BIM-gestütztes Anforderungsmanagement zur Kalkulation ......Specifications for the so-called Level of Development (LoD) for the various ... In addition to the definition of the term

Technische Universität München

Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt

Lehrstuhl für Computergestützte Modellierung und Simulation

BIM-gestütztes Anforderungsmanagement zur

Kalkulation eines Hochbauprojektes

Master Thesis

für den Master of Science Studiengang Bauingenieurwesen

Autor: Josef Hinterschwepfinger

Matrikelnummer: 03632472

1. Betreuer: Prof. Dr.-Ing. André Borrmann

2. Betreuer: M.Sc. Paul Häringer

Ausgabedatum: 17. Oktober 2017

Abgabedatum: 16. April 2018

Paul

Rechteck

Abstract I

Building Information Modeling will shape the future of the building industry. The way of

designing, constructing and operating real estates will be changed by this new

technology. Hence, a digital building model is used as a central information database

and is developed throughout the entire creation cycle of a building. The imminent

change of the planning culture is illustrated by the graduated plan Digitales Planen und

Bauen published by the Federal Ministry of Transport and Digital Infrastructure in

December 2015.

For an economic implementation of Building Information Modeling (BIM) in German

companies, new ways of thinking and a structured way of working are of great

importance. With BIM, all participating planners need to work across all disciplines of

one building model. Thus, these changes call for the definition of more standards in

the field of building and construction. The determination of geometric and non-

geometric information contained in the digital model is one key aspect within this

context. Specifications for the so-called Level of Development (LoD) for the various

project phases have already been developed on an international level.

This thesis focusses on the development of an appropriate LoD concept for digital

building models, which have to be defined to implement BIM in a medium-sized

company. This concept will then be used for a model-based tender calculation of a

structural engineering project. Furthermore, the processes of project execution before

and after the implementation of the BIM methodology in the medium-sized company

are compared.

Regarding this purpose, the theoretical basis is created in the first part of this thesis.

In addition to the definition of the term BIM, the national and international development

of BIM are stated. To create a common understanding, the terms Level of

Development, Level of Geometry and Level of Information are analysed, and their

differences are pointed out. At the very end of the basic theoretical chapter new project

roles in the BIM process are presented.

The second part describes the development of a BIM-based process chain. After

presenting the business structure of the medium-sized company, the project execution

Abstract

Abstract II

model “HP3” is explained, with which the company realizes turnkey projects. In doing

so, the requirements of participants in the HP3 project process will be addressed. After

a detailed description of the HP3 process chain, the development of the BIM-based

chain follows. Therefore, the Levels of Development are assigned to the planning

phases first. Processes added due to the implementation of BIM and the illumination

of the information flow within the BIM Process are then explained using the BIM

process chain.

The third part contains the development of the LoD concept as a support for a mode-

based tender calculation. In addition to that, this LoD concept is intended to create a

communication basis for all project participants and ensures the quality of the model.

For this purpose, the information density in the individual phases of the project planning

is defined for selected structural components.

Part four describes the process of BIM-based tendering. A computer program named

“BIM4You” was introduced in the medium-sized company to work as an interface

between the digital model and the bill of quantities. Thereafter the function of the

interface linkage is illustrated. Furthermore, model-based tendering for diverse Levels

of Development are presented. In addition, the feasibility of a cost calculation at an

early planning state and a variant study are examined. A summary and the

identification of further development opportunities for BIM in the company conclude the

thesis.

Zusammenfassung III

Die Methode des Building Information Modeling wird die Zukunft des Baugewerbes

prägen. Mit dieser neuen Technologie ändert sich die Art und Weise des Entwurfes,

der Konstruktion und des Betreibens von Immobilien. Dabei soll das digitale

Gebäudemodell als zentrale Informationsdatenbank über den gesamten

Erstellungszyklus einer Immobilie weiterentwickelt und genutzt werden. Der

bevorstehende Wandel der Planungskultur wird durch den im Dezember 2015

veröffentlichten Stufenplan Digitales Planen und Bauen vom Bundesministerium für

Verkehr und digitale Infrastruktur verdeutlicht.

Für eine wirtschaftliche Implementierung der Building Information Methodik (BIM) in

deutschen Unternehmen sind neue Denkweisen und eine strukturierte Arbeitsweise

von hoher Bedeutung. Bei BIM arbeiten alle beteiligten Fachplaner

disziplinübergreifend an einem Gebäudemodell. Die dadurch einhergehenden

Veränderungen fordern die Definition neuer Standards für den Planungs- und

Baubereich. In diesem Zusammenhang die Festlegung der im Gebäudemodell

enthaltenen geometrischen und nicht-geometrischen Information einen zentralen

Aspekt dar. Auf internationaler Ebene wurde bereits Spezifikationen für diese

sogenannten Level of Development (LoD) für die verschiedenen Projektphasen

erarbeitet.

In der vorliegenden Arbeit wird für die Implementierung von BIM in einem

mittelständischen Unternehmen ein LoD-Konzept für digitale Bauwerksmodelle

entwickelt, welches als Basis für die modellbasierten Angebotskalkulationen von

Hochbauprojekten verwendet werden kann. Des Weiteren werden die Prozesse der

Projektabwicklung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in dem

mittelständischen Unternehmen gegenübergestellt.

Dazu werden im ersten Teil der Arbeit die theoretischen Grundlagen geschaffen.

Neben der Definition des Begriffs BIM wird die Entwicklung von BIM im In- und Ausland

verglichen. Zur Schaffung eines gemeinsamen Verständnisses werden die Begriffe

Level of Development, Level of Geometry und Level of Information analysiert und ihre

Unterschiede aufgezeigt. Die Darstellung neuer Projektrollen bei BIM beschließt das

theoretische Grundlagenkapitel.

Zusammenfassung

Zusammenfassung IV

Der zweite Teil beschreibt die Entwicklung einer BIM-basierten Prozesskette. Nach der

Darlegung der Firmenstruktur des mittelständischen Unternehmens wird das

Projektabwicklungsmodell „HP3“ vorgestellt, mit welchem das Unternehmen Projekte

schlüsselfertig realisiert. Dabei wird auf die Anforderungen der Projektbeteiligten im

HP3-Projektverlauf eingegangen. Nach der detaillierten Darstellung der HP3-

Prozesskette folgt die Entwicklung der BIM-basierten HP3-Prozesskette. Hierzu

werden zunächst die Level of Development den Planungsphasen zugeordnet.

Anschließend werden die mit BIM hinzukommenden Prozesse und der

Informationsfluss zwischen den Fachabteilungen anhand der BIM-Prozesskette

erklärt.

Der dritte Teil enthält die Erarbeitung des LoD-Konzepts als Basis für eine

modellbasierte Angebotskalkulation. Des Weiteren soll dieses LoD-Konzept eine

Kommunikationsgrundlage für alle Projektbeteiligten schaffen und die Qualität des

Modells sichern. Dazu wird die Informationsdichte ausgewählter Bauteile des

Hochbaus für die einzelnen Planungsphasen der Projektplanung definiert.

Teil vier beschreibt die BIM-basierte Angebotskalkulation. Für die Schnittstelle

zwischen Modell und einem positionsweisen Leistungsverzeichnis wurde im

mittelständischen Unternehmen das Programm „BIM4You“ eingeführt. Die

Funktionsweise der Schnittstellenverknüpfung wird dazu beleuchtet. Es werden

zudem modellbasierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Level of Development

dargestellt und die Machbarkeit einer Kostenberechnung zu sehr frühem

Planungszeitpunkt und die Möglichkeit einer Variantenstudie untersucht. Eine

Zusammenfassung und das Aufzeigen weiterer Entwicklungsmöglichkeiten von BIM

im mittelständischen Unternehmen beschließen die Arbeit.

Inhaltsverzeichnis V

1 Einleitung 1

1.1 Einführung ....................................................................................................1

1.2 Ziele der Arbeit..............................................................................................2

1.3 Aufbau der Arbeit ..........................................................................................3

2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen 7

2.1 Begriff des Building Information Modeling .....................................................7

2.2 BIM-Reifegradstufen im nationalen und internationalen Vergleich ...............8

2.2.1 BIM im Ausland .............................................................................................8

2.2.2 BIM in Deutschland ..................................................................................... 10

2.3 Aufwandsverlagerung bei BIM .................................................................... 12

2.4 Gründe für die Einführung der BIM-Methodik ............................................. 13

2.5 BIM-Modelle und deren Detaillierungsgrade ............................................... 14

2.5.1 Hintergrund und theoretische Grundlagen .................................................. 14

2.5.2 Level of Development im Hochbau ............................................................. 16

2.5.3 Level of Geometry und Level of Information ............................................... 20

2.6 Zuweisung von neuen Rollen im BIM-Prozess ........................................... 21

3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in

einem mittelständischen Unternehmen 25

3.1 Unternehmensstruktur ................................................................................ 25

3.2 Prozesskettenanalyse der HP3-Methode vor der Implementierung der

BIM-Methodik .............................................................................................. 27

3.2.1 Projektabwicklung mit dem HP3-Stufenmodell ........................................... 27

3.2.2 Gegenüberstellung der Stufen der Kostenermittlung nach DIN 276 und HP3-

Stufenmodell ............................................................................................... 30

3.2.3 Graphische Darstellung der Prozesskette vor der Implementierung der BIM-

Methodik ..................................................................................................... 34

3.2.4 Anforderungen an das Unternehmen im HP3-Projektverlauf ...................... 35

3.3 Entwicklung der BIM-gestützten HP3-Prozesskette .................................... 38

3.3.1 Erweiterte Rollendarstellung im BIM-Prozess ............................................. 38

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis VI

3.3.2 Festlegung der Level of Development für die Phasen des HP3-BIM-

Abwicklungsplan ......................................................................................... 41

3.3.3 BIM-basierte HP3-Prozesskette .................................................................. 43

4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die

Angebotskalkulation von Hochbauprojekten 50

5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines

Hochbauprojektes 58

5.1 Grundlagen modellbasierter Mengenermittlung .......................................... 58

5.2 BOBs als Schnittstelle zwischen dem IFC-Modell und dem

Leistungsverzeichnis ................................................................................... 60

5.2.1 Aufbau eines BOBs ..................................................................................... 62

5.2.2 Intelligente BauOBjekte (iBOBs) ................................................................. 64

5.2.3 Platzhalter-BOBs ........................................................................................ 67

5.2.4 Aussparungen bei Bauteilen und deren normgerechte Mengenermittlung . 67

5.2.5 Verknüpfung der BOBs mit den Objekten aus dem IFC .............................. 70

5.2.6 Kalkulatorisches Änderungsmanagement bei Modellmodifikationen .......... 73

5.2.7 Bauteilunabhängige Leistungen .................................................................. 74

5.2.8 Erstellung eines Leistungsverzeichnisses in BIM4You ............................... 78

5.3 5D-Analyse: Investkostenschätzung mit LoD-100-BOBs ............................ 80

5.4 5D-Analyse: Anwendung der LoD-300-BOBs für die Angebots-

kalkulation .................................................................................................. 85

5.5 Machbarkeitsuntersuchung für Kostenberechnung bei LoD 200

Modellen mit LoD-300-BOBs ...................................................................... 88

5.5.1 Grundidee von Schicht-Simulationen und Standardaufbauten ................... 89

5.5.2 Gegenüberstellung der Bemusterungen bei LoD 200 und LoD 300............ 91

5.5.3 Variantenstudien mit LoD 200 Modellen ..................................................... 99

5.6 Vergleich der Kosten aus LoD 100 Kostenkonzept und LoD 300

Kostenberechnung .................................................................................... 102

6 Zusammenfassung und Fazit 105

7 Ausblick 107

Literaturverzeichnis XII

Anhang XV

Abbildungsverzeichnis VII

Abbildung 1: Visualisierung des BIM-Pilotprojekt "Schleifring" ................................... 5

Abbildung 2: Lebenszyklusbetrachtung in der BIM-Methodik ..................................... 8

Abbildung 3 Reifegradstufen nach Bew und Richards 2008 ....................................... 9

Abbildung 4: BMVI Stufenplan .................................................................................. 11

Abbildung 5: Aufwandsverlagerung und Einfluss auf Kostenentwicklung nach Patrick

MacLeamy ....................................................................................... 12

Abbildung 6: Versionsverlauf des IFC-Datenformats ................................................ 15

Abbildung 7: Schematische Darstellung des Level of Development ......................... 18

Abbildung 8: BIM-Projektorganigramm der Rollenverteilung .................................... 21

Abbildung 9: BIM-Manager als Koordinator aller Projektbeteiligten .......................... 23

Abbildung 10: Unternehmensstruktur ....................................................................... 25

Abbildung 11: Vergleich Einzelvergaben und HP3-Stufenmodell ............................. 27

Abbildung 12: Genauigkeit der Kostenermittlung nach DIN 276 (eigene Darstellung in

Anlehnung an .................................................................................. 31

Abbildung 13: Kostengenauigkeiten bei HOAI und HP3- Projekten .......................... 33

Abbildung 14: Informationsfluss bei Planungsabteilungen........................................ 35

Abbildung 15: Unterschied der Vergütung beim GMP- und Pauschalvertrag ........... 37

Abbildung 16: BIM-Projektorganigramm der Rollenverteilung (erweiterte Darstellung in

