BIM und 3D-Daten in der Praxis

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BIM und 3D-Daten in der Praxis - Anwendung der Planungsmethode an konkreten Projekten

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BIM und 3D-Daten in der Praxis

  1. 1. BIM und 3D-Daten in der PraxisAnwendung der Planungsmethode an konkreten Projekten Matthias Braun
  2. 2. GLIEDERUNG VORTRAG A Vorstellung Obermeyer B Warum BIM ? C Arbeiten wir im Team einer Gesamtplanung Special Security Hospital Abu Dhabi (VAE) D 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 E BIM in der Realisierung und im Betrieb 2
  3. 3. OBERMEYER CORPORATE GROUP  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.deGebäude Verkehr Umwelt 3
  4. 4. OBERMEYER DEUTSCHLAND  ca. 800 Mitarbeiter deutschlandweit  Eines der größten privat geführten Ingenieurbüros in Deutschland  Zertifiziert seit 1997 nach ISO 9001  Schwerpunkt Gesundheit und Forschung in Wiesbaden 4
  5. 5. KOMPETENZBEREICHEBETRIEBS- UND MEDIZIN- ARCHITEKTUR INNEN- BAU- PROZESS- UND MASTERPLANUNG ARCHITEKTUR MANAGEMENT PLANUNG LABORTECHNIK TRAGWERKS- ENERGIE- BAUPHYSIK BRAND- TGA PLANUNG BERATUNG BAUAKUSTIK SCHUTZ
  6. 6. Warum BIM ?Beweggründe umzudenken
  7. 7. AUSGANGSSITUATION / RAHMENBEDINGUNGEN Leistungs- TCO-Planung  Immer komplexere portfolio MT, BT, Bau Gebäude müssen in immer kürzerer Zeit mit Struktur- Wege- immer mehr konzepte beziehungen Planungsbeteiligten unter Überleitung von immer größerem Alt nach Neu wirtschaftlichen DruckFunktionalität entwickelt und betrieben werden. Betriebskosten  Möglichst kurze Planungs- und Bauzeiten Dokumentations- zur Risikominimierung pflichten aus Diskrepanzen zwischen Planung und BO-Planung. Inbetriebnahme und BO-treue schnelle Umsetzung Effizienzsteigerungen  Wesentliche Kostensicherheit Inbetriebnahme Entscheidungen müssen möglichst früh getroffen werden: Flexibilität für Termintreue Bedarf an strukturiert Umnutzungen aufbereiteten bzw. visualisierten Nachhaltigkeit Informationen zur Entscheidungsfindung 7
  8. 8. JEDE MENGE DATEN UND INFORMATIONEN ....  Wichtige Planungsinformationen sind auf eine Vielzahl von Quellen an verschiedenen Orten verteilt Kommt auf  Immer größere Mengen vondie Baustelle 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 betriebsrelevantenVerschwindet Entscheidungen als im Archiv „Gebrauchsanweisung“  Für die Planung beginnt dies mit den Grundsatz-entscheidungen der Betriebsorganizations-Planung und endet mit der Inbetriebnahme 8
  9. 9. NEUES PLANUNGSWERKZEUG BIM  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 9
  10. 10. VERMEIDUNG TYPISCHER RISIKEN IN DER PLANUNG  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 10
  11. 11. Arbeiten im Team einer Gesamtplanung Neue Methoden der Zusammenarbeit
  12. 12. BIM BEI OBERMEYER Ausstattung Tragwerk BO Dokumentation | Workflows DIN 13080 | DIN 277Technische DokumentationKosten | Termine  alle wichtigen Gebäudedaten aller Disziplinen werden kontinuierlich zu einem Gesamtmodell datenbankbasierten, virtuellen Architektur Haustechnik | Gebäudemodell Energieoptimierung verknüpft  PLANUNG  SIMULATION  ANALYSE  KOMMUNIKATION 12
  13. 13. BEISPIEL SECURITY HOSPITAL (VAE)  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 € 13
