BIM und 3D-Daten in der Praxis
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Matthias Braun
BIM und 3D-Daten in der PraxisAnwendung der Planungsmethode an konkreten Projekten
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Vorstellung Obermeyer
Warum BIM ?
Arbeiten wir im Team einer Gesamtplanung
Special Security Hospital Abu Dhabi (VAE)
Anwendung von BIM in den einzelnen Leistungsphasen
Chirurgische Klinik an der Universitätsklinik Heidelberg –Betriebsorganisationsplanung und Konzeption, Ausstattungsplanung
Klinisches Zentrum Vorstadt am Heilig-Geist-Hospital Bingen
Al Ain Hospital (VAE) - Simulationen
Erweiterung Rettungszentrum ISAF Camp in Kunduz (Afghanistan) -Technische Koordination
BIM in der Realisierung und im Betrieb
GLIEDERUNG VORTRAG
2
A
B
C
D
E
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OBERMEYER CORPORATE GROUP
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UmweltVerkehrGebäude
1958 gegründet
Hauptsitz in München
1200 Mitarbeiter weltweit in den verschiedenen Disziplinen der Bereiche Gebäude, Verkehr und Umwelt
Internationale Erfahrung, vor allem in Europa, Asien und MENA
www.opb.de
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OBERMEYER DEUTSCHLAND
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ca. 800 Mitarbeiter deutschlandweit
Eines der größten privat geführten Ingenieurbüros in Deutschland
Zertifiziert seit 1997 nach ISO 9001
Schwerpunkt Gesundheit und Forschung in Wiesbaden
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BETRIEBS- UND PROZESS-PLANUNG
MEDIZIN-UND
LABORTECHNIK
ARCHITEKTUR MASTERPLANUNG
INNEN-ARCHITEKTUR
BAU-MANAGEMENT
TRAGWERKS-PLANUNG
BAUPHYSIKBAUAKUSTIK
ENERGIE-BERATUNGTGA BRAND-
SCHUTZ
KOMPETENZBEREICHE
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Beweggründe umzudenken
Warum BIM ?
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Leistungs-portfolio
Funktionalität
BO-treue Umsetzung
Betriebskosten
Kostensicherheit
Termintreue
Nachhaltigkeit
Flexibilität fürUmnutzungen
Überleitung vonAlt nach Neu
Struktur-konzepte
Wege-beziehungen
TCO-PlanungMT, BT, Bau
Inbetriebnahme
Dokumentations-pflichten
Immer komplexere Gebäude müssen in immer kürzerer Zeit mit immer mehr Planungsbeteiligten unter immer größerem wirtschaftlichen Druck entwickelt und betrieben werden.
Möglichst kurze Planungs- und Bauzeiten zur Risikominimierung aus Diskrepanzen zwischen Planung und BO-Planung. Inbetriebnahme und schnelle Effizienzsteigerungen
Wesentliche Entscheidungen müssen möglichst früh getroffen werden:Bedarf an strukturiert aufbereiteten bzw. visualisierten Informationen zur Entscheidungsfindung
AUSGANGSSITUATION / RAHMENBEDINGUNGEN
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Wichtige Planungsinformationen sind auf eine Vielzahl von Quellen an verschiedenen Orten verteilt
Immer größere Mengen von Informationen müssen in immer kürzerer Zeit in der Entwicklung und im Lebenszyklus eines Gebäudes handhabbar gemacht werden
Krankenhäuser werden individuell entwickelt und bedürfen der kontinuierlichen Dokumentation von betriebsrelevanten Entscheidungen als „Gebrauchsanweisung“
Für die Planung beginnt dies mit den Grundsatz-entscheidungen der Betriebsorganizations-Planung und endet mit der Inbetriebnahme
Kommt auf die Baustelle
Verschwindet im Archiv
JEDE MENGE DATEN UND INFORMATIONEN ....