Anlehnung an Liebsch et al.) ........................................................... 39

Abbildung 17: Zuordnung der LoD zu den Projektphasen im HP3-Stufenmodell ..... 41

Abbildung 18: Zusammenführung von Teilmodellen zu einem Gesamtmodell ......... 43

Abbildung 19: Schematische Darstellung eines Koordinationsmodells .................... 44

Abbildung 20: Vereinfachte Darstellung des Prozesses einer Kollisionsprüfung in

Anlehnung an Borrmann et. al ......................................................... 44

Abbildung 21: Grundmodell in LoD 200 als Basis für Genehmigungsplanung.......... 47

Abbildung 22: Unterschiedliche Umfassungsbauteile bei Räumen ........................... 56

Abbildung 23: Kostenermittlungen zu den unterschiedlichen HP3-Projektphasen ... 58

Abbildung 24: LoD-spezifizierte BOBs ...................................................................... 61

Abbildungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis VIII

Abbildung 25:Beispiel eines Treppenpodest-BOB mit zugehörigen BOB-Details ..... 62

Abbildung 27: Tronsolen als Auflager im Bereich von Treppenpodesten ................. 63

Abbildung 28: Kurztext-Eingabe mit Variablen bei einer Fertigteilstütze aus

Stahlbeton ....................................................................................... 65

Abbildung 29: BOB-Details eines Stahlbetonwand iBOBs ........................................ 66

Abbildung 30: Wand mit einem Öffnungselement ..................................................... 68

Abbildung 31: iBOB einer Stahlbeton-Innenwand ..................................................... 68

Abbildung 32: iBOB einer Stahlbeton-Innenwand ..................................................... 69

Abbildung 33: Prozess der Verknüpfung von BOBs und IFC-Objekten .................... 71

Abbildung 34: Bemusterungsansicht in BIM4You mit IFC-Objekten ......................... 71

Abbildung 35: BOB-Auswahl für Ortbetondecken ..................................................... 72

Abbildung 36: Optionale Leistungen bei BOBs ......................................................... 72

Abbildung 37: Unterschied zwischen ProjektBOBs und BOBs bzw. iBOBs .............. 74

Abbildung 38: Beispielmodell für die Fassadenkonstruktion ..................................... 75

Abbildung 39: IFC-Objekte im BIM Server für das Beispiel der Fassadenkonstruktion

........................................................................................................ 75

Abbildung 40: ProjektBOB „BE-FAS4-DOMICO-PLANUM-H#JH“ ............................ 76

Abbildung 41: LV-Position einer Innenwand nach 5D-Berechnung .......................... 79

Abbildung 42: Ablauf eines Projektes (eigene Darstellung in Anlehnung an

Zimmermann) .................................................................................. 81

Abbildung 43: LoD 100 Modell bei Projekt „Schleifring“ ............................................ 82

Abbildung 44: LoD-100-BOB eines Büros ................................................................ 83

Abbildung 45: Bemusterung mit LoD-100-BOBs ...................................................... 84

Abbildung 46: Element-ID einer Außenwand, d = 25cm aus BIM4You..................... 86

Abbildung 47: Element-ID einer Außenwand, d = 25cm im Stamm-LV von BauSU . 86

Abbildung 48: Tool Chain der Angebotserstellung .................................................... 87

Abbildung 49: Darstellung einer Geschossdecke in LoD 200 (links) und LoD 300

(rechts) ............................................................................................ 88

Abbildung 50: Schicht-Simulation eines LoD 200 Modells durch Mehrfach-

bemusterung ................................................................................... 89

Abbildung 51: Standardaufbauten bei der Schicht-Simulation .................................. 90

Abbildungsverzeichnis IX

Abbildung 52: Parameter für einen Bodenaufbau-BOB ............................................ 90

Abbildung 53: Darstellung einer Decke in LoD 200 (oben) und LoD 300 (unten) ..... 91

Abbildung 54: LoD 300 Bemusterung einer Decke ................................................... 92

Abbildung 55: LoD 300 Decke in Schicht-Bemusterung ........................................... 92

Abbildung 56: BOB-Detail mit Variable im Kurztext und der BOB-Detailformel ........ 94

Abbildung 57: Bemusterung mit mehreren BOBs auf ein IFC-Objekt (oben) versus

Bemusterung in Deckenschichten (unten) ....................................... 95

Abbildung 58: Darstellung einer Wand in LoD 300 (oben) und LoD 200 (unten) ...... 97

Abbildung 59: Varianten in Bauverfahren ............................................................... 100

Tabellenverzeichnis X

Tabelle 1: Definition des Level of Development ....................................................... 17

Tabelle 2: Authorized Uses von LoD 100, LoD 200 und LoD 300 in Anlehnung an die

Festlegungen des AIA ..................................................................... 19

Tabelle 3: Gegenüberstellung der Level of Development und der Leistungsbilder nach

HOAI ............................................................................................... 42

Tabelle 4: Beispiel einer Element-ID Aufsummierung .............................................. 80

Tabelle 5: Kosten für Nutzungen je nach Ausstattungsgrad ..................................... 82

Tabelle 6: Gegenüberstellung einer LoD 200 und einer LoD 300 Bemusterung ....... 94

Tabelle 7: Mengenvergleich bei LoD 200 und LoD 300 einer Deckenkonstruktion ... 96

Tabelle 8: Mengenvergleich bei LoD 200 und LoD 300 einer Wandkonstruktion ..... 98

Tabelle 9: Variantenstudie: Ortbetondecke............................................................. 101

Tabelle 10: Variantenstudie: Filigrandecke ............................................................. 101

Tabelle 11: Gegenüberstellung der Kosten nach LoD 100 und LoD 300 ................ 103

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis XI

2D

3D

4D

5D

AIA

BAP

BE

BGF

BIM

BOB

iBOB

BRI

CAD

EnEV

HOAI

IAI

KGR

LoD

LoG

LoI

LPH

VOB

Zweidimensionale Geometrie

Dreidimensionale Geometrie

Dreidimensionale Geometrie mit Zeit

Dreidimensionale Geometrie mit Zeit und Kosten

American Institute of Architects

BIM-Abwicklungsplan

Baustelleneinrichtung

Bruttogrundfläche

Building Information Modeling

Bauobjekt

Intelligentes Bauobjekt

Bruttorauminhalt

Computer Aided Design

Energieeinsparverordnung

Honorarordnung für Architekten und Ingenieure

International Alliance for Interoperability

Kostengruppe

Level of Development, Level of Detail

Level of Geometry

Level of Information

Leistungsphase

Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung 1

1.1 Einführung

Eine Architekturplanung ist seit jeher ein langwieriger und abstrakter Prozess, der

ursprünglich von einer einzelnen Person durchgeführt wurde. Der Baumeister, der

parallel mehrere Aufgaben bewerkstelligen musste, entwickelte in seinem Kopf ein

Gebäude und gab diese Informationen an den Ausführenden weiter. Mit steigenden

Anforderungen an die Immobilien erhöhte sich die Komplexität der Bauvorhaben

wesentlich. Hierdurch entstand die Notwendigkeit der interdisziplinären

Zusammenarbeit von Fachleuten. Die Koordination dieser Interaktionen wurde stets

dem Architekten zu teil. Die von ihm angefertigten zweidimensionalen Pläne dienten

über Jahrhunderte der Ausführung, der Kontrolle und der Steuerung der Projekte.1

Auch im 21. Jahrhundert ist die zweidimensionale Entwurfsarbeit noch weit verbreitet.

Grund hierfür könnte sein, dass bisher dreidimensionale Modelle für Architekten und

Ingenieure einen höheren Aufwand nach sich ziehen und nur einen geringen Nutzen

bringen.

Die Building Information Modeling (BIM) Methode setzt genau hier an und nutzt die

Vorteile computergestützter 3D-Modellierung. In einem kooperativen Planungsprozess

mit allen beteiligten Planern wird ein Gebäudemodell sukzessive erarbeitet und mit

Informationen angereichert. Über den gesamten Projektverlauf wird diese

Attributdichte dann fortlaufend erhöht. Durch die konsequente Weiternutzung und

Übertragung von objektspezifischen Daten zwischen den Phasen des kompletten

Lebenszyklus einer Immobilie lässt sich die bisher fehlerbehaftete und aufwändige

Wiedereingabe von Informationen umgehen.2 Diese Informationen dienen als

Datengrundlage während der Planung und Realisierung, des Betriebs sowie der

Erhaltung der Bauwerke.3

1 Eichler 2014 2 Borrmann et al. 2015 3 Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur

1 Einleitung

1 Einleitung 2

BIM hat im Ausland bereits weitreichende Anwendung erlangt, die mit der Situation in

Deutschland nicht zu vergleichen ist. Das Interesse an der Methodik für die

Projektabwicklung steigt jedoch.4 Deutsche Planungsbüros und ausführende

Unternehmen, die im Ausland agieren, müssen sich dort bereits unter etablierten BIM-

Fachleuten behaupten.5

Dr. John Keung, CEO des Singapore BIM-Guide, bringt zum Ausdruck, dass die BIM-

Methodik in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen hat und die BIM-basierte

Planung, das Bauen und das Betreiben fundamental verändern wird. Zudem weißt er

darauf hin, dass dies sämtliche Projektbeteiligte stark fordern wird.6 Hierfür publizierte

das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Dezember

2015 den Stufenplan Digitales Planen und Bauen, um den Wirtschaftssektor Bau auf

zukünftigen Anforderungen hinzuführen. Laut BMVI sollen mit dem Jahr 2020 alle

neuen öffentlichen Projekte BIM-basiert abgewickelt werden.7

Die Kernfrage demnach ist: Inwieweit führt BIM zu einer wirtschaftlicheren

Projektabwicklung und welche Vorteile ergeben sich durch die Implementierung der

BIM-Methodik in einem Unternehmen?

1.2 Ziele der Arbeit

Die Einführung von BIM in deutschen mittelständischen Bauunternehmen schreitet

immer weiter voran. Für eine wirtschaftliche und sichere Einführung von BIM in den

deutschen Unternehmen sind klare Rahmenbedingungen und Prozesse zu entwickeln.

Ziel dieser Arbeit ist es, BIM-basierte Strukturen für ein mittelständisches

Unternehmen zu schaffen, um eine bessere Abwicklung der künftigen

Hochbauprojekte zu gewährleisten.

Hierfür soll neben einer Analyse der bisherigen Prozessstruktur eine BIM-gestützte

Prozesskette entwickelt werden. Zudem wird auf das HP3-Prozessmodell der

Hinterschwepfinger GmbH eingegangen, mit dem das mittelständische Planungs- und

4 Borrmann et al. 2015 5 Egger, Hausknecht, Liebich, Przybylo 6 Building and Construction Authority 2013 7 Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur

1 Einleitung 3

Bauunternehmen seit langer Zeit schlüsselfertige Objekte realisiert. Die BIM-basierte

Prozesskette wird dann auf Basis des HP3-Prozessmodells entwickelt.

Des Weiteren soll mit der Erklärung der Begriffe des Level of Development (LoD),

Level of Geometry und Level of Information (LoI) eine Wissensbasis für die weitere

Bearbeitung dieser Thesis gelegt werden. Mit diesen Bezeichnungen werden die

Anforderungen an die Genauigkeit und die Informationstiefe der BIM-basierten

Planungen je Projektphase geordnet. International haben sich bereits Spezifikationen

für die Festlegungen der verschiedenen Projektphasen etabliert. In dieser Arbeit wird

ein LoD-Konzept für das mittelständische Unternehmen entwickelt, welches eine

bedarfsgerechte Informationsdichte je Projektphase wiederspiegeln soll.

Darüber hinaus sollen durch die BIM-gestützte Vernetzung der

Fachplanungsabteilungen firmeninterne und firmenexterne Informationsflüsse

dargestellt werden.

Weiterführend sollen Möglichkeiten und Methoden bezüglich einer BIM-basierten

Erstellung eines Leistungsverzeichnisses oder dessen Verknüpfung zu bestehenden

Informationen aus dem Gebäudeinformationsmodell aufgezeigt werden.

1.3 Aufbau der Arbeit

Um die formulierte Aufgabenstellung beantworten zu können, werden in Kapitel 2 die

theoretischen Grundlagen für eine weitere Bearbeitung geschaffen. Zunächst wird der

Begriff des Building Information Modeling erklärt. Neben dieser Definition werden die

Reifegradstufen im In- und Ausland beleuchtet. Da die BIM-Methodik eine neue

Herangehensweise an die Entwicklung von Projekten verlangt, wird zudem die

Aufwandsverlagerung auf Planungsebene dargestellt. Daraufhin werden die

Grundlagen über dreidimensionale Modelle und deren Detaillierungsgrade aufgezeigt.

Um ein gemeinsames Verständnis der Schlagwörter Level of Development, Level of

Geometry und Level of Information zu erreichen, werden diese in Bezug an einem

beispielhaften Bauteil analysiert. Des Weiteren werden neu zu belegende Rollen im

BIM-Projektverlauf dargestellt.