  14. 14. ANFORDERUNGEN AN DIE PLANUNG Beeinflussbarkeit  In Phase der Planung der 100% Betriebsorganisation und Konzeptplanung liegt der größte Hebelarm für risikoarme 80% und effiziente Krankenhausprozesse. Prozesse ändern sich, die Baustruktur muss zukunftssicher variabel sein. Frühe Projektphasen ab Genehmigung Projektphasen Zeit Sicherheit Freiheitsgrade / durch frühe Flexible Planung, Information Standardisierung 15
  15. 15. VORGEHEN – KONVENTIONELL:IM KONVENTIONELLEN PLANUNGSANSATZ WIRD SEQUENTIELL VORGEGANGEN MIT NUR WENIGHARMONISIERUNG UND INTEGRATION VON PROZESS- UND STRUKTURSICHTSequentielles Vorgehen - Unterschiedliche SichtweisenPlanung Betriebsorganisation Leistungsphasen nach HOAI Validierung der Grund- Detaillieren Detaillieren Detaillieren Prämissen Funktionaler Funktionaler der Anfor- Interne und für die BO Beziehung Beziehung derungen an Externe (Leistungen, zwischen Innerhalb Medizint- Analyse Leistungsza den Organi- der OES Technik und hlen, sationsein- Vertiefung Räume kapazitäten, heiten Logistik etc..) Leistungen  Städte- und Erlöse, Kosten baurechtliche Einzugsgebiet Einflussfaktoren Morbiditäten und  Grundstück Bedarfsentwicklung  Bausubstanz, Flächen, Funktionseinheiten, Prozesse, BO, Skizzen, Entwürfe Bubble Diagramme Gebäude- und Gebäudestrukturen Kapazitäten Prozesse, Wege Soll-Raumprogramm Raumstrukturen  Tragkonstruktion MT-Anforderungen, Pläne Raumprogramm LISTEN GEOMETRIEN  Gebäudetechnik Anforderungen an  Medizintechnische Raumausstattung Ausstattung  Gestaltung  Entwürfe/Skizzen 16
  16. 16. VORGEHEN – INTEGRATIVER ANSATZ:DIE ERARBEITUNG ERFOLGT IN INTERDISZIPLINÄREM TEAM AUSBETRIEBSORGANISATIONSPLANER, ARCHITEKTEN, FACHPLANERN UND FACH-EXPERTEN DESKUNDEN UNTER ZUSAMMENFÜHRUNG ALLER SICHTWEISEN UND KOMPETENZENIntegratives Vorgehen und paralleles Arbeiten ! Validierung GEMEINSAME der Grund- Detaillieren Detaillieren Detaillieren Prämissen Funktionaler Funktionaler der Anfor- Interne und für die BO Beziehung Beziehung derungen an Externe (Leistungen, zwischen Innerhalb Medizint- Analyse Leistungsza den Organi- der OES Technik und Prozesse, BO, Bubble Skizzen, Entwürfe hlen, sationsein- Vertiefung Räume kapazitäten, etc..) heiten Logistik Diagramme Gebäude- und Soll-Raumprogramm Raumstrukturen MT-Anforderungen, Pläne Genehmi Grund- - Ausführu LISTEN GEOMETRIEN Lagen- Vorentwurf Entwurf ngsplanu Gungs- mittlung ng planung DATENBANK 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 17
  17. 17. Anwendung von BIM in den einzelnen Leistungsphasen Projektbeispiele von der Konzeption bis zur Detailplanung
  18. 18. CHIRURGISCHE KLINIK AN DER UNIKLINIK HEIDELBERG  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 Google Luftbild 19
  19. 19. DOKUMENTATION BETRIEBSORGANISATIONSPLANUNG Drei verschieden Ansichten auf die selbe Information  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 Rahmenmodell 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 ,Raumprogramm Schallschutz, VDE 101 Klassifizierung nach VDE 101, Raumbuch VDS, Din 1946,…) 20
  20. 20. DOKUMENTATION BETRIEBSORGANISATIONSPLANUNG Drei verschieden Ansichten auf die selbe Information  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  SpezifischeRaumprogramm Anforderungen aus der Medizintechnischen Ausstattung Rahmenmodell 21
  21. 21. MEHRDIREKTIONALES DENKEN - DATENKONSISTENZ Drei verschieden Ansichten auf die selbe Information  Dokumentation der sich aus der Planung ergebenden, situationsbezogenen Informationen: z.B. Transportwege, notwendigen Umverpackungen, etc.  Erproben kritischer Prozesse z.B. durch Kamerafahrten  Raumtypenbildung und Planungsmodell 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-technischenRaumprogramm Aspekten) Raumbuch 22