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NEUES PLANUNGSWERKZEUG BIM
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Parallele Betriebsorganisations-und Baukonzeptplanung –Keine Übersetzungsfehler
Durchgehende Dokumentation und Verfügbarkeit relevanter Planungsentscheidungen und Genehmigungsrechtlicher Festlegungen
Deutlich früherer Start der Planung der Haustechnischen Gewerke durch volle Information bereits im Raumprogramm – mehr Qualität und Sicherheit
Wartungs- und Betriebsplanung beginnen schon bei der Planung
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Planungsrisiken- Sequentielles Vorgehen bei BO Planung und deren Übersetzung in die Konzeptplanung
Kommunikationsdefizite- Nutzerabstimmung auf der Basis technischer Zeichnungen
Technische Risiken- Planungsinkonsistenz- Koordinationsfehler zwischen den Planungsgewerken
Dokumentationsdefizite- Dezentrale Dokumentation genehmigungsrechtlicher und betriebsrelevanter Festlegungen
VERMEIDUNG TYPISCHER RISIKEN IN DER PLANUNG
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Neue Methoden der Zusammenarbeit
Arbeiten im Team einer Gesamtplanung
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BIM BEI OBERMEYER
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alle wichtigen Gebäudedaten aller Disziplinen werden kontinuierlich zu einem datenbankbasierten, virtuellen Gebäudemodell verknüpft
PLANUNG SIMULATION ANALYSE KOMMUNIKATION
TragwerkAusstattung
Technische DokumentationKosten | Termine
ArchitekturHaustechnik | Energieoptimierung
Gesamtmodell
BO Dokumentation | WorkflowsDIN 13080 | DIN 277
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Justiz-Vollzugs-krankenhaus
Abu Dhabi, Vereinigte Arabische Emirate
Bauherr: SEHA (Health Authority Abu Dhabi)
Klinikum mit 125 Betten erweiterbar auf die doppelte Kapazität
HNF 21.000 m² BGF 36.000 m² Baukosten 125 Mio €
BEISPIEL SECURITY HOSPITAL (VAE)
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Zeit
FrüheProjektphasen
Projektphasen ab Genehmigung
80%
100%
Beeinflussbarkeit
Sicherheit durch frühe Information
In Phase der Planung der Betriebsorganisation und Konzeptplanung liegt der größte Hebelarm für risikoarme und effiziente Krankenhausprozesse. Prozesse ändern sich, die Baustruktur muss zukunftssicher variabel sein.
ANFORDERUNGEN AN DIE PLANUNG
Freiheitsgrade / Flexible Planung, Standardisierung
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Sequentielles Vorgehen - Unterschiedliche Sichtweisen
Leistungsphasen nach HOAIValidierung der Grund-Prämissen für die BO(Leistungen, Leistungszahlen, kapazitäten, etc..)
Interne undExterne Analyse
DetaillierenFunktionalerBeziehungzwischen den Organi-sationsein-heiten
DetaillierenFunktionalerBeziehungInnerhalb der OES Vertiefung Logistik
Detaillierender Anfor-derungen anMedizint-Technik undRäume
Prozesse, BO, Bubble DiagrammeSoll-RaumprogrammMT-Anforderungen,LISTEN
Planung Betriebsorganisation
Skizzen, EntwürfeGebäude- und RaumstrukturenPläneGEOMETRIEN
IM KONVENTIONELLEN PLANUNGSANSATZ WIRD SEQUENTIELL VORGEGANGEN MIT NUR WENIG
HARMONISIERUNG UND INTEGRATION VON PROZESS- UND STRUKTURSICHT
VORGEHEN – KONVENTIONELL:
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Städte- und baurechtlicheEinflussfaktoren Grundstück Bausubstanz, Flächen,
Gebäudestrukturen Tragkonstruktion Gebäudetechnik Medizintechnische
Ausstattung Gestaltung Entwürfe/Skizzen
Leistungen Erlöse, Kosten Einzugsgebiet Morbiditäten und
Bedarfsentwicklung Funktionseinheiten,
Kapazitäten Prozesse, Wege Raumprogramm Anforderungen an
Raumausstattung
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Genehmi-Gungs-planung
Ausführungsplanung
VorentwurfGrund-Lagen-mittlung
Entwurf
DIE ERARBEITUNG ERFOLGT IN INTERDISZIPLINÄREM TEAM AUS
BETRIEBSORGANISATIONSPLANER, ARCHITEKTEN, FACHPLANERN UND FACH-EXPERTEN DES
KUNDEN UNTER ZUSAMMENFÜHRUNG ALLER SICHTWEISEN UND KOMPETENZEN
GEMEINSAME
VORGEHEN – INTEGRATIVER ANSATZ:
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Schnelle, zielführende Erarbeitung der betriebsorganisatorischen Grundlagen und ihrer funktionellen und räumlichen Umsetzung in der Entwurfsplanung
Sicherstellung einer einheitlichen und interdisziplinär zugänglichen Datenbasis, und damit Vermeidung von Informationsverlusten zwischen Betriebsorganisation, Gebäudeplanung und Medizintechnik
Durch 3D-Modelle wird früh für ein gemeinsames Verständnis der Architektur gesorgt und damit eine hohe Planungsqualität und Akzeptanz sichergestellt
Validierung der Grund-Prämissen für die BO(Leistungen, Leistungszahlen, kapazitäten, etc..)
