Building Information Management und Virtuelle Techniken im Bauwesen

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
Virtuelle Techniken (VT) und Building Information Modelling (BIM)
für Bauwesen & Architektur
Chancen, Treiber & Hemmnisse
Dipl.-Arch. Günter Wenzel, Fraunhofer IAO
Dr.-Ing. Dipl.-Kfm. Christoph Runde, VDC Fellbach

Virtuelle Techniken heute BÍM heuteVirtuelle Techniken ideal BÍM ideal
Inhalt
 Übersicht
 Befragungen zu Virtuellen Techniken
für Bauwesen und Architektur
 Befragungen zu BIM
für Bauwesen und Architektur
Bild: Fraunhofer IAO
Semantisches
Entwerfen
2
BIM und Virtuelle Techniken im Bauwesen:
Ergebnisse eines World Cafés
und einer Expertenbefragung

Begriffsbestimmung: Virtuelle Techniken
 unterstützen Entwicklungs- oder
Planungsprozesse
 mit Hilfe digitaler, dreidimensionaler Modelle
und räumliche Interfacetechniken
(VR/AR/MR)
 mit dem Ziel anmutungstreue und
funktionale Prototypen zur Verfügung zu
stellen.
 Virtual Engineering: Produktentwicklung
und Produktionsprozesse
 Bauwesen: Planung, Realisierung,
Kommunikation, Betrieb
Bild: KOP
Bild: Visenso
Bild: Lightshape
Projektbesprechung
an der Powerwall
Architektur-
Visualisierung
Architektur-
Visualisierung
3
Virtuelle Techniken heute

Übersicht
 Expertenbefragung zu Virtuellen Techniken
4
Wie wollen wir VT im
Bauwesen in Zukunft
nutzen? Wünsche,
Ideale, Beispiele
Was hemmt den Einsatz
von VT im Bauwesen?
Was fördert den Einsatz
von VT im Bauwesen?
Gliederung der Antworten
 Technologien
 Datenverfügbarkeit
 Prozesse & Arbeitsweisen
 Kosten, Markt,
Geschäftsmodell
 Qualifikationen
 Gesellschaft
 Recht & Politik

Vision
• Open Standards - einheitliche Schnittstellen
• BIM ist Dokumentationsstandard
• Gebäude werden in Echtzeit im Holodeck entworfen
• Computer/Rechner sind besser und anders als bisher - direkte und dynamische Simulationen werden möglich
• Simulation des Lebenszyklus(lifecycle) eines Gebäudes.
• Die Atmosphäre eines Gebäudes lässt sich vorab simulieren und visualisieren
• Baustelle ist digital
• Roboterfertigung auf der Baustelle
• Denken in LOD
• Multi-Container aus 3D-Modellen
• Kontext-bezogene Zurverfügungstellung von Informationen
Virtuelle Techniken: Technologie als Vision, Treiber, Hemmnis
5
Treiber
 Schnellere Hardware
 Simulationen möglich -> Nachhaltigkeit
 Treppen-Tool -> App Denkweise in kleinen
Häppchen
 Programmierung und IT Technik
 Usability, intuitiv, einfach handhabbar
 Produktionsfähigkeiten
Hemmnisse
 Datenprozesse, Datenübergabe, Content- Konvertierung,
Verlust bei Datenschnittstellen zwischen Software-Tools
 Software stimmt nicht mit Prozessen überein
 Usability, keine standardisierte Interaktion
 BIM ist zu wenig, mehr LODs sind notwendig in BIM
 Software-Heterogenität
 Software-Handhabbarkeit

Virtuelle Techniken: Datenverfügbarkeit als Vision, Treiber, Hemmnis
6
Vision
• Standards for LODs / LOD8
• Standards für Qualität von 3D-Daten (z.B. Richtung Flächen, Präzision, Detaillierung,…)
Treiber
 Bedarfe der Planer
 Steigende Komplexität von
Bauvorhaben
 Steigende Anforderungen an
Qualität der Planung
Hemmnisse
 geringe Qualität der Datengrundlage
(Stadtmodell)
 Qualitätsanspruch visuelle Umsetzung, zu
geringer LOD für 1:1-Erleben
 Verfügbarkeit 3D-Daten (z.B. unterirdisch), auch
hinsichtlich Präzision
 Keine Qualitätsstandards
 Use Cases für 3D-Daten undefiniert