Nach der Betrachtung der Grundlagen folgt in Kapitel 3 die Prozessbetrachtung vor

und nach der Implementierung der BIM-Methodik im genannten Unternehmen. Als

Grundlage wird zunächst die Unternehmensstruktur präsentiert. Das mittelständische

1 Einleitung 4

Unternehmen entwickelte mit dem HP3-Stufenmodell ein Totalunternehmer-Modell für

Projekte aus dem Industrie- und Gewerbebau. Mit diesem Modell werden Projekte

geplant, gebaut und dem Bauherrn dann schlüsselfertig übergeben. Nach der

Vorstellung dieses Projektabwicklungsmodells werden die Genauigkeiten der

Kostenermittlungen von den Projektphasen der HOAI und des HP3-Modells

gegenübergestellt, denn im Projektverlauf von HP3 ist aufgrund des Fixpreisangebots

für die Bauausführung zu sehr frühem Planungsstand eine erhöhte Genauigkeit an die

Kostenermittlung verlangt. Darauf aufbauend wird die Prozesskette des HP3-Modells

vor der Implementierung präzisiert und die Anforderungen an die Projektbeteiligten

werden erklärt. Auf Basis der konventionellen HP3-Prozesskette wird danach die BIM-

gestützte HP3-Prozesskette erarbeitet.

Um planerische Standards festlegen zu können, wird in Kapitel 4 ein bauteilbezogenes

LoD-Konzept entwickelt, in welchem die erforderlichen Informationstiefen je nach

Projektphase abgebildet werden. Mit diesem Konzept wird eine Erstellung eines

Informationsgerüstes des Modells verfolgt, welches einerseits die Kontinuität der

Planung verbessert, andererseits als Grundlage für eine belastbare

Angebotskalkulation von Hochbauprojekten fungieren soll.

Auf Basis der Festlegungen des LoD-Konzepts wird in Kapitel 5 die Möglichkeit der

modellbasierten Angebotserstellung behandelt. Die Einführung der Software

„BIM4You“ im Unternehmen ermöglicht eine Verknüpfung eines Bauwerksmodells mit

einem positionsweisen Leistungsverzeichnis. Die dafür erforderliche

Programmierarbeit wird zunächst grundlegend, später dann unter Zuhilfenahme

mehrerer Beispiele detaillierter dargelegt. Hierbei wird das Akronym BOB betrachtet,

welches ausschlaggebend für diese Verknüpfung ist. Darauf aufbauend werden zwei

Kostenermittlungsmethoden zu unterschiedlichen Level of Development beleuchtet.

Zum einen wird die modellbasierte Kostenschätzung nach der HOAI Phase

„Grundlagenermittlung“ dargelegt, zum anderen wird der Prozess der Erstellung für ein

positionsweises Leistungsverzeichnis für eine Angebotskalkulation zum Zeitpunkt der

HOAI Phase „Genehmigungsplanung“ erarbeitet. Im weiteren Verlauf von Kapitel 5

wird die Möglichkeit einer Angebotserstellung mit positionsweisem

Leistungsverzeichnis bereits nach der Entwurfsphase untersucht. Ein Vergleich der

Kosten beschließt das Kapitel.

1 Einleitung 5

Kapitel 6 und 7 fassen den Theorie- und Praxisteil zusammen. Ein Fazit sowie ein

Ausblick auf die weiteren BIM-basierte Vorgehensweisen im Unternehmen schließen

die Arbeit ab.

Die Erarbeitung dieser Thesis basiert auf dem BIM-Pilotprojekt „Schleifring“. Das

mittelständische Unternehmen „Hinterschwepfinger“ wurde mit der Realisierung eines

neuen Produktions- und Laborgebäudes mit angegliedertem Büro beauftragt. Die

gesamte Konstruktion des 18-Millionen-Projektes wird in Stahlbetonbauweise

ausgeführt. Nachstehende Modellierung stellt den vierstöckigen Bürokopfbau mit

dahinterliegender zweistöckiger Produktionsstätte dar.

Abbildung 1: Visualisierung des BIM-Pilotprojekt "Schleifring"

Im Zuge der Objektplanung wurde dabei die BIM-Methodik in das Projekt

implementiert. Die Hinterschwepfinger Projekt GmbH wurde beauftragt, mit dem HP3-

Stufenmodell sämtliche Planungen und die Bauausführung zu realisieren. Mit diesem

Pilotprojekt startete damit sukzessiv die Einführung der BIM-basierten Planung und

der Kostenberechnung mit BIM4You. Mit der Implementierung der BIM-Methodik bei

Schleifring strebte die Geschäftsleitung nach einer Qualitätssicherung der Planung

und nach der Möglichkeit der modellbasierten Angebotskalkulation.

1 Einleitung 6

Bei der Bearbeitung des Pilotprojekts wurde deutlich, dass die Festschreibung von

Standards in Form eines LoD-Konzeptes von hoher Bedeutung ist. Das in Kapitel 4

beschriebene LoD-Konzept wurde aus diesem Grund aus den Erfahrungen des

Pilotprojekts entwickelt. Die in Kapitel 5 dargestellten, BIM-gestützten

Kostenberechnungen wurden anhand von „Schleifring“ erstellt.

Die abgeleiteten Pläne des Projektes werden im Anhang A dargestellt und sollen damit

einen Überblick über das Projekt schaffen. Das digitale Gebäudemodell befindet sich

auf dem der Arbeit beigelegten Datenträger.


In diesem Kapitel werden zu Beginn die theoretischen Grundlagen für die weitere

Bearbeitung der Themenstellung erläutert. Nach der Beleuchtung des Begriffs BIM und

der nationalen und internationalen Entwicklung von BIM wird eine Wissensgrundlage

über Bauwerksmodelle und deren Ausarbeitungsgrade geschaffen. Dabei werden die

Begriffe des Level of Development, Level of Geometry und Level of Information

definiert und deren Unterschiede aufgezeigt. Zu Ende des Kapitels werden

grundlegende Rollendefinitionen für den BIM-Prozess dargelegt.

2.1 Begriff des Building Information Modeling

Unter dem Akronym BIM versteht man die Integration und Vernetzung aller relevanten

Daten eines Bauwerks in einem virtuellen Datenmodell über den gesamten

Lebenszyklus des Gebäudes. Der Begriff Building Information Modeling beschreibt

demnach den Vorgang der Entstehung, Änderung und Verwaltung eines digitalen

Bauwerkmodells. So wird auf Basis einer ersten Idee ein Konzeptmodell entwickelt,

weiterführend ein Entwurfsmodell generiert und darauf aufbauend ein

Ausführungsmodell erstellt. Bei der dreidimensionalen Modellierung werden neben

den Geometrien auch semantische, also nicht-geometrische Zusatzinformationen wie

Materialien, Typbezeichnungen oder vor allem technische Eigenschaften für spätere

Projektphasen in das Modell übertragen. Die Informationstiefe des Modells nimmt

dabei mit dem Projektfortschritt zu.8 Für alle Beteiligten im BIM-Prozess besteht somit

die Möglichkeit, in sämtlichen Projektphasen auf die relevanten Informationen

zuzugreifen.

8 Borrmann et al. 2015

2 Building Information Modeling – Theoretische Grundlagen


Nachstehende Abbildung verdeutlicht den Lebenszyklus eines Gebäudes.

Abbildung 2: Lebenszyklusbetrachtung in der BIM-Methodik9

Durch die bestehenden, tiefgreifenden Möglichkeiten der Computerunterstützung

können Bauwerksinformationen bei Planung, Bau und Betrieb besser übermittelt

werden.10 Durch die kontinuierliche phasenübergreifende Weiternutzung der digitalen

Informationen lässt sich der bisherige Aufwand einer weitgehend fehlerbehafteten

Wiedereingabe der Daten größtenteils reduzieren.11

Das beschriebene Potential der kontinuierlichen Weiternutzung der

Bauwerksinformationen wurde international bereits erkannt. Nachfolgendes Kapitel

soll daher die Unterschiede der BIM-Implementierung im In- und Ausland vergleichen.

2.2 BIM-Reifegradstufen im nationalen und internationalen Vergleich

2.2.1 BIM im Ausland

In vielen Ländern der Welt ist die BIM-Einführung bereits weit vorangeschritten. Nach

den theoretischen Vorarbeiten in den 80er und 90er Jahren wurden bereits Anfang des

21. Jahrhunderts in einigen europäischen Ländern, wie Skandinavien, erste Projekte

9 DETAIL Business Information GmbH 2017 10 Hausknecht und Liebich 2017 11 Borrmann et al. 2015


mit der BIM-Methodik realisiert. Auf erfolgreich abgeschlossene Pilotprojekte folgten

BIM-Prozess-unterstützende Richtlinien. Neben der Bauwirtschaft in Singapur und den

Vereinigten Staaten von Amerika, erkannte 2012 auch Großbritannien das Potential

von BIM als strategisch wichtige Methode für die gesamte Immobilienbranche.

Herauszuheben ist, dass institutionelle Bauherrn wie der Staat, aber auch private

Bauherrn, die Möglichkeiten der BIM-Methodik bereits früh erkannten und deren

Entwicklung vorantrieben.12 Für eine schrittweise Einführung von BIM in

Großbritannien hat die BIM Task Group um Bew und Richards vier Reifegradstufen

mit nachstehender Abbildung definiert.

Abbildung 3 Reifegradstufen nach Bew und Richards 200813

Für die aktuell gängige computerbasierte Arbeitsweise stellt sich Level 0 als sehr

rudimentär dar. Zwar werden schon mithilfe von CAD zweidimensionale Pläne erstellt,

jedoch werden diese noch papiergedruckt ausgetauscht.

In Level 1 werden bereits komplexe Bauwerksteile für ein besseres Verständnis in 3D

modelliert, wobei die Grundrisse noch in 2D gezeichnet werden. Zudem werden die

Pläne bereits digital versendet. Es existiert noch keine Projektplattform, auf die alle

Projektbeteiligten zugreifen können.

12 Hausknecht und Liebich 2017 13 Borrmann et al. 2015


Eine durchgängige Nutzung von BIM und der dreidimensionalen Modellierung findet

nach Borrmann et. al erst in Level 2 statt. Level 2 sieht bei allen Projektbeteiligten die

Nutzung von BIM-basierten Softwarelösungen vor. Die Fachplaner fertigen

unabhängig voneinander Modelle an, welche regelmäßig miteinander abgeglichen

werden. Da es in dieser Phase noch keine Standardisierung hinsichtlich der

Dateiformate gibt, entwickelt und schreibt die BIM Task Group Standards und

Richtlinien fort.14

Im Vergleich zu Level 2 sieht Level 3 ein zentrales Datenmodell und festgelegte

Normungen vor. Mit ISO-Standards werden Regelungen für den Datenaustausch und

die virtuelle Darstellung der Bauwerksmodelle für den gesamten Lebenszyklus

getroffen.15

2.2.2 BIM in Deutschland

Im europäischen Vergleich ist die verbindliche Einführung von BIM in Deutschland

noch nicht sehr weit fortgeschritten. Derzeit fehlen noch Richtlinien und Vorgaben für

die Abwicklung von Projekten mit BIM.16 In jüngerer Zeit konnten jedoch verstärkt

Aktivitäten in diese Richtung verzeichnet werden, denn die öffentliche Hand publizierte

mit einem Stufenplan ein Instrument für die Integration des digitalen Planens und

Bauens in die deutsche Bauwirtschaft. Das Dokument des Bundesministeriums für

Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) gliedert dabei die BIM-Implementierung in

drei Phasen. Mit dem Jahr 2020 soll die Implementierung dann abgeschlossen sein.

Die erste Stufe beschreibt die bis zum Jahre 2017 andauernde Vorbereitungsphase,

in welcher Pilotprojekte und Standardisierungsmaßnahmen durchgeführt wurden. In

Stufe zwei, der „erweiterte Pilotphase“, soll eine Mehrzahl von BIM-basierten Projekten

angestoßen werden. Ab dem Jahre 2020 soll dann die breite Implementierung der BIM-

Methodik in der deutschen Bauwirtschaft folgen.17

14 BIM Task Group 2015 15 Borrmann et al. 2015 16 Borrmann et al. 2015 17 Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur


Abbildung 4: BMVI Stufenplan18

Der Stufenplan beschreibt neben den Grundzügen der BIM-Methodik auch

Anforderungen bezüglich der digitalen Bauwerksmodelle und der notwendigen,

interdisziplinären Arbeitsweise. Zudem fixiert dieser, dass der Auftraggeber für die

Festlegungen einer BIM-basierten Projektabwicklung verantwortlich ist. Mithilfe eines

BIM-Abwicklungsplans soll der Auftraggeber notwendige Rollen, Abläufe und

Schnittstellen definieren.19

Die mit dem Stufenplan einhergehende Forderung nach der Implementierung von BIM

wird die Planungskultur verändern, denn bei BIM werden die Bauwerke

dreidimensional modelliert. Die damit verbundene Verlagerung des

Planungsaufwands wird im nachfolgenden Kapitel beleuchtet.

18 Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur 19 ebenda


2.3 Aufwandsverlagerung bei BIM

Bei der Betrachtung der Planungsphasen im BIM-Prozess wird deutlich, dass sich der

Aufwand der Ausführungsplanung auf die Phasen des Vorentwurfs und Entwurfs

verlagert. Nachstehende Abbildung verdeutlich das.