Interne undExterne Analyse
DetaillierenFunktionalerBeziehungzwischen den Organi-sationsein-heiten
DetaillierenFunktionalerBeziehungInnerhalb der OES Vertiefung Logistik
Detaillierender Anfor-derungen anMedizint-Technik undRäume
Prozesse, BO, Bubble DiagrammeSoll-RaumprogrammMT-Anforderungen,LISTEN
Skizzen, EntwürfeGebäude- und RaumstrukturenPläneGEOMETRIEN
DATENBANK
Integratives Vorgehen und paralleles Arbeiten !
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Projektbeispiele von der Konzeption bis zur Detailplanung
Anwendung von BIM in den einzelnen Leistungsphasen
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Google Luftbild
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Planung der Medizintechnischen Ausstattung im Wert von 48 Mio €
Medizintechnik plant die Ausstattung für 917 Räume auf der Basis von 138 Standardräumen
Bauzeit: 2013 bis 2016
CHIRURGISCHE KLINIK AN DER UNIKLINIK HEIDELBERG
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Drei verschieden Ansichten auf die selbe Information
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Abstimmung und Dokumentation der Inhalte mit dem Bauherren
Gliederung des Gebäudes nach DIN 13080 und Erstellen der typischen Elemente und Räume inklusive BO-relevanter, Informationen in Raumbuch-datenbank inklusive Erfassen von Mietflächen
Raumtypenbildung, darüber Erstellen und Verwalten der Ausstattung und Einrichtung
Dokumentation und frühe Kommunikation technisch und funktional relevanter Informationen (z.B. Haustechnik, Strahlen- und , Schallschutz, VDE 101 Klassifizierung nach VDE 101, VDS, Din 1946,…)
Raumprogramm
Raumbuch
Rahmenmodell
DOKUMENTATION BETRIEBSORGANISATIONSPLANUNG
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DOKUMENTATION BETRIEBSORGANISATIONSPLANUNG
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Logistische Prozesse und daraus resultierende Anforderungen an Räume und Einrchtung, z.B. Sterilgut-management, abgeleitete Raumklassen, Qualifikation von Arbeits-und Ablageflächen und Lagerschränken
Spezifische Anforderungen aus Sonderprozessen wie z.B. dem Management adipöser Patienten
Spezifische Anforderungen aus Hygieneplan / Infektionsmanagement
Spezifische Anforderungen aus der Medizintechnischen Ausstattung
Raumprogramm
Rahmenmodell
Drei verschieden Ansichten auf die selbe Information
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Dokumentation der sich aus der Planung ergebenden, situationsbezogenen Informationen: z.B. Transportwege, notwendigen Umverpackungen, etc.
