre Maße des Bauteils Öffnungen, Ausklinkungen (z.B. Köcheraussparung): - ungefähre Maße - ungefähre Lage
LoI 300
wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Streifenfundament, Einzelfundament) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton) - Dämmung (Foamglas, XPS)
Level of Development 350
LoG 350
wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - genaue Maße des Bauteils
LoI 350
wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - Betongüte (C25/30) Öffnungen, Ausklinkungen (z.B. Köcheraussparung): - Profilierung (Köcheraussparung für Fertigteilstütze)
Anhang C
Level of Development 400
LoG 400
wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen n - Gefälleausbildung und Abdichtung bei TG - Fundamenten - Schichten der Fundamente in Detailmodellen/-plänen (Abdichtung, Noppenbahn) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen Öffnungen, Ausklinkungen (z.B. Köcheraussparung): - genaue Maße - genaue Lage
LoI 400
wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen Öffnungen, Ausklinkungen (z.B. Köcheraussparung): - Profilierung (Zentrierdorn in der Köcheraussparung)
Anhang C
TREPPEN UND TREPPENPODESTE Level of Development 200
LoG 200 Bauteildarstellung: - Platzhalterdarstellung
LoI 200
Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung Platzhalters (Treppen-Platzhalter)
Level of Development 300
LoG 300
wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in Stufendarstellung - ungefähre Maße der Treppe
LoI 300
wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (FT- Treppe mit Fliesenbelag, Wendeltreppe) -Material des tragenden Elements (Beton, Stahl, Holz) - Stufenverhältnis
Level of Development 350
LoG 350
wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - Geländer - Treppenbelag und Podest Belag - genaue Maße der Treppe
LoI 350
wie LoI 300, jedoch: Benennung des Bauteils: - Treppenbelag (Fliesen, Naturstein, Holz) - Treppenbelag Unteransicht (Trockenputz, Gipskarton) physikalische Parameter: - Betongüte (C30/37) - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3)
Anhang C
Level of Development 400
LoG 400
wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Schichten der Treppe in Detailmodellen/-plänen (Fliesenbelag, FT-Treppe, Abkofferung) - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Einbauteile in Detailmodellen/-plänen - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen
LoI 400
wie LoI 350, jedoch: Benennung des Bauteils: - Schalldämmmaß - Entkopplungsart
Anhang D
. . . . . .
Titel: Investkostenaufstellung
Projekt: .................
Ersteller: jhj Auftraggeber:
.................
Stand: 23.11.2017
.
Kostengruppen
Gewerk Menge EH Pauschale
Betrag Pausch. [€]
Betrag EP [€/EH]
Gesamtbetrag [€]
100 GRUNDSTÜCK
Grundstückskosten - - Öffentliche Erschließung,
Abwasser, Wasser, Gas - -
200 ERSCHLIESSUNG
250.000,00 €
Interne Erschließung - Abwasser, Gas
1 60.000,00 € 60.000,00 €
Interne Erschließung - EMSR
1 40.000,00 € 40.000,00 €
Interne Erschließung - Regenwasser Leitungssystem
1 40.000,00 € 40.000,00 €
Dropverdichtung im Gebäudebereich
1 10.000,00 € 10.000,00 €
Geländeanpassung i.M. 0,25m
20.000 m² 5,00 € 100.000,00 €
300 BAUWERK
9.086.974,85 €