Virtuelle Techniken: Prozesse & Arbeitsweisen als Vision, Treiber, Hemmnis
7
Vision
• Prozesssimulation bei Großprojekten ist Standard
• Automatisierung des Bauens („Architekt wird hier überflüssig“)
Treiber
 Wunsch nach
Teilhabe
 Politik:
BIM-Gedanke in
öffentlichen
Großprojekten
Hemmnisse
 mangelndes Änderungsmanagement im Entwurfs-
/Planungsprozess/Ausführung
 Fehlende Schnittstellen zwischen BIM, BAM, BOOM
 Leistungsprofile, Phasen vordefiniert
 Verinselung (kleine Planungseinheiten)
 fehlende Bereitschaft zur Gewährung detaillierter
Einblicke (insbes. auch ggü. unbedarften Bürgern…)
 -> fehlende Prüfbarkeit/Nachprüfbarkeit -> stimmen die Daten?
Aussagen richtig? Qualitätssiegel der Daten/Darstellung

Vision
• Für private Bauherren gibt es webbasierte interaktive 3D-Hauskonfiguratoren
• Interaktion des Architekten mit Kunde auch und insbesondere in der Planung (Architekt wird
„Berater“)
• Bauteile sollen aber auch standardisiert sein und/oder flexible Freiformgebäude sind genauso
günstig wie mit standardisierten Bauteilen
Virtuelle Techniken: Kosten/Markt/Geschäftsmodell als Vision, Treiber, Hemmnis
8
Treiber
 Anreize schaffen -> ???
 Kostendruck -> Effizienz
-> Bauen/Planen
 Transparenz von Abläufen &
Kosten
 Umsetzung von
Bauprozessen in
CAM-Strukturen
Hemmnisse
 Kosten
 Geschäftsmodell Bauprozess
-> Gewerketrennung im Bauprozess
 Wertschöpfungsprozesse
 fehlender Leidensdruck (für Veränderungen)
 Unternehmen mit fehlender kritischer Masse,
Auftrags-Auf und –Ab
 Rechtliche Situation behindert neue Geschäftsmodelle
 Geringe Margen

Virtuelle Techniken: Qualifikation als Vision, Treiber, Hemmnis
9
Vision
• durchgängig qualifizierte Mitarbeiter am Wertschöpfungsprozess Bau
• Studiengang BIM-Manager
Treiber
 Interdisziplinäre
Studien
 Jugendliche
-> Ausbildung
 Internet
 Computerspiele
 Neue Studiengänge
(z.B. Geomatiker)
Hemmnisse
 Zusammenarbeit zwischen Fakultäten (IT, Architektur,
Bauingenieurwesen, interdisziplinär allgemein) oder auch
zwischen verschiedenen Rollen im Projekt (Beuherrn, Architekt,
Bauunternehmen, …)
 -> fehlender Austausch, Verinselung, zu wenig
Mitdenken/Querdenken
 Personalstruktur
 Qualifikation, Studium ohne 3D, CAD, VR
 fehlende Transferkompetenz (zu enge Ausbildung)
 fehlendes IT-Projektmanagement (was aber für sinnvollen Einsatz
für neue IT-Werkzeuge notwendig ist)

