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

1. BIM und 3D-Daten in der Praxis
Anwendung der Planungsmethode an konkreten Projekten
Matthias Braun

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
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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.de
Gebäude Verkehr Umwelt
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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
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5. KOMPETENZBEREICHE
BETRIEBS- UND MEDIZIN-
ARCHITEKTUR INNEN- BAU-
PROZESS- UND
MASTERPLANUNG ARCHITEKTUR MANAGEMENT
PLANUNG LABORTECHNIK
TRAGWERKS- ENERGIE- BAUPHYSIK BRAND-
TGA
PLANUNG BERATUNG BAUAKUSTIK SCHUTZ

6. Warum BIM ?
Beweggründe umzudenken

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 Druck
Funktionalität 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
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8. JEDE MENGE DATEN UND INFORMATIONEN ....
 Wichtige Planungsinformationen
sind auf eine Vielzahl von Quellen
an verschiedenen Orten verteilt
Kommt auf  Immer größere Mengen von
die 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 betriebsrelevanten
Verschwindet Entscheidungen als
im Archiv „Gebrauchsanweisung“
 Für die Planung beginnt dies mit
den Grundsatz-entscheidungen
der Betriebsorganizations-Planung
und endet mit der Inbetriebnahme
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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
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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
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11. Arbeiten im Team einer Gesamtplanung
Neue Methoden der Zusammenarbeit

12. BIM BEI OBERMEYER
Ausstattung
Tragwerk
BO Dokumentation | Workflows
DIN 13080 | DIN 277
Technische Dokumentation
Kosten | Termine
 alle wichtigen
Gebäudedaten aller
Disziplinen werden
kontinuierlich zu einem
Gesamtmodell datenbankbasierten,
virtuellen
Architektur
Haustechnik | Gebäudemodell
Energieoptimierung verknüpft
 PLANUNG
 SIMULATION
 ANALYSE
 KOMMUNIKATION
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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 €
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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
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15. VORGEHEN – KONVENTIONELL:
IM KONVENTIONELLEN PLANUNGSANSATZ WIRD SEQUENTIELL VORGEGANGEN MIT NUR WENIG
HARMONISIERUNG UND INTEGRATION VON PROZESS- UND STRUKTURSICHT
Sequentielles Vorgehen - Unterschiedliche Sichtweisen
Planung 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. VORGEHEN – INTEGRATIVER ANSATZ:
DIE ERARBEITUNG ERFOLGT IN INTERDISZIPLINÄREM TEAM AUS
BETRIEBSORGANISATIONSPLANER, ARCHITEKTEN, FACHPLANERN UND FACH-EXPERTEN DES
KUNDEN UNTER ZUSAMMENFÜHRUNG ALLER SICHTWEISEN UND KOMPETENZEN
Integratives 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
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17. Anwendung von BIM in den einzelnen Leistungsphasen
Projektbeispiele von der Konzeption bis zur Detailplanung

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
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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,…)
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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
 Spezifische
Raumprogramm Anforderungen aus der
Medizintechnischen
Ausstattung
Rahmenmodell
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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-technischen
Raumprogramm Aspekten)
Raumbuch
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22. PLANUNG MIT STANDARDRÄUMEN
 Frühzeitige Einbindung
der Fachplaner,
Standardisierung
 Frühe 3D-Visualisierung,
und Prüfung von
Raumzuschnitten
23
23

23. OBJEKTDATENBANK
 Sammlung geometrischer
Information und aller
weiteren Anforderungen
jedes Objektes
26

24. PLANUNG MIT STANDARDRÄUMEN
 Standards für Raumtypologien und –Ausstattung inkl. MT
 2 Sichten auf die selben Daten: Räumliche Planung
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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
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26. KOSTEN- UND PROZESS-SICHERHEIT IN FRÜHEN PHASEN
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27. INTERGIERTE MASSENERMITTLUNG UND LV-ERSTELLUNG
 Selektion von Elementen
nach „Type Mark und
Zuordnung zu
Positionen“
 Positionen basierend auf
bürointernen
Stammdaten bzw.
Standardleistungsbuch
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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
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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
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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
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31. ENERGETISCHE OPTIMIERUNG
 Sonnenstandsanalyse
 Tageslichtsimulation
 Schaffung eines
Gleichgewicht zwischen
Maximierung natürlicher
Beleuchtung (u.a.
notwenidg für die
Bepflanzung) und
Minimierung Energie-
Eintrag
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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 €
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33. TECHNISCHE KOORDINATION
Tragwerk
 Integrierte Planung
Medizintechnik 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
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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
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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.
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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‘
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37. SOFTWAREGESTÜTZE KOLLISIONSPRÜFUNG
 Die Software kann
unterschiedliche
Formate in 3D einlesen,
gegeneinander prüfen
und Kollisionen mit
Koordinatenangabe
dokumentieren
 Ersetzt nicht die
vorher vorherige visuelle
Prüfung durch die
Ingenieure
 Im Idealfall
Kollisionsprüfung der
haustechnischen
Gewerke untereinander
und mit der Architektur
nachher
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38. BIM in der Realisierung und im Betrieb
Weiterverwendung der gesammelten Daten

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“
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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
 ……….
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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)
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42. Fazit
...

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“
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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
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