Erproben kritischer Prozesse z.B. durch Kamerafahrten
Raumtypenbildung und Abstimmung mit den Nutzern, darüber Erstellen und Verwalten der Ausstattung und Einrichtung
Dokumentation und Kommunikation technisch und funktional relevanter Betreiberfestlegungen und Gefährdungsanalysen (z.B. Bereichsweise Beurteilung unter brandschutz-technischen Aspekten)Raumprogramm
Raumbuch
Planungsmodell
Drei verschieden Ansichten auf die selbe Information
MEHRDIREKTIONALES DENKEN - DATENKONSISTENZ
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Frühzeitige Einbindung der Fachplaner, Standardisierung
Frühe 3D-Visualisierung, und Prüfung von Raumzuschnitten
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PLANUNG MIT STANDARDRÄUMEN
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Sammlung geometrischer Information und aller weiteren Anforderungen jedes Objektes
OBJEKTDATENBANK
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Standards für Raumtypologien und –Ausstattung inkl. MT
2 Sichten auf die selben Daten: Räumliche Planung
PLANUNG MIT STANDARDRÄUMEN
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Hohe Detailschärfe in frühen Phasen -Vereinfachung der Abstimmungen mit den Endnutzern Mietermanagement
inklusive der Übertragung von Betreiberpflichten im Mietvertrag
ÄRTZEHAUS AM HEILIG-GEIST-KLINIKUM BINGEN
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KOSTEN- UND PROZESS-SICHERHEIT IN FRÜHEN PHASEN
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![Page 27: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/27.jpg)
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Selektion von Elementen nach „Type Mark und Zuordnung zu Positionen“
Positionen basierend auf bürointernen Stammdaten bzw. Standardleistungsbuch
INTERGIERTE MASSENERMITTLUNG UND LV-ERSTELLUNG
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Krankenhaus der Maximalversorgung Abu Dhabi, Vereinigte
Arabische Emirate Bauherr: SEHA (Health
Authority Abu Dhabi) BGF ca. 265.000 m² Baukosten ca. 650 Mio €
In Zusammenarbeit mit
AL AIN HOSPITAL (VAE)
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Zentrale Halle dient als: geschützter Außenraum
für Patienten und Besucher
Wartebereich der verschiedenen Abteilungen
Klimatischer Puffer
Im Rahmen der Planung wurden verschiedenen Simulationen auf folgender Basis durchgeführt: Building model 3D Al Ain Klimadaten Sonnenstandsverlauf Material Konzept Interne Wärmelasten
ENERGETISCHE OPTIMIERUNG
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![Page 30: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/30.jpg)
Strömungssimulationen
‚Low Air Velocity System‘: Stehende Luftschichtung
und Vermeidung von Verwirbelungen
Zuführung gekühlter Luft nur in Aufenthalts-bereichen
Abführung erhitzter Luft am Dach
Minimierung des thermischen Energie-Eintrages durch Isolierung, Spezialverglasung, Verschattung etc.
Optimierung des Verhältnisses der offenen / opaken / geschlossenen Flächen im Dach
Conditioned zones
ENERGETISCHE OPTIMIERUNG
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![Page 31: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/31.jpg)
Sonnenstandsanalyse
Tageslichtsimulation
Schaffung eines Gleichgewicht zwischen Maximierung natürlicher Beleuchtung (u.a. notwenidg für die Bepflanzung) und Minimierung Energie-Eintrag
ENERGETISCHE OPTIMIERUNG
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![Page 32: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/32.jpg)
RETTUNGSZENTRUM KUNDUZ (AFGHANISTAN)
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Neubau einer Erweiterung des Rettungszentrum bestehend aus 2 Operationsräumen, Intensivbereich und Sterilisation, teilweise in Modulbauweise Bauherr:
Bundesministerium der Verteidigung bzw. OFD Karlsruhe
BGF 850 m² Baukosten 3,5 Mio €
![Page 33: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/33.jpg)
Sondergutachten
Fassade
TGA
Tragwerk
Bauakustik
Medizintechnik
Innenarchitektur
Bauphysik/ Energie
Architektur
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Integrierte Planung
Frühzeitige Absprache
Datenbank verwaltet Informationen und dient als Schnittstelle
Parallele kontinuierliche Mengenüberprüfung und Kosten Kalkulation
Direkte Simulationen von Kosteneffekten und Planungsentscheidungen
Konsistente Daten mit allen für das Bauwerk relevanten Informationen über den gesamten Lebenszyklus
TECHNISCHE KOORDINATION
![Page 34: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/34.jpg)
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Zur Gewährleistung hygienischer Verhältnisse der Trinkwasserinstallation müssen jährliche Temperaturkontrollen an leicht zugänglichen Ventilen durchgeführt werden.