Abbildung 5: Aufwandsverlagerung und Einfluss auf Kostenentwicklung nach Patrick MacLeamy20

Durch die frühzeitige Entwicklung eines detailgetreuen Modells erhofft man sich eine

ausgereiftere und vor allem besser koordinierte Planung in den frühen

Leistungsphasen der HOAI. Die damit einhergehende Einflussmöglichkeit auf die

Gestaltung ist zudem sehr hoch und die Kosten für Änderungen können noch gut

kontrolliert werden. Das Gebäudemodell für die Bauausführung sollte bereits zum

Ende der Entwurfsplanung (LPH 4) beziehungsweise zum Anfang der

Ausführungsplanung (LPH 5) weitestgehend fixiert sein. Es soll damit zudem zu

weniger Planänderungen kurz vor der Bauausführung kommen.21

Nach den aktuellen Regelungen der HOAI 2013 wird der Mehraufwand in der

Entwurfsphase nicht im regulären Vergütungssatz betrachtet. Nach HOAI Anlage 10,

Ziffer 10.1 ist die drei- und vierdimensionale Gebäudemodellierung (BIM) als

besondere Leistung zu betrachten. Sofern diese besonderen Leistungen keine

Grundleistung darstellen, können diese nach §3 Abs. 3 HOAI vereinbart werden. Die

20 Hausknecht und Liebich 2017 21 Borrmann et. al


Honorare dafür sind aber nicht geregelt.22 Mit der Einführung des BIM-Stufenplans des

BMVI und den damit verbundenen Auswirkungen auf die zukünftige Planungskultur ist

aber durchaus über eine standardisierte Honorarberechnung oder eine Anpassung der

Vergütungssätze für sämtliche HOAI Phasen nachzudenken.

2.4 Gründe für die Einführung der BIM-Methodik

Obwohl der Planungsaufwand bei BIM zu Beginn eines Projekts höher ist, sollte die

BIM-Methodik bei Projekten jeder Größe angewendet werden, da diese viele Vorteile

für alle Projektbeteiligten nach sich zieht.23

Der wohl größte Vorteil von BIM entsteht durch die umfassenden, offen zugänglichen

und gleichzeitig abrufbaren Bauwerksinformationen. Diese tiefgreifenden Planungen

ermöglichen allen Projektbeteiligten fundierte Entscheidungsfindungen. Durch diese

gegebene Transparenz können Planungsänderungen einfacher kommuniziert werden

und hinsichtlich ihrer Auswirkung auf Qualität, Kosten und Termine untersucht

werden.24

Mit der Zusammenführung der Modelle einzelner Fachplaner werden des Weiteren

Kollisionsprüfungen ermöglicht. Mit diesen können die dreidimensionalen Modelle auf

ihre geometrische und nicht geometrische Kompatibilität überprüft werden. Die damit

verbundene, erhöhte Planungsqualität vermindert die Gefahr der Kostensteigerungen

in der späteren Bauausführung.25

Eine obendrein vorteilhafte Anwendung ist die Nutzung der Modelle für die

Ausschreibung und die Kostenberechnung. Mit BIM-basierten Modellen lassen sich

exakte Mengenermittlungen für die Kostenkalkulation sowie auch für einen

Mengenvergleich zur Feststellung von Mehr- und Mindermengen bei Änderungen

ermitteln. Neben der Kostenermittlung und Preiskalkulation ist als Beispiel auch die

Termin- und Ablaufplanung zu nennen. 26

22 Eich 2013 23 Hausknecht und Liebich 2017 24 Egger, Hausknecht, Liebich, Przybylo 25 Borrmann et al. 2015 26 Günthner und Borrmann 2011


Um die Vorteile von BIM nutzen zu können, muss jedoch die theoretische Basis der

Modelldarstellung verstanden sein. Für ein gemeinsames Verständnis werden daher

im Folgenden die Grundlagen von BIM-Modellen erläutert.

2.5 BIM-Modelle und deren Detaillierungsgrade

2.5.1 Hintergrund und theoretische Grundlagen

In den Prozessen der Planung, Errichtung und des Betriebes einer Immobilie kommen

eine Vielzahl von unterschiedlichen Softwarewerkzeugen zum Einsatz. Diese

Softwarelösungen sind für ihren jeweiligen Einsatzbereich, wie z.B. der geometrischen

Planung, der Tragwerksberechnung und des Facility Management sehr gut geeignet

und weitgehend ausgereift. Problematisch ist jedoch der Informationsaustausch

zwischen den einzelnen, proprietären Software-Anwendungen.27

Durch großes Interesse an einheitlichen Schnittstellen zwischen heterogenen CAD-

Systemen begann man in den 1970er Jahren bereits mit der Entwicklung von

Möglichkeiten des verlustfreien Informationsaustauschs. Federführend hierfür waren

vor allem das US Verteidigungsministerium und der Dachverband der deutschen

Autoindustrie.

Um die Grundidee von BIM – die durchgängige Verwendung eines umfassenden

digitalen Bauwerksmodells – in der Bauindustrie zu verwirklichen begann die

Standardisierung mit der Gründung der „International Alliance for Interoperability (IAI)“

im Jahre 1995. Ziel dieser Organisation war es, ein spezielles Datenformat für

Bauwerksmodelle zu entwickeln. Mit der Einführung der Industry Foundation Classes,

kurz IFC, wurde der Weg für ein standardisiertes, offenes Datenformat geebnet. Nach

der Publizierung der IFC-Version 1.0 im Jahre 1997 folgten Revisionen und

Erweiterungen des Modells.28

27 Borrmann et al. 2015 28 Günthner und Borrmann 2011


Nachstehende Abbildung verdeutlicht die Entwicklung des IFC-Datenformats.

Abbildung 6: Versionsverlauf des IFC-Datenformats29

Mit der Umbenennung der IAI in den griffigen Namen buildingSMART im Jahre 2005

wurden ISO-unabhängige Standards für die IFC-Modellierung getroffen.

Nach Hausknecht und Liebich wird in der praktischen Anwendung aktuell die Version

IFC 2x3 verwendet, während sich IFC 4 als nächste Generation noch in der

Entwicklung befindet. Durch diese stetigen Fortschreibungen hat sich das IFC-Format

für die Realisierung von BIM etabliert.30

Mithilfe dieser IFC-Schnittstelle wurde die Möglichkeit eines Informationsaustauschs

mit unterschiedlichen CAD-Systemen geschaffen. Zum Zweck der Kollisionsprüfungen

werden bei BIM die Modelle über das IFC-Datenformat zusammengeführt. Für diese

Überlagerung sind für die Vergleichbarkeit der Modelle jedoch Standards hinsichtlich

der Modellierung der Bauteile von Nöten. Nachfolgendes Kapitel behandelt deshalb

die sogenannten Fertigstellungs-/Ausarbeitungsgrade von BIM-Modellen.

29 Borrmann et al. 2015 30 Günthner und Borrmann 2011


2.5.2 Level of Development im Hochbau

Digitale Bauwerksmodelle bestehen aus einzelnen Modellelementen, die der digitalen

Abbildung eines realen Bauteils entsprechen. Durch die Zuordnung von

geometrischen und semantischen Informationen werden die physischen und

funktionellen Eigenschaften eines Bauteils festgesetzt.

Zu den geometrischen Informationen zählen neben den Parametern Länge, Breite und

Höhe auch Auswertungsinformationen wie Grundfläche, Volumen, Oberfläche und

Umfang. Semantische Informationen hingegen sind beispielsweise Material,

Bauteilklassifikationen oder Herstellerangaben. Wie bei herkömmlichen

zweidimensionalen Plänen, steigt die Informationstiefe des Modells mit

fortschreitendem Projektverlauf.31

Die Modellelemente, aus denen sich das Gebäudemodell bildet, werden in

Abhängigkeit der Projektphase mit unterschiedlichen Fertigstellungsgraden

dargestellt. In Deutschland gibt es aktuell weder eine verbindliche Festlegung noch

einen allgemein anerkannten Standard für den Fertigstellungsgrad der BIM-Modelle.

Durch die Veröffentlichung des BIM Forums wurden auf internationaler Ebene bereits

Spezifikationen verabschiedet. Inhaltlich stellen diese sogenannten Level of

Development (LoD) Mindestanforderungen an die Darstellung der Modelle in

Abhängigkeit der Planungsphase dar.32 Dabei sind die Level of Development in 6

Stufen aufgeteilt.

31 Hausknecht und Liebich 2017 32 buildingSMART - BIM Forum


Nachstehende Tabelle veranschaulicht die Stufen des Level of Development.

Level of

Development Beschreibung

LoD 100 Das Modellelement wird graphisch innerhalb des Modells mit einem Symbol

oder einer anderen allgemeinen Abbildung dargestellt, aber es entspricht noch

nicht den Anforderungen von LoD 200. Information zu dem Modellelement, wie

beispielsweise Kosten pro Fläche kann von anderen Modellelementen bezogen

werden.

LoD 200 Das Modellelement ist graphisch innerhalb des Modells als allgemeines System,

Objekt oder Baugruppe mit ungefährer Menge, Abmessung, Form, Lage und

Orientierung vorhanden. Modellelemente dieser Kategorie stellen entweder

Volumenkörper als Platzhalter dar oder sind bereits als die Bauteile erkennbar.

Einfache semantische Informationen können enthalten sein.

LoD 300 Das Modellelement ist graphisch innerhalb des Modells als System, Objekt oder

Baugruppe mit exakter Menge, Abmessung, Form, Lage und Orientierung

vorhanden, die direkt aus dem Modell ermittelt werden können. Semantische

Informationen können enthalten sein.

LoD 350 Das Modellelement ist graphisch innerhalb des Modells als System, Objekt oder

Baugruppe mit exakter Menge, Abmessung, Form, Lage und Orientierung

vorhanden und fungiert als Schnittstelle zu anderen Gebäudesystemen oder

Bauteilen. Semantische Informationen können wie auch bei LoD 300 enthalten

sein.

LoD 400 Das Modellelement wird im Modell grafisch als ein System, Objekt oder eine

Baugruppe mit exakter Menge, spezifischer Größe, Lage und Orientierung und

spezifischen Mengen dargestellt und ist mit Informationen zur Detaillierung, zur

Herstellung, zum Aufbau und zur Installation versehen. Nicht-grafische

Informationen können dem Modellelement ebenfalls hinzugefügt werden.

LoD 500 Das Modellelement entspricht bezüglich Größe, Aussehen, Lage, Menge und

Orientierung dem eingebauten Zustand (As-Built). Semantische Informationen

können dem Modellelement ebenfalls hinzugefügt werden.

Tabelle 1: Definition des Level of Development 33

Neben diesen Festlegungen schreibt das BIM Forum zudem Spezifikationen des Level

of Development für Bauteile stetig fort und fördert so die Standardisierung der BIM-

Modellierung. Mit der Veröffentlichung im Jahre 2016 wurde beispielsweise eine LoD

33 AIA 2013a


Definition für T-Träger aus Stahlbeton verabschiedet. Nachstehende Abbildung

veranschaulicht die in Tabelle 1 definierten Level of Development am Beispiel eines

invertierten T-Trägers aus Stahlbeton.

LoD 100 LoD 200 LoD 300 LoD 350 LoD 400

Abbildung 7: Schematische Darstellung des Level of Development34

LoD 100: Der Träger wird in Form eines allgemeinen Symbols dargestellt.

LoD 200: Der Träger wird typgerecht als Stahlbetonbauteil mit ungefährer

Geometrie dargestellt.

LoD 300: Der Träger wird mit exakter Menge, Abmessung, Form, Lage und

Orientierung dargestellt. Semantische Informationen wie Betongüte und

Expositionsklasse können enthalten sein.

LoD 350: Zusätzlich werden Verbindungen innerhalb und zu anderen Bauteilen,

Anker, Vorspannglieder und weitere Komponenten wie Dehnungsfugen

hinzugefügt.

LoD 400: Sämtliche Bewehrung inklusive der Vorspannglieder und Fasern und

Kehlen werden detailliert modelliert. 35

LoD 500: Das Level of Development 500 entspricht einer überprüften

Repräsentation des realen Bauteils und wird deshalb in Abbildung 7 nicht

gezeigt.

Betrachtet man das Level of Development eines gesamten Gebäudemodells, so bildet

sich dieses aus dem Level of Development der darin enthaltenen Bauteile. Hierbei ist

zu beachten, dass die einzelnen Modellelemente innerhalb des Modells verschiedene

34 buildingSMART - BIM Forum 35 ebenda


Level of Development aufweisen können. Beispielsweise können in einem LoD 300

Modell Bauteile mit dem LoD 200 oder LoD 400 verwendet werden.36

Neben den geforderten Mindestanforderungen der modellierten Bauteile können aus

dem Dokument G202 des „American Institute of Architects“ (AIA) die sogenannten

„Authorized Uses“ entnommen werden. Diese bestimmen für jedes Level of

Development verschiedene Verwendungsmöglichkeiten des Modells hinsichtlich

Analysen, Kostenkalkulation, Terminplanung und Koordination.37

Die nachstehende Auflistung soll die „Authorized Uses“ verdeutlichen.

Authorized Uses LoD 100 LoD 200 LoD 300

Kostenkalkulation Kostenschätzung

basierend auf aktuellen

Flächen und Volumen

oder konzeptionellen

Schätzungen (z.B.