Büro EG 633 m2 1.100,00 € 696.322,00 € Büro 1.OG 633 m2 1.100,00 € 696.322,00 € Büro 2.OG 633 m2 1.100,00 € 696.322,00 € Büro 3.OG 633 m2 1.250,00 € 791.250,00 € Verladehalle EG 320 m2 730,00 € 233.600,00 € Verladehalle 1.OG 320 m2 730,00 € 233.600,00 € Produktion EG 2.807 m2 850,00 € 2.386.256,00 € Produktion 1.OG 2.807 m2 850,00 € 2.386.256,00 € Technikspange EG 282 m2 850,00 € 239.574,20 € Technikspange 1.OG 282 m2 750,00 € 211.389,00 € Überdachung EG 208 m2 350,00 € 72.857,05 € Übergangssteg EG 239 m2 300,00 € 71.613,30 € Übergangssteg 1.OG 239 m2 300,00 € 71.613,30 € Anbindearbeiten an
Bestand 1 240.000,00 € 240.000,00 €
Rettungsbalkone 1 60.000,00 € 60.000,00 €
Anhang D
400-430 HLS
2.163.305,74 €
Büro EG 633 m2 200,00 € 126.604,00 € Büro 1.OG 633 m2 200,00 € 126.604,00 € Büro 2.OG 633 m2 200,00 € 126.604,00 € Büro 3.OG 633 m2 230,00 € 145.590,00 € Verladehalle EG 320 m2 110,00 € 35.200,00 € Verladehalle 1.OG 320 m2 110,00 € 35.200,00 € Produktion EG 2.807 m2 250,00 € 701.840,00 € Produktion 1.OG 2.807 m2 250,00 € 701.840,00 € Technikspange EG 282 m2 180,00 € 50.733,36 € Technikspange 1.OG 282 m2 180,00 € 50.733,36 € Überdachung EG 208 m2 20,00 € 4.163,26 € Übergangssteg EG 239 m2 80,00 € 19.096,88 € Übergangssteg 1.OG 239 m2 80,00 € 19.096,88 € Anbindearbeiten an
Bestand 1 20.000,00 € 20.000,00 €
440-450 ELEKTRO
1.627.843,14 €
Büro EG 633 m2 160,00 € 101.283,20 € Büro 1.OG 633 m2 160,00 € 101.283,20 € Büro 2.OG 633 m2 160,00 € 101.283,20 € Büro 3.OG 633 m2 180,00 € 113.940,00 € Verladehalle EG 320 m2 120,00 € 38.400,00 € Verladehalle 1.OG 320 m2 120,00 € 38.400,00 € Produktion EG 2807 m2 170,00 € 477.251,20 € Produktion 1.OG 2807 m2 170,00 € 477.251,20 € Technikspange EG 282 m2 160,00 € 45.096,32 € Technikspange 1.OG 282 m2 160,00 € 45.096,32 € Überdachung EG 208 m2 100,00 € 20.816,30 € Übergangssteg EG 239 m2 100,00 € 23.871,10 € Übergangssteg 1.OG 239 m2 100,00 € 23.871,10 € Anbindearbeiten an
Bestand 1 20.000,00 € 20.000,00 €
460 FÖRDERANLAGEN
130.000,00 €
Aufzüge 1 50.000,00 € 50.000,00 € Portalkran 1 80.000,00 € 80.000,00 € 470 ANLAGEN (NUTZUNGSSPEZ.)
120.000,00 €
Medienversorgung - - Feuerlöschanlagen,
Sprinklerung 1 75.000,00 € 75.000,00 €
Feuerlöschanlagen, Sprinklerbecken und -Zentrale
- -
Feuerlöschanlagen, Sprinklertank
1 25.000,00 € 25.000,00 €
Technische Gase 1 20.000,00 € 20.000,00 €
Anhang D
500 AUSSENANLAGEN
1.596.750,00 €
Befestigte Flächen 11.590 m² 100,00 € 1.159.000,00 € Unbefestigte Flächen 9.510 m² 25,00 € 237.750,00 € Verladerampe mit einer
Andockstation 1 80.000,00 € 80.000,00 €
Einzäunung und Tore 1 80.000,00 € 80.000,00 € Ladestation E-Autos 5 Stk. 8.000,00 € 40.000,00 € 600 AUSSTATTUNGEN
Beleuchtung, Lampen - Einrichtung, Möbel - Regalsysteme - 700 NEBENKOSTEN
2.462.264,03 €
Gesamtplanungen Gebäude (ohne Innenarchitektur)
1 2.462.264,03 € 2.462.264,03 €
Gesamtsumme (netto): 17.437.138 € zzgl. MwSt.
Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Master-Thesis selbstständig angefertigt
habe. Es wurden nur die in der Arbeit ausdrücklich benannten Quellen und Hilfsmittel
benutzt. Wörtlich oder sinngemäß übernommenes Gedankengut habe ich als solches
kenntlich gemacht.
Ich versichere außerdem, dass die vorliegende Arbeit noch nicht einem anderen
Prüfungsverfahren zugrunde gelegen hat.
München, 17. August 2018
Josef Hinterschwepfinger
Josef Hinterschwepfinger
Nymphenburger Straße 134
D-80636 München
Erklärung