Ausfallsicherheit
so sieht es häufig aus, vor allem bei Maßnahmen im Bestand….ein Installateur hat einsame Entscheidungen getroffen
TECHNISCHE KOORDINATION – HÄUFIG REALITÄT
![Page 35: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/35.jpg)
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Zur Vermeidung von Brandschutzrisiken müssen Lüftungs- und Medieninstallationen DIN 4102 entsprechen. Durchdringungen durch brandschutzrelevante Bauteile müssen entsprechend dem Zulassungsbescheid eingebaut werden.
Zur Vermeidung von Hygienerisiken muss die RLT Anlage gemäß VDI 6022 regelmäßig inspiziert, gewartet und ggf. gereinigt werden. Dazu müssen bestimmte Breiten-/ Höhenverhältnisse der Kanäle eingehalten und Revisionsöffnungen vorgesehen werden.
TECHNISCHE KOORDINATION - DAS ZIEL
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3D Koordination anstatt der derzeit noch häufig vorherschenden Koordination in 2D
Klärung von Konflikt punkten während der Planung und nicht erst auf der Baustelle
Virtuelle Baustelle mit einem virtuellen Bauleiter, dem ‚Modell-Manager‘
TECHNISCHE KOORDINATION
![Page 37: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/37.jpg)
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Die Software kann unterschiedliche Formate in 3D einlesen, gegeneinander prüfen und Kollisionen mit Koordinatenangabe dokumentieren
Ersetzt nicht die vorherige visuelle Prüfung durch die Ingenieure
Im Idealfall Kollisionsprüfung der haustechnischen Gewerke untereinander und mit der Architektur
nachher
vorher
SOFTWAREGESTÜTZE KOLLISIONSPRÜFUNG
![Page 38: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/38.jpg)
Weiterverwendung der gesammelten Daten
BIM in der Realisierung und im Betrieb
![Page 39: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/39.jpg)
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BIM liefert die Datenbasis für Aufsatzprogramme zum Umzugsmanagement
Frühzeitige Planung von Belegung, Inbetriebnahme und Umzug schon während der Planungsphase.
Strukturiertes Erfassen von geplanter (und bestehender) Raumbelegung
Geplante und dokumentierte Qualifizierung der Mitarbeiter durch Schulung und Einweisung – kein Training „on the Job“
INBETRIEBNAHMEN UND UMZUG
![Page 40: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/40.jpg)
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Planerische Entscheidungen, aber auch die geplanten Wartungsintervalle / Kosten werden heute vom Betreiber schon während der Genehmigungsplanung durch Risikobewertungen und Gefährdungsanalysen definiert
….zentral dokumentiert?
Aufzüge Türantriebe Feststellanlagen Brandschutzklappen Zapfstellen für Wasser-
Probenentnahme Ventile zur
Temperaturkontrolle Rauchmelderwartung ……….
WARTUNG IM BETRIEB
![Page 41: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/41.jpg)
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Verorten der während der Planung in der Datenbank erfassten Bauteile bei der Erstabnahme durch Barcodescan
Die Inventarisierung beginnt somit schon während der Planungsphase
Frühzeitige Definition der Betreiberpflichten auch von Mietern schon während der Planungsphase
Datenbankschnittstelle zu CAFM Systemen (Oracle und SQL)
ERFASSUNG ALLER RELEVANTEN ELEMENTE
![Page 42: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/42.jpg)
...
Fazit
![Page 43: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/43.jpg)
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Viele Beteiligte:Die Kommunikation wird zum Schlüsselfaktor
Neue Kompetenzen: Vom Planer zum Informationsmanager
Durchgehende Dokumentation und Verfügbarkeit relevanter Planungsentscheidungen
Vermeiden von Informationsverlusten an den Schnittstellen
....“Stille Post“ ist überall: „human factor“
FAZIT
![Page 44: BIM und 3D-Daten in der Praxis](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022060116/557d408dd8b42ac2788b538e/html5/thumbnails/44.jpg)
VIELEN DANK„Wenn du ein Schiff bauen willst, so trommle nicht die Menschen zusammen, um Holz zu beschaffen, Werkzeuge vorzubereiten, Aufgaben zu vergeben und die Arbeit einzuteilen, sondern lehre die Menschen die Sehnsucht nach dem weiten, endlosen Meer“
Antoine de Saint-Exupèry
für Ihre Aufmerksamkeit
47