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




                                                                          3
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
KOMPETENZBEREICHE




BETRIEBS- UND                                    MEDIZIN-
                 ARCHITEKTUR      INNEN-                        BAU-
  PROZESS-                                        UND
                MASTERPLANUNG   ARCHITEKTUR                  MANAGEMENT
   PLANUNG                                    LABORTECHNIK




 TRAGWERKS-                       ENERGIE-     BAUPHYSIK       BRAND-
                     TGA
   PLANUNG                       BERATUNG      BAUAKUSTIK      SCHUTZ
Warum BIM ?
Beweggründe umzudenken
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

                                                                                          7
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



                                                                                   8
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
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
Arbeiten im Team einer Gesamtplanung
       Neue Methoden der Zusammenarbeit
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
                                                                                                           12
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
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
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
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
                                                                                                                                           17
Anwendung von BIM in den einzelnen Leistungsphasen
      Projektbeispiele von der Konzeption bis zur Detailplanung
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
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
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
                                                                                            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
                                                                                              22
PLANUNG MIT STANDARDRÄUMEN


                              Frühzeitige Einbindung
                               der Fachplaner,
                               Standardisierung
                              Frühe 3D-Visualisierung,
                               und Prüfung von
                               Raumzuschnitten




                                                        23
                                                             23
OBJEKTDATENBANK


                   Sammlung geometrischer
                    Information und aller
                    weiteren Anforderungen
                    jedes Objektes




                                         26
PLANUNG MIT STANDARDRÄUMEN



 Standards für Raumtypologien und –Ausstattung inkl. MT
 2 Sichten auf die selben Daten: Räumliche Planung




                                                           27
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
KOSTEN- UND PROZESS-SICHERHEIT IN FRÜHEN PHASEN




                                                  29
INTERGIERTE MASSENERMITTLUNG UND LV-ERSTELLUNG


                                            Selektion von Elementen
                                             nach „Type Mark und
                                             Zuordnung zu
                                             Positionen“

                                            Positionen basierend auf
                                             bürointernen
                                             Stammdaten bzw.
                                             Standardleistungsbuch




                                                                30
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
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
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
ENERGETISCHE OPTIMIERUNG


                            Sonnenstandsanalyse

                            Tageslichtsimulation

                            Schaffung eines
                             Gleichgewicht zwischen
                             Maximierung natürlicher
                             Beleuchtung (u.a.
                             notwenidg für die
                             Bepflanzung) und
                             Minimierung Energie-
                             Eintrag




                                                       34
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
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



                                                                                                36
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
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
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
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




                                                                          40
BIM in der Realisierung und im Betrieb
  Weiterverwendung der gesammelten Daten
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
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
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
Fazit
   ...
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
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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BIM und 3D-Daten in der Praxis

  • 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 2
  • 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 3
  • 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. KOMPETENZBEREICHE BETRIEBS- UND MEDIZIN- ARCHITEKTUR INNEN- BAU- PROZESS- UND MASTERPLANUNG ARCHITEKTUR MANAGEMENT PLANUNG LABORTECHNIK TRAGWERKS- ENERGIE- BAUPHYSIK BRAND- TGA PLANUNG BERATUNG BAUAKUSTIK SCHUTZ
  • 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 7
  • 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 8
  • 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. 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. 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 12
  • 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. 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. 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 17
  • 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 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. 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 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-technischen Raumprogramm Aspekten) Raumbuch 22
  • 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 27
  • 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. KOSTEN- UND PROZESS-SICHERHEIT IN FRÜHEN PHASEN 29
  • 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. 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. 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. 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. ENERGETISCHE OPTIMIERUNG  Sonnenstandsanalyse  Tageslichtsimulation  Schaffung eines Gleichgewicht zwischen Maximierung natürlicher Beleuchtung (u.a. notwenidg für die Bepflanzung) und Minimierung Energie- Eintrag 34
  • 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. 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 36
  • 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. 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. 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. 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 40
  • 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“ 42
  • 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. 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. 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“ 46
  • 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