Virtuelle Techniken: Gesellschaft/Historie als Vision, Treiber, Hemmnis
10
Vision
• VT werden massentauglich (leicht und intuitiv bedienbar, günstig, Miniaturisierung
• Die Bevölkerung akzeptiert die neuen Technologien.
• Bürgerbeteiligung wird durch VT noch einfacher.
Treiber
 Medienkompetenz
 Generationen wächst sich aus
 Spass Spiel 3D-Virtualität/
 3D-Communities sind common
knowledge
 Virtualität als Lebensraum akzeptiert
 Anspruchvollere Architektur ->
gebaute Umwelt
 Ansprüche der Bauherren steigen
 mündige Nutzer
 Individualität im BW
 Spinnereien -> Realisieren
Hemmnisse
 Henne-Ei-Problem Nachfrage-Angebot IT-Werkzeuge
 Fehlende Finanzierung für die Anlaufphase (eines
umfassenden SW-Einsatzes in der Breite)
 mangelnder Gestaltungswille in der Branche, fehlender
Leidensdruck (für Veränderungen)
 Oligopol Markt IT-Werkzeuge , begrenzte Anzahl treibender
Firmen, die marktbeherrschende Stellung haben ->
Blockaden
 Erziehung -> Wahrnehmung -> beharrliche Baukultur
 Technikphobie bei Architekten, Vertrauen (in IT)
 HOAI spricht gegen durchgängige Prozesse (Gewerke,
Planungsphasen)
 fehlendes Personal (allgemein)

Virtuelle Techniken: Recht/Politik als Vision, Treiber, Hemmnis
11
Vision
• Gesetzlicher Rahmen unterstützt, fordert und fördert neue Technologien
Treiber
 Vorgaben durch
die Politik
Hemmnisse
 Rechte an Daten unklar
 Unklare Haftungsfragen bei Austausch, Rechte, Verwendung
-> IP-Problematiken, Rechte an Daten, Rechte an Entwurf ,
Urheberrecht
 Lobbies, z.B. Kammern
 Fehlender Kopier-, Weitergabeschutz (-> Technologie?)

Virtuelle Techniken: Verteilung der Ergebnisse
12
Vision Treiber Hemmnisse
Technologien   
Gesellschaft   
Kosten, Markt,
Geschäftsmodell   
Recht & Politik   
Qualifikationen -  
Prozesse &
Arbeitsweisen
 - 
Datenverfügbarkeit - - 

13
Einsatzbereiche Treiber Hemmnisse
Qualitätssicherung xnett x Performance(CPU / GPU) x
Simulation Ist-Situaltion / Planung xGesellschaft (Spiele, Kino) x auf der Baustelle? x
Orientierung xiPad, iPhone x teuer x
Analyse / Visio xhohe Vorstellungskraft x
Spezialisierung bestehender
Modelle schwer in VR umsetzbar ->
Modell trivial x
Bauzustand xÜbersicht / Kommunikation x zu große Datenmenge vs. Echtzeit x
Lichtsimulation xSpielewelt x
Blockaden an Schnittstellen
"Bottleneck" (z.B. CAD-Format
Bibliotheken) x
Visualisierung Raumwahrnehmung xKostengünstige HW (Oculus) x
uneinheitliche Prozessdefinitionen
innerhalb der Projektstruktur x
Visualisierung xKostengünstige CAVE x einheitliche Datenformate x
BIM / 5D xdurchgängige Prozesskette x keine Echtzeit möglich x
Visualisierung x
Systemwelt der Bauherren /
Auftraggeber x Fehlende Datengrundlage x
VR xmobile VR / AR / MR x Datenmenge x
Animationen xRealtime Engines x Tradition x
Rendering x
Vorteiler bei der Koordination der
Gewerke (Ausführungsphase) x
Gebäude- und Fertigungsplanung
(Layoutplanung) xBauherr x
Visualisierung in Echtzeit - HMDs / Games x
Vision der Datendurchgängigkeit
(Notwendigkeit, Alternative?) x
3D-Scanner x
3D-Scan x
Virtuelle Techniken: Einschätzungen Stand heute
 Antworten