Kosten pro

Bruttogrundflächen und-

volumina, Wohneinheit,

Krankenhausbett)

Kostenberechnung

basierend auf

allgemeinen Elementen

oder Aufbauten

Kostenberechnung

basierend auf

Modellelementen, mit

denen eine Gewerke-

Ausschreibung möglich

ist

Terminplanung Festlegung der

Projektphasen und der

Projektdauer

Verwendung der

allgemeinen

Modellelemente für die

Zeitplanung der

Hauptaktivitäten

Verwendung der

Modellelemente für die

Ableitung von

geordneten,

zeitgesteuerten Abläufen

Koordination Für LoD 100 nicht

vorhanden

Verwendung der

Modelle für grobe

Koordination der

Gewerke

Verwendung der

Modellelemente für

generelle Koordination

bezogen auf andere

Modellelemente

hinsichtlich ihrer Größe

und Lage

Tabelle 2: Authorized Uses von LoD 100, LoD 200 und LoD 300 in Anlehnung an die Festlegungen des AIA38

36 AIA 2013b 37 AIA 2013a 38 AIA 2013a


Zu späterem Zeitpunkt werden in dieser Thesis unter Berücksichtigung dieser

„Authorized Uses“ dem Level of Development entsprechende Kostenermittlungen

durchgeführt.

2.5.3 Level of Geometry und Level of Information

Da sich das Level of Development (LoD) eines Modellelements durch die Festlegung

der geometrischen Parameter und der nicht-geometrischen Informationen bestimmt,

müssen diese getrennt betrachtet werden. In der Literatur finden sich hierfür zwei

Begriffe. Das Level of Geometry (LoG) beschreibt die Informationstiefe hinsichtlich der

geometrischen Ausprägung, wobei das Level of Information (LoI) die Tiefe der

semantischen Informationen darstellt. Wird ein BIM-Modell beispielsweise für

energetische Analysen oder Kostenberechnungen verwendet, muss es nicht nur aus

akkurat modellierten Bauelementen bestehen, den einzelnen Elementen müssen auch

ihre Eigenschaften zugewiesen werden. Dabei soll jedoch nicht die maximale

alphanumerische Informationstiefe gewählt werden, vielmehr soll die Informationstiefe

dem jeweiligen LoD bzw. Planungsstand gerecht werden.40 Das bedeutet, dass

wirklich nur Informationen gewählt werden sollten, die im jeweiligen Modell-

Ausarbeitungsgrad für Entscheidungsfindungen oder Kostenermittlungen benötigt

werden. Bei frühem Planungsstand ist es demnach nicht sinnvoll, ein Fassadenfabrikat

oder eine Betongüte anzugeben. Aus diesem Grund ist die Definition der

Informationstiefe schwieriger als die Stufeneinteilung der geometrischen Modellierung.

Für jedes Projekt sollte daher die gewünschte Informationstiefe mit dem Auftraggeber

vor Projektbeginn vereinbart werden.41 Kapitel 4 dieser Arbeit beschäftigt sich aus

diesem Grund mit der Erstellung eines LoD-Konzepts.

Die durchdachte Verknüpfung des Level of Geometry und des Level of Information

stellt das beschriebene Level of Development dar.42

Zusammenfassend ergibt sich folgende Formel:43

LoD = LoG + LoI

40 Hausknecht und Liebich 2017 41 Hausknecht und Liebich 2017 42 buildingSMART - BIM Forum 43 Hausknecht und Liebich 2017


Eine Standardisierung des Level of Development wird daher dringend empfohlen, da

sie eine äußert wichtige Kommunikationsgrundlage für den Bauherrn, die

Planungsteams darstellt und als Informationsbasis der Kostenkalkulation fungiert.44

Um die Festlegungen der Level of Development im Projekt zu verankern und die

Qualität der Modellierung zu sichern, müssen im BIM-Prozess neue

Verantwortlichkeiten definiert werden. Die Zuweisung neuer Projektrollen wird im

nachfolgenden Kapitel abgebildet.

2.6 Zuweisung von neuen Rollen im BIM-Prozess

Die Einführung der BIM-Methodik in einem Unternehmen fordert die projektbeteiligten

Personen auf, neue Rollen einzunehmen. Der Ansatz der integralen Planungsweise

verlangt eine neue Definition von Verantwortlichkeiten.

Nachstehende Abbildung zeigt die in drei Stufen gegliederte Rollenverteilung. Dabei

sind die Interaktionen der Projektbeteiligten durch die Verbindungspfeile

gekennzeichnet.

Abbildung 8: BIM-Projektorganigramm der Rollenverteilung45

Die oberste Ebene stellt der Bauherr und sein Informationsmanager dar, die die

Anforderungen, wie beispielsweise ein LoD-Konzept, an die zweite Ebene – die

Projektmanagement Ebene – weitergeben. Diese Managementebene fixiert diese

44 Hausknecht und Liebich 2017 45 Liebsch et al.

Bauherr Informationsmanager

BIM ManagerProjektmanager

Fachplaner BIM Koordinator

BIM Gesamtkoordinator

AG

Man

age

ment

Pla

ner

Anforderung

Realierung

Definition

Ausführende Firmen

Firm

en

Objektplaner BIM Koordinator


Anforderungen und definiert daraus zu erreichende Ziele für den BIM-Prozess der

Objekterstellung. Der BIM-Gesamtkoordinator verwaltet und koordiniert die

Gestaltungsplanung und gibt sämtliche Informationen an die BIM-Koordinatoren der

Objekt- und Fachplaner weiter. Nach dem Abschluss der Planung werden Firmen für

die Ausführung beauftragt.

Im Folgenden werden die unterschiedlichen Rollen hinsichtlich ihrer Aufgabe innerhalb

des BIM-Prozess erläutert.

Informationsmanager

Der Informationsmanager definiert die Anforderungen des Bauherrn hinsichtlich der

digitalen Projektabwicklung, wie z.B. die Zielabsicht einer BIM-Abwicklung. Sind diese

Ziele gesetzt, kontrolliert und steuert er diese.46

Als Schnittstelle zwischen Bauherrn und BIM-Manager überwacht der

Informationsmanager den gesamten BIM-Prozess und stimmt mit dem BIM-Manager

die Detailtiefe der erstellten Modelle in Form eines LoD-Konzeptes ab.

Da der Bauherr in Bezug auf LoD Festlegungen zumeist nicht fachlich integriert ist,

macht es Sinn, als Dienstleister der Projektrealisierung, die Regeln und Standards der

LoD-Modellstufen weitgehend vorab zu definieren und dann bei Bedarf dem Bauherrn

zu präsentieren.

BIM-Manager

Analog zur traditionell koordinierenden Funktionsstelle auf Planungs- und

Bauausführungsebene (Planungskoordinator, Projektsteuerer) leitet der BIM-Manager

die explizite Koordination auf informationstechnischer Ebene. Die Aufgabe ist durch

die Vielzahl der Projektbeteiligten mit ihren etablierten und sehr differierenden

Arbeitsweisen, deren unterschiedlichen Softwares und deren eigene Fachmodelle als

sehr komplex einzustufen.47

46 Jantzen et al.; Jantzen et al. 47 Borrmann et al. 2015


Abbildung 9: BIM-Manager als Koordinator aller Projektbeteiligten48

Zudem besteht die Aufgabe des BIM-Managers darin, das mit dem

Informationsmanager entwickelte LoD-Konzept umzusetzen. Hierfür erstellt dieser

einen Projektabwicklungsplan, in welchem er die Standards des LoD-Konzeptes

festsetzt. Hinzu kommen die projektspezifischen Meilensteine in Absprache mit dem

Informationsmanager.49

Ferner fungiert der BIM-Manager als Ansprechpartner zwischen dem BIM-

Gesamtkoordinator und dem Informationsmanager.

BIM-Gesamtkoordinator

Durch den BIM-Gesamtkoordinator werden die Inhalte der digitalen Projektabwicklung

an den BIM-Koordinator weitergegeben. Zudem überwacht dieser die Standards und

die Qualität der generierten Informationen im Gebäudemodell. Werden nach oder

während einer Projektphase die Fachmodelle in ein gesamtes Gebäudemodell

eingepflegt, koordiniert er dies und führt die Kollisionsprüfungen durch.50

48 HOCHTIEF ViCon GmbH 2011 49 Jantzen et al. 50 Jantzen et al.


BIM-Koordinator

Der BIM-Koordinator setzt die Festlegungen der digitalen Projektabwicklung in den

jeweiligen Abteilungen um und koordiniert diese. Zudem überwacht er die Einhaltung

der geforderten Standards und unterstützt die Mitarbeiter hinsichtlich der

modellbasierten Zusammenarbeit. Da dieser auch die internen IT-Anforderungen

koordiniert, sind Kenntnisse der BIM-gerechten Modellierung nötig. Der IFC-Inhalt

muss begriffen werden und zudem muss die Wichtigkeit der konsequenten und

durchgängigen Erstellung von Modellen verstanden sein.51

Bei der Durchführung des BIM-Pilotprojektes „Schleifring“ hat sich herauskristallisiert,

dass weitere BIM-Projektbeteiligte benötigt werden. Die obige Darstellung wird dabei

im weiteren Verlauf der Arbeit ergänzt.

Mit der Darlegung der neuen Rollen im BIM-Prozess wird das Grundlagenkapitel

dieser Thesis abgeschlossen. Die darin enthalten Informationen bilden die Basis für

die nachfolgenden Kapitel.

51 Jantzen et al.

3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem

mittelständischen Unternehmen

25

Kapitel 3 beschäftigt sich mit der Prozessbetrachtung der Projektabwicklung vor und

nach der Implementierung von BIM im mittelständischen Unternehmen

„Hinterschwepfinger“. Zunächst wird die Unternehmensstruktur und das zugehörige

HP3-Projektabwicklungsmodell beleuchtet, um eine Basis für die Prozessbetrachtung

zu erhalten.

Darauffolgend wird die BIM-basierte HP3-Prozesskette entwickelt. Hierfür wird

zunächst festgelegt, welche Teile der Planung, zu welcher Projektphase, von wem,

wofür und wie übergeben werden müssen.

3.1 Unternehmensstruktur

Für ein besseres Verständnis hinsichtlich der Prozessbetrachtung wird zunächst die

Struktur des mittelständischen Unternehmens dargelegt. Folgende Abbildung

verdeutlicht, dass die Hinterschwepfinger Besitz GmbH & Co.KG als Holding für alle

Tochterfirmen fungiert. Jede Tochterfirma ist auf ein Fachgebiet spezialisiert.

Abbildung 10: Unternehmensstruktur52

52 Hinterschwepfinger Projekt GmbH

3 Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik in einem mittelständischen Unternehmen



26

Nachstehende Auflistung beschreibt stichpunktartig die Fachabteilungen und das

Leistungsbild:

Hinterschwepfinger Projekt GmbH:

Abwicklung, -steuerung und -realisierung der Projekte von HOAI

Leistungsphase 1 – 9. Das Betreiben des Objektes nach Fertigstellung ist nicht

Inhalt.

Kompetenzzentrum für Fabrik- und Standortplanung GmbH:

Standortplanung, Fabrikplanung mit Produktions- und Logistikoptimierung

(Wertstromanalyse, Flächenbedarfsermittlung, Werkstrukturplanung, etc.)

Hinterschwepfinger Architektur GmbH:

Dreidimensionale Generalplanung der Architektur über HOAI Leistungsphasen

1-5.

HSB Ingenieure GmbH:

Tragwerksplanung und Brandschutzkonzepte

Hinterschwepfinger Energie GmbH:

Versorgungstechnik und TGA-Planung

Hinterschwepfinger GmbH:

Schlüsselfertige Realisierung der Bauprojekte

Ziel der Unternehmensführung ist es, Projekte ab HOAI Leistungsphase 1 bis hin zu

Leistungsphase 9 komplett zu realisieren. So können die Synergien der Abteilungen

genutzt werden, um dem Bauherrn Effizienz und Qualitätsmanagement aus einer

Hand zu garantieren. Die Hinterschwepfinger Projekt GmbH hat hierfür das HP3-

Stufenmodell entwickelt, mit der die gewerkeübergreifenden Synergien aller

Abteilungen unter einem Dach optimal genutzt werden. Zusätzlich fördert die

Konsolidierung des Fachwissens aller Abteilungen eine schnellere und genauere

Bearbeitung eines Planungs- und Bauvorhabens.



27

3.2 Prozesskettenanalyse der HP3-Methode vor der Implementierung der BIM-

Methodik

Im Folgenden wird die Projektabwicklung mit dem HP3-Stufenmodell vorgestellt,

welche im späteren Verlauf der Arbeit ein weiteres Mal, jedoch hinsichtlich einer BIM-

orientierten Sicht, beleuchtet wird.