  22. 22. PLANUNG MIT STANDARDRÄUMEN  Frühzeitige Einbindung der Fachplaner, Standardisierung  Frühe 3D-Visualisierung, und Prüfung von Raumzuschnitten 23 23
  23. 23. OBJEKTDATENBANK  Sammlung geometrischer Information und aller weiteren Anforderungen jedes Objektes 26
  24. 24. PLANUNG MIT STANDARDRÄUMEN Standards für Raumtypologien und –Ausstattung inkl. MT 2 Sichten auf die selben Daten: Räumliche Planung 27
  25. 25. ÄRTZEHAUS AM HEILIG-GEIST-KLINIKUM BINGEN  Hohe Detailschärfe in frühen Phasen - Vereinfachung der Abstimmungen mit den Endnutzern  Mietermanagement inklusive der Übertragung von Betreiberpflichten im Mietvertrag 28
  26. 26. KOSTEN- UND PROZESS-SICHERHEIT IN FRÜHEN PHASEN 29
  27. 27. INTERGIERTE MASSENERMITTLUNG UND LV-ERSTELLUNG  Selektion von Elementen nach „Type Mark und Zuordnung zu Positionen“  Positionen basierend auf bürointernen Stammdaten bzw. Standardleistungsbuch 30
  28. 28. AL AIN HOSPITAL (VAE)  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 31
  29. 29. ENERGETISCHE OPTIMIERUNG  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 32
  30. 30. ENERGETISCHE OPTIMIERUNG  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 33
  31. 31. ENERGETISCHE OPTIMIERUNG  Sonnenstandsanalyse  Tageslichtsimulation  Schaffung eines Gleichgewicht zwischen Maximierung natürlicher Beleuchtung (u.a. notwenidg für die Bepflanzung) und Minimierung Energie- Eintrag 34
  32. 32. RETTUNGSZENTRUM KUNDUZ (AFGHANISTAN)  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 € 35
  33. 33. TECHNISCHE KOORDINATION Tragwerk  Integrierte PlanungMedizintechnik Fassade  Frühzeitige Absprache  Datenbank verwaltet Informationen und dient Innenarchitektur als Schnittstelle TGA  Parallele kontinuierliche Mengenüberprüfung und Kosten Kalkulation Architektur  Direkte Simulationen von Kosteneffekten und Bauakustik Planungsentscheidungen Sondergutachten Bauphysik/ Energie  Konsistente Daten mit allen für das Bauwerk relevanten Informationen über den gesamten Lebenszyklus 36
  34. 34. TECHNISCHE KOORDINATION – HÄUFIG REALITÄT  Zur Gewährleistung hygienischer Verhältnisse der Trinkwasserinstallatio n 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 37
  35. 35. TECHNISCHE KOORDINATION - DAS ZIEL  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. 38
  36. 36. TECHNISCHE KOORDINATION  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‘ 39
  37. 37. SOFTWAREGESTÜTZE KOLLISIONSPRÜFUNG  Die Software kann unterschiedliche Formate in 3D einlesen, gegeneinander prüfen und Kollisionen mit Koordinatenangabe dokumentieren  Ersetzt nicht dievorher vorherige visuelle Prüfung durch die Ingenieure  Im Idealfall Kollisionsprüfung der haustechnischen Gewerke untereinander und mit der Architekturnachher 40
  38. 38. BIM in der Realisierung und im Betrieb Weiterverwendung der gesammelten Daten
  39. 39. INBETRIEBNAHMEN UND UMZUG  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“ 42
  40. 40. WARTUNG IM BETRIEB  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  ………. 43
  41. 41. ERFASSUNG ALLER RELEVANTEN ELEMENTE  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) 44
  42. 42. Fazit ...
  43. 43. FAZIT  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“ 46
  44. 44. VIELEN DANK für Ihre Aufmerksamkeit „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 47

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