14
 Einsatzbereiche
(Wordle-Auswertung)

15
 Treiber
(Wordle-Auswertung)

16
 Hemmnisse
(Wordle-Auswertung)

17
Einsatzbereiche 39 Treiber 20 Hemmnisse 0
Echtzeitvisualisierung, und -
Datenzugriff 3 billiger 0 MEINE Daten -> Kosten 0
Materialität und Haptik
implementieren 2 gesellschaftliche Akzeptanz 0 Datensicherheit 0
Multi-User-VR Multi-User-Immersion 4
Überall, je nach Situation von 2D
nach 3D (Handy, Smartphone, …) 0 Mobilität 0
individuelle getrackte Avatare 1 VR to Go 11
Bürgerbeteiligung 0 Oculus Rift 0
5D-Erlebnis 0 Holodeck 5
Alles passt zu Allem (SW-Hersteller,
CAD, DB, AVA, Terminplan, …) 4
Steigende Anforderungen vom
Auftraggeber 0
VT + Terminplan als
Kommunikationsmittel auf der
Baustelle 2 Vorstellung (Raumgefühl) 0
Photorealistische
Echtzeitvisualisierung (Soll-Ist-
Vergleich mit AR) 10
Prämie, Neugier, Perfekte
Kommunikation zw. Allen
Beteiligten 0
StartreckVT
mobiler Einsatz (keine Papierpläne
auf der Baustelle) 9
Morphing zwischen
Visualisierungen für versch.
Zielgruppen 0
VT funktioniert so gut, dass wir
nicht mehr bauen müssen (Virtual
Office) 0
Räume begehbar 1
interaktiv 7
Virtuelle Techniken: Einschätzung Ideal-Zustand
 Wie sollte
es sein? -
Antworten
Virtuelle Techniken ideal

18
Virtuelle Techniken: Einschätzungen Ideal-Zustand
 Einsatzbereiche
(Wordle-Auswertung)

19
 Treiber
(Wordle-Auswertung)

20
 Hemmnisse
(Wordle-Auswertung)

Building Information Modeling (BIM)
 Formalisierter Prozess/Methode zur Erstellung
eines
 Ganzheitlichen zentralen Datenmodelles
o Objekt: Beschreibung des „Produktes“
Gebäude (Geometrie, Material, Kosten, etc.)
o Prozess: Beschreibung der Planung,
Realisierung, Betrieb, Rück/Umbau
(Zuständigkeiten, Termine, Pläne, Qualität,
Bauablauf, Baustellenlogistik, Lieferketten,
Abnahmekriterien, Gebäudemanagement,…)
 Idealisiert
o Einheitlich für jedes individuelle Objekt und
Vorhaben
o Zugriff für alle Stakeholder
21
BÍM heute