3.2.1 Projektabwicklung mit dem HP3-Stufenmodell

Das HP3-Stufenmodell kann als Totalunternehmermodell gesehen werden und basiert

auf einer ganzheitlichen Methodik, die alle Leistungsphasen der HOAI und zugleich

die gesamte Bauausführung umfasst. Das Modell wurde für Baumaßnahmen des

Industrie- und Gewerbebaus entwickelt. Dabei gewährleisten die Synergien der

Abteilungen eine frühzeitige Kostensicherheit, einen fixen Produktionsstart. Den

wichtigsten Mehrwert des HP3-Stufenmodells stellt jedoch eine durchgängige

Projektbetreuung über den gesamten Erstellungszeitraum, also von der

Grundlagenermittlung bis hin zur Schlüsselübergabe, dar. Nachstehende Abbildung

stellt schematisch den Verlauf einer HOAI und einer HP3-Projektabwicklung

gegenüber.

Abbildung 11: Vergleich Einzelvergaben und HP3-Stufenmodell53




28

Das HP3-Stufenmodell ist in drei Stufen gegliedert, wobei alle Stufen miteinander oder

jede Stufe für sich beauftragt werden kann. Die Regel ist, dass zuerst Stufe 1 (HP1)

beauftragt wird. Mit der Realisierungsentscheidung des Bauherrn werden

anschließend Verträge über Stufe 2 (HP2) und Stufe 3 (HP3) geschlossen.

Im Vergleich zur HOAI 2013 enthält Stufe 1 dabei die Grundlagenermittlungen (LPH 1)

zum Projekt. Stufe 2 fasst den Vorentwurf (LPH 2), den Entwurf (LPH 3) und die

Genehmigungsplanung (LPH 4) zusammen. Stufe 3 bildet mit der

Ausführungsplanung (LPH 5), der Ausschreibung und Vergabe (LPH 6 + 7), der

Bauausführung (LPH 8) und der Dokumentation (LPH 9) den Abschluss des Modells.

Die Stufen der HOAI und des HP3-Modells werden in der nachstehenden Abbildung

gegenübergestellt und darauffolgend erklärt.

STUFE 1: Das Standortkonzept als solides Fundament für alle

Planungsleistungen.

Nach einer, in Zusammenarbeit mit dem Bauherrn, erstellten Bedarfsermittlung folgt

eine Standortanalyse und eine Bewertung der Entwicklungsmöglichkeiten. Diese

Erkenntnisse werden genutzt, um eine Standortkonzeption unter Berücksichtigung der

Material-, Personal-, Prozess- und Produktionsströme in einer Produktionsumgebung

zu entwickeln. Die Ergebnisse werden in einem Masterplan zusammengefasst.

Zudem wird eine überschlägige Investitionskostenermittlung auf Basis der Nutz- und

Grundflächen als solide Entscheidungs- und Finanzierungsgrundlage für den

Bauherrn durchgeführt.

Die Standortplanung in Stufe 1 ist demnach mit der Vorplanung auf Bauherrenseite zu

vergleichen. Die damit verbundene Akquise findet bei der Verwendung des HP3-

Modells deshalb schon vor Phase HP1 statt.

Auf Basis dieser Vorplanungen und der Investkostenschätzung folgt die

Realisierungsentscheidung des Bauherrn, die Phase HP1 beschließt. Mit einem

Vertrag über Stufe HP2 wird der Vorentwurf, der Entwurf und die

Genehmigungsplanung beauftragt.



29

STUFE 2: Die vernetzte Planung aller Gewerke mit fundierter

Fixkostenberechnung.

In Stufe zwei, entsprechend der HOAI Leistungsphase 1-4, werden nach der

Realisierungsentscheidung des Bauherrn die kompletten Planungen vom Vorentwurf

bis hin zur Genehmigungseingabe angefertigt. Diese enthalten die Architekturplanung,

die Tragwerksplanung, das Brandschutz- und wasserrechtliche Gutachten, die TGA-

Planungen mit Energiekonzept, eine wasserrechtliche Genehmigung und die

Außenanlagenplanung.

Zusätzlich zu den LPH 1-4 werden bereits Teile der Ausführungsplanung (Vorstufe

Ausführungsplanung), die gesamte Mengenermittlung und hieraus eine detaillierte

Kalkulation erstellt.

Den Abschluss der Stufe zwei bildet die klassische Angebotskalkulation.

Bei der Beauftragung für Phase HP3 können Verträge je nach Vertrags- und

Preisbildungsmodell mit Pauschalpreisen, garantierten Maximalpreisen bzw. Verträge

mit Open Book Modellen angeboten werden.

STUFE 3: Das gewerkeübergreifende Projektmanagement und die termin- und

kostensichere Ausführung aller Baumaßnahmen.

In Stufe drei, die mit den HOAI-Leistungsphasen 5-9 verglichen werden kann, wird

neben der Ausführungsplanung, Werk- und Detailplanung, Ausschreibung und

Vergabe der Nachunternehmerleistungen auch die Bauleitung, die Qualitätskontrolle

und Dokumentation und mithilfe der angegliederten Baufirma auch die gesamte

Bauausführung abgewickelt.

Der wohl größte Unterschied zur HOAI besteht darin, dass beim HP3-Stufenmodell die

Kosten für die Bauausführung bereits nach der Genehmigungsplanung berechnet und

fixiert werden. Im klassischen HOAI Projektverlauf beginnt die Angebotserstellung erst

nach der Ausführungsplanung. Die Diskrepanz im Ausarbeitungsgrad der

unterschiedlichen Planungsstände wird dadurch ausgeglichen, dass bei

Hinterschwepfinger die Genehmigungsplanung bereits sehr detailliert ausgearbeitet



30

wird. Die Genauigkeiten der unterschiedlichen Kostenermittlungen bei HOAI und HP3

werden im nächsten Kapitel gegenübergestellt.

3.2.2 Gegenüberstellung der Stufen der Kostenermittlung nach DIN 276 und

HP3-Stufenmodell

Mit fortschreitendem Projektverlauf werden die Kosten aufgrund der Konkretisierung

der Planung weiterentwickelt und geschärft. Dieses Kapitel soll darstellen, inwieweit

sich die Genauigkeiten der Kostenermittlungen im Projektverlauf nach der DIN 276

und nach dem HP3-Stufenmodell unterscheiden.

Die DIN 276 betrachtet fünf Stufen der Kostenermittlung. Dabei ist jede Stufe einer

bestimmten Projektphase zugeordnet. Nachfolgende Auflistung führt die Inhalte und

Grundlagen der Kostenermittlung nach DIN 276 auf. In Verbindung mit der

nebenstehenden Abbildung wird die Unschärfe der jeweiligen Kostenermittlung

dargestellt.



31

Kostenermittlungen nach DIN 276:

Kostenrahmen (nach HOAI LPH 1)

• auf Grundlage der Grundlagenermittlung

• basiert auf Bedarfsangaben (z.B. Nutzeinheiten mit

Flächen)

• Vorgabe für Kostenschätzung

Kostenschätzung (nach HOAI LPH 2)

• auf Grundlage der Vorplanung

• basiert auf Flächen und Rauminhalten

• Entscheidungsgrundlage für Weiterführung des Projekts

Kostenberechnung (nach HOAI LPH 3)

• auf Grundlage der Entwurfsplanung

• genauere Kostenermittlung

• basiert auf bauteilbezogener Mengenermittlung

Kostenanschlag (nach HOAI LPH 6)

• auf Grundlage der Ausführungsplanung

• basiert auf endgültiger bauteilbezogener Mengenermittlung

• kaufmännische Vorkalkulation für Vergabe an Ausführende

Kostenfeststellung (nach HOAI LPH 9)

• auf Grundlage der Schlussrechnungen

• erfasst tatsächlich entstandene Kosten

• Verwendung für Kostenkennwerte

Abbildung 12: Genauigkeit

der Kostenermittlung nach

DIN 276 (eigene

Darstellung in Anlehnung

an (Kochendörfer et al.

2010)

± 0

± 40%

± 30%

± 20%

± 10%



32

Kostenermittlungen im HP3-Stufenmodell:

Da Hinterschwepfinger mit dem HP3-Stufenmodell nicht für die öffentliche Hand plant

und baut, sind nicht nach jeder HOAI Phase Kostenermittlungen zu liefern. Im

Vergleich zur DIN 276 beschränkt sich die Kostenermittlung im HP3-Projektverlauf auf

die Investkostenschätzung nach Phase HP1 und die Fixostenberechnung/

Angebotskalkulation nach Phase HP2.

Investkostenschätzung (nach Phase HP1)

Die Investkostenschätzung, welche bei Abschluss der Phase HP1 vorliegt, ist in ihrer

Ermittlungsmethodik mit der HOAI Kostenschätzung zu vergleichen.54 Die

Investkostenschätzung wird bereits vor Beginn der HOAI LPH 1 erstellt wird,

wohingegen die Kostenschätzung nach DIN 276 erst nach HOAI LPH 2 verlangt ist.

Der Hintergrund für diese frühe Art der Kostenermittlung war, dass vor jedweder

gestalterischen Planung bereits ungefähre eine Projektsumme für den Bauherrn

bereitgestellt werden kann.

Diese Kosten beruhen auf dem ermittelten Flächenbedarf aus der Masterplanung

durch die angegliederte Standortentwicklungsabteilung der Firma Hinterschwepfinger.

Die benötigten Flächen werden mit Kostenkennzahlen multipliziert und ergeben unter

Berücksichtigung von zusätzlichen Leistungen – z.B. Abbrucharbeiten, Außenanlagen

oder besonderen Bauherrnwünschen – eine Investitionssumme. Mit der Erfahrung und

der Bündelung der Planungsabteilungen im Unternehmen lässt sich so bei der

Investkostenschätzung eine Kostengenauigkeit von ±25%55 zu einem sehr frühen

Planungsstand erreichen.

Fixkostenberechnung/ Angebotskalkulation (nach Phase HP2)

Im Projektverlauf der HOAI erstellt der Planer im Zuge der Ausschreibung (LPH 6)

einen Kostenanschlag für den Bauherrn und fixiert so das Vergabeziel der

Bauleistungen. Nach Eingang der Angebote werden diese in LPH 7 ausgewertet und

54 Hinterschwepfinger Projekt GmbH 55 Hinterschwepfinger Projekt GmbH, ermittelt aus fünf abgeschlossenen Projekten



33

auf das Vergabeziel hin überprüft. So wird eine Kostengenauigkeit von ±10%

erreicht.56

Wie bei der Investkostenschätzung wird der Unterschied zwischen der

Fixkostenberechnung nach HP2 und dem Kostenanschlag nach HOAI LPH 6 am

Erstellungszeitpunkt deutlich. Die Phase HP2 endet mit Genehmigungsplanung, also

HOAI LPH 4. Für die Fixkostenberechnung zu diesem Planungsstand wird der

ungewöhnlich hohe Ausarbeitungsgrad der Genehmigungsplanung genutzt.

Bei der Kalkulation der gesamten Bauleistung wird unter Zuhilfenahme von

Partnerfirmen von Fremdgewerken eine Kostengenauigkeit von ±5%57 erreicht.

Mit dieser Kostenschärfe ist es laut der Geschäftsführung der Hinterschwepfinger

Projekt GmbH möglich, die Angebotskalkulation für die Bauleistungen bereits mit

Abschluss der HP2 Phase bzw. der Genehmigungsplanung zu erstellen.

Nachstehende Abbildung stellt die Kostengenauigkeiten der einzelnen Projektphasen

gegenüber.

Abbildung 13: Kostengenauigkeiten bei HOAI und HP3- Projekten

Es wird deutlich, dass Kostenermittlungen nur zu Abschluss der Phase HP1 und HP2

stattfinden. In der konventionellen HP3-Projektabwicklung wird im Laufe der Phase

HP2 die Investkostenschätzung mit der Weiterentwicklung der Planung

fortgeschrieben und geschärft. Diese referenziert sich aber lediglich auf die genannten

Flächen und Rauminhalte und wird bei einer Planungsänderung angepasst, wodurch

sich die Kostengenauigkeit nur geringfügig verbessert. Die genaue, bauteilbezogene

56 Kochendörfer et al. 2010 57 Hinterschwepfinger Projekt GmbH, ermittelt aus fünf abgeschlossenen Projekten

HP 1 Standort-entwicklung

LPH 1

HP2 Gesamtplanungen

LPH 2 LPH 3 LPH 4 LPH 5 LPH 6 LPH 7 LPH 8 LPH 9

HP3 Ausführung, Gewährleistung, Haftung

±25%

±40% ±30% ±20% ±10% ±0

±5%

VorplanungBauherr

±0

HP3 - Stufenmodell

HOAI Projektabwicklung mit Einzelvergaben



34

Kostenberechnung findet aufgrund des hohen Aufwands erst zu Abschluss der

Genehmigungsphase statt.

Mit der Einführung der BIM-Methodik im Unternehmen wird in Kapitel 5 die Möglichkeit

einer bauteilbezogenen Kostenberechnung nach HOAI LPH 3 untersucht, sodass die

Ungenauigkeit der fortgeschriebenen, flächenbezogenen Investkostenschätzung

umgangen wird. Mit dieser Kostenberechnung wird somit das Ziel verfolgt, auch

während der Phase HP2 eine aussagekräftige Kostenentwicklung schneller

voraussagen zu können.