Building
Information
Modelling:
Einschätzungen
Stand heute
 Antworten
22
Einsatzbereiche Treiber Hemmnisse
3D-Models x
Bestandserfassung notwendig für Planungsgrundlage (Umbau, Sanierung),
Flächen- und Massen, Ausschreibungen (Raumbücher) X Auftraggeber X
3D-Modellerstellung x Zeitersparnis X keine Standards X
Angebotsbearbeitung (Rohbau, Ausbau, Fassade, Baustellenplanung,
Stahlbau, Holzbau, Tiefbau) x Kostenschätzung X IT-Umfeld X
Ausführungsplanung (Rohbau, Tiefbau, Stahlbau, Holzbau,
Baustelleneinrichtung) x Entscheidungssicherheit ("erleben" des Geplanten) X langfristige Vorteile für Kunden noch nicht erkennbar X
Firmenübergreifende Zusammenarbeit x Planungssicherheit gegenüber dem Bauherren X
Bestandserfassung (Umfang sehr kundenspezifisch, kein/kaum
Standardisierung) X
As-Build: Rohbau, TGA, Stahlbau, Holzbau x
Bestandserfassung: Wirtschaftlichkeit (mehrere / breite Nutzbarkeiten ->
entspr. Kostenverteilung X
Bestandserfassung (eingefahrene Strukturen bei Personal und SW,
vermeintlich hohe Investitionskosten X
Industriebau x Kommunikationsmittel X Unterschiedliche SW X
3D-Datenquelle x Ergebniskontrolle X Realisierungsnetzwerke zu klein X
Informationsmodell (Analyse, Daten) x frühzeitige Planungssicherheit (Zeit, Kosten, etc.) X Schnittstellen / Datenaustausch X
Tragwerksplanung, Variantenuntersuchung, Mengenermittlung,
Visualisierungen x Verbesserung der innerbetrieblichen Abläufe X
BIM-Aktzeptanz beim Bauherren (wird bisher nicht gewünscht bzw.
gefordert X
2D- und 3D-Lastabtrag aus dem BIM-Modell x Bauherren X Vorbereitung von BIM bei den Planern X
Koordinations versch. Gewerke x Kostensicherheit, Entscheidungsgeschwindigkeit X Kollision Fertigungsplanungsprozess (reif) vs. Bauplanungsprozess (unreif) X
3D-Erfassung existierende Bauwerke als BIM-Datengrundlage x komplizierte Geomtrien werden erfassbar X
Entkopplung des Planungs- und des Realisierungsprozesses
(Schnittstellen) X
Kollisionsmanagement x Koordination der Fachplanungen: EIN virtuelles Gebäudemodell X immer noch stark verbreitete 2D-Denkweise X
Mengenermittlung x Einfach werdende SW-Tools X Werkzeuge (SW)! Aufwand bei der Einführung (Personal) X
Visualisierungen x Optimierung der Prozesse -> viele Vorteile X Fachliche Kompetenz X
Massenermittlung x zentrale Information, konsistente Daten X Umgang mit vielen Daten X
Bausollfestlegung x
zum Teil Kriterium in Ausschreibungen (Verbreitung im skandinavischen
Raum) X 2D-Planung von externen Projektbeteiligten X
Kostensicherung x Organisation / Daten X
fehlende zusätzliche Vergütung bzw. Anerkennung von Bauherren und
Auftragsgebern X
Berechnung der DIN 18599 und EnEV x Standards / es muss gewollt sein X Vergabe an billigsten Anbieter nicht innovativ X
Variantenentwicklung und -Beurteilung x Komplexität der Projekte X Datenhoheit (die ungern aufgegeben wird) X
Projektakquise (Emotion) x Planungssicherheit in der Geometrie X Vielzahl kleiner Planungsbüros X
Visualisierung komplexer Gebäudemodelle x zunehmende Komplexität der Projekte X Schnittstellen zwischen den Gewerken X
Bauplanung und Visualisierungen x "Digitale Fabrik" bzw. Industrie 4.0 X Denkweise X
Kollaboration mit/in global agierenden Unternehmen x Adaption der Fertigungsprozesse des Maschinenbaus X viel verschiedene Planer und ausführende Firmen X
Betreiben (Flächenmanagement), HRG, Schließmanagement x Variantenmanagement X teilweise fehlende Marktreife X
Betreiben (wo sind prüfpflichtige Bauteile?) x Zeitersparnis X Datenverfügbarkeit X
Planverwaltung / Ausführung Vorteile x Komplexität der Projekte X X
Gebäude-Layout und -Installationen als Basis für Produktionsplanung x Integration der Einzelplanungen X Schnittstellenproblematik X
Echtzeitvisualisierung (photorealistisch) / Produktpräsentation x Wirtschaftlichkeit / Zeitersparnis X 5D-Prozesseinführung X
Echzeitsimulation (Lichtanalyse intern und extern, Reflexionsanalysen) x Spass an neuen Technologien X Komplexität X
Besseres Verständnis des Bauwerkes X Termindruck X
Kosten- und Terminsicherheit X 2D-Verbreitung X
Kostenersparnis vor Produktionsbeginn (techn. -> visuell) X Datenverfügbarkeit X
Betreiben: Legalität, FCM x Schnittstellen X
Schelllebigkeit vs. Verfügbare Zeit X
Qualifikation X
Unterscheidung zwischen wichtigen und unwichtigen Daten X
unterschiedliche Lieblingswerkzeuge-> Schnittstellenprobleme X
unterschiedliche SW-Tools (Revit vs. Plant 3D) bei der Modellierung X
unterschiedliche Datenformate X
BÍM heute