3.2.3 Graphische Darstellung der Prozesskette vor der Implementierung der

BIM-Methodik

Im Rahmen der Vorstellung des HP3-Modells wurde bereits dessen Projektverlauf

schematisch dargestellt. Für die Entwicklung einer BIM-basierten HP3-Prozesskette

müssen die Prozesse jedoch auf die jeweiligen Abteilungen aufgeteilt werden, um die

Interkationen kenntlich zu machen. Zur Schaffung einer Basis für den BIM-gestützten

Projektverlauf wurden in Zusammenarbeit mit der Geschäftsleitung die Prozesse eines

HP3-Projektablaufes vor der Implementierung der BIM-Methodik dargestellt. Das

zugehörige Flussdiagramm findet sich in Anhang B. Neben der konventionellen HP3-

Abwicklung zeigt Anhang B zudem die BIM-basierte Version. Beabsichtigt ist eine

bessere Vergleichbarkeit beider Projektabläufe zum späteren Verlauf dieser Thesis.

Die vertikale Achse bildet die Planungsabteilungen und das angegliederte

Bauunternehmen ab. Auf der horizontalen Achse befinden sich die Prozesse, die durch

die Abteilungen bearbeitet werden. Die Prozesse sind mit Pfeilen verbunden, welche

die zeitlichen und kausalen Abhängigkeiten kennzeichnen. Beispielsweise muss die

Genehmigungsplanung größtenteils abgeschlossen sein, um mit der

Kostenberechnung und der Angebotskalkulation beginnen zu können. Die Länge der

Prozessbalken repräsentiert die Bearbeitungszeit schematisch. Betrachtet man den

Projektablauf wird demnach für die Entwurfsplanung in der Regel mehr Zeit benötigt

als beispielsweise für die Masterplanung. Der Projektablauf ähnelt dem

charakteristischen HOAI Projektverlauf, jedoch mit dem signifikanten Unterschied im

Zeitpunkt der Kosten- und Terminsicherheit aufgrund der Erfahrung und der Synergien

im Unternehmen. Des Weiteren wurden die Meilensteine der Kostenschätzung, der



35

Kosten- und Terminsicherheit und des Baubeginns in die Prozessbetrachtung

integriert.

Zwischen den Abteilungen werden planungsrelevante Themen in wöchentlichen

Planersitzungen abgestimmt. Für die detailgetreue Darstellung einer kontinuierlichen

Abstimmung in diesen internen Jour-Fixen sollte die Prozessbetrachtung aus

Anhang B wie in nachstehender Abbildung dargestellt sein. Bei der Betrachtung des

Gesamtprozesses wurde allerdings aus Gründen der Übersichtlichkeit darauf

verzichtet.

Abbildung 14: Informationsfluss bei Planungsabteilungen

Auch mit der Implementierung der BIM-Methodik im Unternehmen werden diese

internen Jour-Fixe weiterhin durchgeführt, denn im Vergleich zur modellbasierten

Kommunikation ist ein Austausch von wichtigen Informationen an einem Tisch nach

Meinung des Autors sehr viel effizienter. Zudem sind reguläre Jour-Fixe durch die

Zusammenfassung aller Abteilungen in einem Haus leicht zu realisieren.

3.2.4 Anforderungen an das Unternehmen im HP3-Projektverlauf

Wie dargestellt, finden die Kostenermittlungen im HP3-Verlauf früher als bei der HOAI

statt. Um die Genauigkeit der Kostenermittlung dennoch zu garantieren ist eine exakte

Mengenermittlung von höchster Bedeutung. Vor der Implementierung der BIM-

Methodik basierten die Mengenermittlungen für die Kostenberechnung auf

zweidimensionalen Plandarstellungen. Dabei entnahmen die Kalkulatoren

beispielsweise die Volumina und die Flächen der Bauteile händisch aus dem

ausgedruckten Plan. Die Vorteile der integrierten Planung wurden nicht genutzt,

Architektur

HLS+ELT

Statik

Brandschutz

detaillierter Entwurf

Entwurf

Vorstatik

Brandschutzkonzept

internesPlaner-Jour-Fix

detaillierter Entwurf

Entwurf

Vorstatik

Brandschutzkonzept

internesPlaner-Jour-Fix



36

demnach ist es schlüssig, dass hierdurch ein sehr hoher Aufwand, eine gewisse

Mengenermittlungsunsicherheit und Fehler resultierten. Durch diese Diskrepanzen

entstehen im schlechtesten Fall Verluste für das Unternehmen.

Im Folgenden wird auf die Art der Vergütungsgestaltung eingegangen, um die

Wichtigkeit einer exakten Mengenermittlung zu begründen.

Für das Angebot beim HP3-Stufenmodell wird fast ausschließlich ein Guaranteed

Maximum Price (GMP) Preismodell nach dem „Open Book“ Abrechnungsverfahren

gewählt. Der GMP bildet sich dabei aus Herstellungskosten, den Zuschlägen und den

Kosten für etwaige Risiken des Auftragnehmers und wird bei Vertragsschluss

festgelegt.

Die Grundidee des HP3-Stufenmodells und des GMP-Vertrags besteht darin, ein

Objekt in kooperativer Form zu planen, auszuführen und durch Optimierungen in der

Planungs- und Ausführungsphase den Guaranteed Maximum Price zu unterschreiten.

Werden dabei Kosten eingespart, teilen Auftraggeber und Auftragnehmer diese nach

einem im Vertrag geregelten Prozentsatz auf. Wird der garantierte Preis allerdings

überschritten, ohne dass Bausolländerungen auftreten, so hat der Auftragnehmer die

Mehrkosten zu tragen. 59 Die dabei einhergehende Risikoverlagerung muss dem

Auftragnehmer bewusst sein, jedoch macht diese die Zusammenarbeit für den

Auftraggeber wiederum attraktiver.

Wie beim GMP erfolgt die Abrechnung der Kosten bei HP3 nach dem Prinzip des

„Open Book Modell“. Beim Open Book Modell hat der Auftraggeber Einsicht in die

Abrechnungen des Auftragnehmers. Die so erreichte Transparenz fördert das

Vertrauen und die Zusammenarbeit.60

Der Unterschied des HP3-Vertrags zum klassischen GMP-Vertrag besteht darin, dass

alle Leistungen des Bauwerks exklusive der Stahlbetonarbeiten nach dem GMP-

Vertrag mit Open Book Verfahren abgerechnet werden. Da die Stahlbetonarbeiten im

Leistungsspektrum der angegliederten Baufirma liegen und hierfür sehr genaue

Kostenkennwerte vorhanden sind, wird für das Gewerk der Stahlbetonarbeit ein

Pauschalpreisvertrag gewählt. Grundsätzlich hebt sich der Pauschalvertrag vom GMP-

59 Zimmermann 60 ebenda



37

Vertrag wiederum durch das Mengenermittlungsrisiko ab. Bei einer pauschalierten

Leistung werden für die Ermittlung des Fixpreises die Mengen mit Einheitspreisen

multipliziert, jedoch wird diese Gesamtsumme dann vertraglich fixiert und verändert

sich im Gegensatz zum GMP-Vertrag bei einer Mengenänderung nicht. 61 Diese

Risikoverlagerung kann vom Auftragnehmer nur getragen werden, wenn die Kosten

aus langjähriger Erfahrung bekannt sind und die Mengen exakt ermittelt wurden.

Nachstehende Abbildung stellt beispielhaft ein Szenario dar, in dem die Mengen in der

Phase der Angebotskalkulation falsch kalkuliert wurden.

Abbildung 15: Unterschied der Vergütung beim GMP- und Pauschalvertrag

Die Abbildung verdeutlich die Forderung nach der Genauigkeit der Mengenermittlung

beim Pauschalvertrag. Wie beschrieben, werden die Mengen und die damit

verbundene Kostendifferenz zwischen „Menge IST“ und „Menge kalkuliert“ beim

Pauschalvertrag nicht vergütet. Beim GMP im Open Book Modell hingegen wird mit

der Darlegung der Abrechnung die zusätzliche Vergütung gewährt. Der garantierte

Maximalpreis zu Ende des Projektes darf aber im Sinne des Auftragnehmers nicht

überschritten werden.

Die Anforderung an die Richtigkeit der Mengenermittlung ist demnach beim

Pauschalvertrag im Vergleich zum GMP-Vertrag noch höher.

61 Zimmermann

MengeIST

Mengekalkuliert

Mengevergütet

beiPauschal-Vertrag

Mengevergütet

bei

GMP-Vertrag

Me

nge

Planung Kalkulation Abrechnung, Vergütung



38

Bereits nach Stufe HP2 wird seitens der Firma Hinterschwepfinger ein GMP garantiert.

Als Vergütungsbasis gilt der zur Genehmigungseingabe berechnete GMP mit der

Stahlbetonbau-Pauschale. Folglich wird hierfür bereits zu früher Phase ein hoher

Detaillierungsgrad der Planung gefordert, welcher eine solide Basis für die genaue

Mengenermittlung bildet. Wie bereits beschrieben, erhöht sich der Planungsaufwand

in der Entwurfs- und Genehmigungsphase mit der Einführung der BIM-Methodik.

Aufgrund der frühen Angebotserstellung ist die Implementierung von BIM im

Unternehmen eine Chance, diesen erhöhten Planungsstand bereits zur

Genehmigungsplanung zu nutzen.

Nachdem die konventionelle HP3-Prozesskette aufgezeigt wurde und die dabei

einhergehenden Anforderungen an die Projektbeteiligten beleuchtet wurden, müssen

die Abläufe im Unternehmen für eine wirtschaftliche Nutzung von BIM angepasst und

umstrukturiert werden. Aus diesem Grund wird im folgenden Kapitel eine BIM-

gestützte HP3-Prozesskette entwickelt, wobei zunächst hinzukommende Projektrollen

definiert werden und die Level of Development den Phasen des HP3-Stufenmodells

zugeordnet werden.

3.3 Entwicklung der BIM-gestützten HP3-Prozesskette

3.3.1 Erweiterte Rollendarstellung im BIM-Prozess

Mit der Einführung der BIM-Methodik beim Pilotprojekt „Schleifring“ haben sich weitere

Schnittstellen herauskristallisiert, sodass die Darstellung von Liebsch et. al nicht alle

benötigten Rollen der Projektbeteiligten hinreichend abdeckt. Die Darstellung des BIM-

Praxisleitfaden wurde aus diesem Grund für die Firmenstruktur der Hinterschwepfinger

Projekt GmbH modifiziert.



39

Abbildung 16: BIM-Projektorganigramm der Rollenverteilung (erweiterte Darstellung in Anlehnung an Liebsch et

al.)

Vergleicht man die Abbildung mit der Originaldarstellung von Liebsch et. al, fällt die

Trennung der Objekt- und Fachplaner in die Abteilungen Fabrikplanung, Architektur,

Statik, TGA und Brandschutz auf. Des Weiteren forderte der BIM-Prozess die Rollen

des BIM-Content-Managers und der BIM-Bauleitung.

Die unveränderten Projektrollen, wie beispielsweise der BIM-Koordinator oder der

BIM-Gesamtkoordinator werden hier kein weiteres Mal beschrieben, jedoch sind die

hinzugekommen Rollen und deren Leistungsspektrum zu benennen.

BIM-Content-Manager

Der BIM-Content-Manager ist in der gängigen Literatur nicht beschrieben, jedoch hat

sich in der Firma Hinterschwepfinger herausgestellt, dass für die Verwaltung, die

Pflege und die Weiterentwicklung der BIM-Kalkulationssoftware eine neue

Bauherr Informationsmanager

BIM ManagerProjektmanager

Architektur

Statik

TGA

Brandschutz

BIM Koordinator

Bauleitung

BIM Koordinator

BIM Koordinator

BIM Koordinator


Bau

herr

Pro

jekt-

man

age

ment

Fachp

lan

ung

sabte

ilun

ge

nAnforderung

planerische Realierung

Zieldefiniton

Ausführung der Eigen- und Fremdgewerke

Bau

ausfü

hru

ng

bautechnische Realierung

BIM Content ManagerAngebotskalkulation

Koste

npla

nun

g

montetäre Darstellung

BIM Bauleitung

Fabrikplanung BIM Koordinator



40

Rollendefinition von Nöten ist. Die Rolle hierfür ist das Pendant zum Kalkulator, jedoch

muss dieser dafür noch zusätzliche Fähigkeiten mitbringen.

Ein BIM-Content-Manager fixiert das unternehmensinterne Wissen über

beispielsweise die Mengenermittlung, die Kosten und die Aufwandswerte in einer BIM-

Content-Datenbank. Die Grundkenntnisse über Industry Foundation Classes sind dazu

essentiell, da über das IFC-Modell neben Attributen auch die Bauteilmengen

ausgegeben werden.62 Mit der Einführung des BIM-Prozesses geht die Art und Weise

der Mengenermittlung von der traditionellen, händischen Vorgehensweise weg. Für

die Erstellung eines Leistungsverzeichnisses werden die Möglichkeiten der

Softwarelösung BIM4You genutzt, um diese Attribute und Mengen mit den

Informationen aus der Content Datenbank zu verknüpfen. Für diese Verknüpfung

bedarf es zudem Programmierfähigkeiten.

BIM-Bauleitung

Die BIM-Beteiligten in der Bauleitung sowie in der Ausführung stellen sich der

Herausforderung, die im BIM-Prozess generierten Daten für ein modernes

Baumanagement zu nutzen. Zur Arbeitsvorbereitung werden die zeitlichen Abläufe der

geplanten Arbeitsmethode mit dem Gebäudemodell verknüpft. So kann der kritische

Pfad im Bauablauf erkannt werden.63 Während der Ausführung können dann neben

einem Soll – Ist Vergleich der Kosten und Termine auch Mängellisten in die Datenbank

integriert werden.