Building Information Modelling: Einschätzung Stand heute
 Einsatzbereiche
(Wordle-Auswertung)
23
BÍM heute

 Treiber
(Wordle-Auswertung)
24
BÍM heute

 Hemmnisse
(Wordle-Auswertung)
25
BÍM heute

26
Einsatzbereiche 34 Treiber 16 Hemmnisse 1
intelligentesGebäude mit Erinnerung
und Vision 0
Disziplinübergreifende
Gebäudedatenbank 3 Datensicherheit und Nutzungsrechte 0
GanzheitlicheFabrik- / Objektplanung;
(Hülle/ Gebäudeentstehung / -
Nutzung -> Prozesse) nach Nutzung 0 Datenverlust 0
Change-Management Baukultur-
Änderung 0
ein leicht und intuitiv zugängliches
Modell 1 Einfach 0 Datenmasseund Datenordnung 0
Vollständiges3D-Modell mit allen
relevanten Daten 4
NachweislicherWettbewerbsvorteil
(ErfolgreicherEinsatzvon BIM als
Methodik in renommierten Büros als
Vorbild) 0 Anpassung der Studiengänge 1
einfaches, einheitliches
Zusammenfügen von Fachmodellen /
Verbesserungder 5D-
Softwarewerkzeuge 4
Hardware-Leistungermöglicht
Echtzeitplanung 0
mehr Publikation erfolgreicher BIM-
Projektein den Medien als
Gegengewichtzu Flughfn Berlin,
Elbphilharmonie, Stgt.21, etc 1
Allearbeiten wieder zusammen (um zu
bauen, nicht um sich zu ärgern) 3
DurchgängigerDatenfluss, Zentrale
Informationen 5 1:1Simulation des Bauablaufs 2
Das perfekte, konsistente,
durchgängigeModell 0
verlustfreies,neutrales
Austauschformat/ Zusammenarbeit
ohne Konkurrenzdenken 7
Zuerst Planen, dann Bauen (stressfrei) 11 Spaß an der Nutzung 0
Open BIM und Big BIM 5
Unterstützungund Vereinfachung der
Kommunikation 0
Architekthat wieder mehr Zeit für
Kreativität
Einfache Integration von
Terminplanung 0
Bauumfassend 0
Leichtes Interface "intutitv" für alle
Nutzer 1
Feedback für CAC-Designphase 0
Synchrnisationmit externen
Datenbeständen 1
Echtzeitplanung virtuell inkl. Kosten 2
Building
Information
Modelling:
Einschätzungen
Idealzustand
 Wie sollte es sein?
Antworten
BÍM ideal

27
Building Information Modelling: Einschätzungen Idealzustand
 Einsatzbereiche
(Wordle-Auswertung)
BÍM ideal

28
 Treiber
(Wordle-Auswertung)
BÍM ideal

29
 Hemmnisse
(Wordle-Auswertung)
BÍM ideal

© Kompetenzzentrum Virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w. V. – Virtual Dimension Center VDC
Sie interessiert das Thema und Sie suchen einen kompetenten
Ansprechpartner? Bitte sprechen Sie mit uns.
Arbeitskreis Virtuelle Techniken im Bauwesen des VDC: Link
Competence Center Virtual Environments des Fh-IAO: Link
Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach
Auberlenstr. 13
70736 Fellbach
www.vdc-fellbach.de
info@vdc-fellbach.de
Tel.: 0711 / 58 53 09 - 0

Building Information Management und Virtuelle Techniken im Bauwesen

Empfohlen

Empfohlen

Weitere ähnliche Inhalte

Andere mochten auch

Andere mochten auch (20)

Ähnlich wie Building Information Management und Virtuelle Techniken im Bauwesen

Ähnlich wie Building Information Management und Virtuelle Techniken im Bauwesen (20)

Mehr von Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach

Mehr von Virtual Dimension Center (VDC) Fellbach (20)

Building Information Management und Virtuelle Techniken im Bauwesen