Zudem kann die BIM-Bauleitung die Vorteile der dreidimensionalen Visualisierung

nutzen, um fortgeführte Informationen über beispielsweise Materialeigenschaften oder

Herstellerangaben zu erhalten.

Des Weiteren kann das Modell in BIM4You als Abrechnungsgrundlage verwendet

werden. Ist der Bauherr in Kenntnis gesetzt und einverstanden, können die

Abrechnungen anhand des detaillierten Modells erfolgen.64

62 Borrmann et al. 2015 63 ebenda 64 ebenda



41

Im BIM-Pilotprojekt der Hinterschwepfinger Projekt GmbH kristallisierte sich heraus,

dass eine Person die Rolle des BIM-Gesamtkoordinators und des BIM-Koordinators

der Fachabteilung Architektur übernehmen sollte. Die Rollenbündelung macht hierbei

durchaus Sinn, da dieser Mitarbeiter das Fachmodell der Architektur modelliert,

zusätzlich die Kollisionsprüfungen mit anderen Fachmodellen steuert und dadurch ein

hohes Projektwissen vorweisen kann. Ein Ziel für die Zukunft wird sein, mehrere

firmeninterne BIM-Gesamtkoordinatoren auszubilden. Kann dies durch das aktuelle

Personal nicht erreicht werden oder wird der Arbeitsaufwand aufgrund zunehmender

Komplexität der Projekte zu hoch, sollte über eine Einstellung eines reinen BIM-

Gesamtkoordinators nachgedacht werden.

3.3.2 Festlegung der Level of Development für die Phasen des HP3-BIM-

Abwicklungsplan

Ein weiterer, wichtiger Punkt für die Entwicklung des BIM-Abwicklungsplans ist die

Festlegung, welche Teile der Planung wann, von wem, wofür und wie übergeben

werden müssen.65 Die Festlegungen des Level of Developments, des Level of

Geometry und des Level of Information haben gezeigt, dass eine eindeutige Definition

der einzelnen Ausarbeitungsgrade eine Herausforderung darstellt.

Für einen strukturierten, BIM-basierten Projektverlauf werden in diesem Absatz die

dargestellten Ausarbeitungsgrade der Bauwerksmodelle den HP3-Stufen zugeordnet.

Dabei wird der Grad der Element-Modellierung sukzessive mit den Planungsphasen

weiterentwickelt.66

Die Zuordnung der Level of Development zu den Leistungsphasen im HP3-

Projektverlauf erfolgte in Kooperation mit der Geschäftsführung der

Hinterschwepfinger Projekt GmbH.

LoD100 LoD200 LoD300 LoD350 LoD400 LoD500

Abbildung 17: Zuordnung der LoD zu den Projektphasen im HP3-Stufenmodell

65 Hausknecht und Liebich 2017 66 Egger, Hausknecht, Liebich, Przybylo

HP1 HP2 HP3

Bedarfs-ermittlung

Masterplan Vorentwurfdetaillierter

EntwurfGenehmgungs-

planung

Vorstufe Ausführungs-

planung

Ausführungs-planung

As -Built



42

Die Zuordnung der Level of Development zu den Phasen des HP3 basiert darauf,

welcher Grad an Ausarbeitung zu welcher Phase und zu welchem Zweck benötigt wird.

Vergleicht man die Festlegungen des Level of Development mit dem Leistungsbild der

HOAI Planungsphasen, wird das deutlich. Anzumerken ist, dass die „Vorstufe

Ausführungsplanung“ in der HOAI nicht enthalten ist und aus diesem Grund nicht mit

einem Level of Development verglichen werden kann.

Beschreibung der Level of

Development67

Leistungsbild nach HOAI inklusive

besonderer Leistungen68

LoD 100

Gebäude dargestellt in einem Volumenmodell

mit den ungefähren Abmessungen der

geforderten Räume aus dem Raumprogramm

Grundlagenermittlung/ Masterplan

Analysieren der Grundlagen, Standortanalyse,

Aufstellung eines Raumprogrammes &

Funktionsprogrammes

LoD 200

Modell bestehend aus Modellelementen mit

ungefähren Maßen, Lage und Orientierung

Entwurfsplanung

Planungskonzept und vollständige

Entwurfszeichnungen,

Variantenuntersuchungen, Aufstellen eines

groben Mengengerüstes

LoD 300


spezifischen Maßen, Lage und Orientierung

Schichtenaufbau für diverse Berechnungen

(Statik, EnEV),

Genehmigungsplanung

Erarbeiten einer genehmigungsfähigen Planung

inkl. der benötigten Berechnungen

LoD 400


exakten Maßen, Lage und Orientierung

Anschlüsse zu benachbarten Bauteilen werden

dargestellt

Ausführungsplanung

Ausarbeiten der Ergebnisse aus

Genehmigungsplanung mit Ausführungs-,

Detail-und Konstruktionszeichnungen

Tabelle 3: Gegenüberstellung der Level of Development und der Leistungsbilder nach HOAI

67 buildingSMART - BIM Forum 68 Eich 2013



43

3.3.3 BIM-basierte HP3-Prozesskette

Mit den bisherigen Festlegungen aus Kapitel 3 und den Erfahrungen aus dem BIM-

Pilotprojekt „Schleifring“ wird die HP3-Projektabwicklung mit den Prozessen der BIM-

Methodik ergänzt beziehungsweise abgeändert. Die Prozesskette soll den theoretisch

bestmöglichen Ablauf zeigen. Aufgrund deren umfangreicher Darstellung wird auf den

Anhang B verwiesen.

Auch wie bei der konventionellen HP3-Projektabwicklung stellt die Länge der

Prozessbalken schematisch die benötigte Bearbeitungszeit dar. Die mit BIM

einhergehende Aufwandsverlagerung von der Ausführungsplanung weg und hin zur

Entwurfsphase und der Genehmigungsplanung war bereits beim Pilotprojekt

„Schleifring“ wahrnehmbar und wurde deshalb bei der Entwicklung der BIM-basierten

Prozesskette berücksichtigt. Die Bauzeit, die Ausschreibung und die Vergabe wurden

als gleich angenommen, da die BIM-Methodik hierbei noch keine Auswirkung zeigte.

Die Pfeile zwischen den Prozessen dienen wiederrum als deren

Anordnungsbeziehungen. Die mit der BIM-Methodik hinzukommenden Prozesse, sind

mit der Farbe Blau gekennzeichnet und die BIM-Projektbeteiligten wurden den

jeweiligen Fachabteilungen zugeordnet.

Im Vergleich zum konventionellen HP3-Projektablauf grenzt sich das BIM-basierte

Pendant am stärksten durch die Einführung der IFC-Koordinationsmodelle zum Ende

der Planungsphasen ab. Ein Koordinationsmodell bzw. ein Gesamtmodell bezeichnet

dabei ein Modell, das mehrere Teilmodelle von unterschiedlichen Fachplanern

zusammenfasst.

Abbildung 18: Zusammenführung von Teilmodellen zu einem Gesamtmodell69




44

Primäres Ziel eines solchen Modells ist üblicherweise die Prüfung, ob getrennt erstellte

Teilmodelle untereinander konsistent sind und keine geometrischen Kollisionen oder

anderweitige Konflikte aufweisen.70 So kann beispielsweise verifiziert werden, ob sich

die von der Architekturabteilung gezeichneten Wanddurchbrüche mit den

Lüftungstrassen des Haustechnikers geometrisch decken. Die gewonnenen

Informationen der Modellprüfung sind wichtige Informationsressourcen, um die

Konflikte und Unklarheiten zu beseitigen.

Der Prozess der Erstellung dieser Koordinationsmodelle wird im BIM-Ablaufplan

schematisch und wie in nachstehender Abbildung dargestellt.

Abbildung 19: Schematische Darstellung eines Koordinationsmodells

Bei einer exakten Darstellung sollten die Prozesse der Fachmodellerstellung, des

Zusammenführens der Fachmodelle zu einem Koordinationsmodell, die Prüfung und

die Freigabe auf die neu definierten Rollen aufgeteilt sein. Die folgende Darstellung

bildet die entsprechende Prozesskette der Erstellung eines Koordinationsmodells ab.

Abbildung 20: Vereinfachte Darstellung des Prozesses einer Kollisionsprüfung in Anlehnung an Borrmann et. al

Nachdem der BIM-Koordinator sein fachspezifisches Teilmodell erstellt hat, werden

diese durch den BIM-Gesamtkoordinator zusammengeführt und auf geometrische



BIM KoordinatorErstellung Fachmodell

Zusammenführungder Fachmodelle

Kollisionsprüfungen

BIM Informationsmanager Freigabe

Kollision?

Ja

NeinKonflikte identifizieren und dokumentierenKonflikte klären, Verantwortlichkeiten ordnen

Erstellung Fachmodell

Erläuterung der Parameter:

IFC.... Erstellung eines IFC-Koordinationsmodells

LoD... Level of Development des Koordinationsmodells

KP..... Durchführung einer Kollisionsprüfung



45

Kollisionen überprüft. Zudem ist das Koordinationsmodell auf die Konsistenz der

semantischen Informationen zum jeweiligen Level of Information zu überprüfen. Treten

Unstimmigkeiten auf, identifiziert der BIM-Gesamtkoordinator die Konflikte und erstellt

einen Bericht. Zudem legt er oder sie fest, an welchem Fachmodell Änderungen

vorgenommen werden müssen. Ist das Modell jedoch frei von Kollisionen, gibt es der

Informationsmanager für die Weiterbearbeitung frei.

Im Folgenden werden die Unterschiede der Projektphasen zwischen der

konventionellen und der BIM-basierten HP3-Prozesskette zu den jeweiligen

Projektphasen erläutert.

Phase HP1

In Phase HP1 folgt auf die Bedarfsermittlung die Masterplanung, welche die

geforderten Flächen mit deren Nutzungsvorstellung des Bauherrn wiedergibt. Beim

BIM-Prozess erstellt die Architekturabteilung daraus ein Hüllenmodell mit einer groben

Kontur des Gebäudes. Um dem Bebauungsplan zu entsprechen, wird das LoD 100

Volumenmodell beispielsweise für Geschossflächenzahl-Berechnungen verwendet.

Zudem wird das generierte Modell für die BIM-gestützte Investkostenschätzung

verwendet. Eine genau Erläuterung hierzu findet sich im weiteren Verlauf dieser Arbeit.

Vor der Einführung der BIM-Methodik basierte die Investkostenschätzung auf einer

zweidimensionalen Flächenplanung.

Phase HP2

Nach der Realisierungsentscheidung des Bauherrn wird in der Vorentwurfsphase das

Hüllenmodell vorerst nur in der Architektur- und der TGA-Abteilung weiterentwickelt.

Die Architektur schreibt die Geometrie der Volumenkörper so fort, dass Bauteile, wie

Wände und Decken mit sehr groben Abmessungen entstehen. Die TGA-Abteilung

nutzt die Volumina des LoD 100 Modells beispielsweise für erste Vorüberlegungen

hinsichtlich des Heiz- und Kühlbedarfs und Varianten der Energieversorgung.

Tragwerksplaner und Brandschützer steigen erst nach dem Vorentwurf in ein Projekt

ein. Grund hierfür ist deren Abhängigkeit von genaueren Gebäude Geometrien.



46

Die Phase des detaillierten Entwurfes ist durch viele, meist auch große Änderungen

geprägt. Demnach macht es wenig Sinn, für den detaillierten Entwurf eine Basis in

Form eines IFC-Grundmodells zu schaffen, an welchem alle Fachplaner ihre weiteren

Planungen ausrichten. Würde der Fall eintreten, dass alle mit dem gleichen Modell

beginnen, jedoch die Architektur nach kurzer Zeit Änderungen vornimmt, müssten alle

Fachplaner ihre bisherige Arbeit an die neue Gebäudegeometrie anpassen. Um dieser

hohen Frequenz der Änderungen entgegen zu treten, modelliert in der Phase des

detaillierten Entwurfs lediglich der Architekt BIM-gerecht und fixiert damit die

Geometrie des Gebäudes. Betracht man die HOAI Leistungsbilder der

Tragwerksplanung, des Brandschutzes und der TGA werden in dieser Phase nur

Berechnungen geführt. Erst im weiteren Verlauf des Projektes werden die daraus

gewonnenen Erkenntnisse BIM-gerecht modelliert.71 Beim BIM-Pilotprojekt

„Schleifring“ hat sich herausgestellt, dass die Änderungen, die sich aus den

Berechnungen aller Abteilungen ergeben, nur von geringem Ausmaß sind und aus

diesem Grund nur in den wöchentlichen Planersitzungen kommuniziert werden. Der

Architekt arbeitet diese Änderungen dann zeitnah in sein Fachmodell ein. Der

Abschluss des detaillierten Entwurfs soll eine Kostenberechnung mit dem LoD 200

Modell sein. Die Möglichkeit, diese BIM-gestützt durchzuführen, wird im Verlauf dieser

Thesis untersucht.

Wohingegen ein Grundmodell als Basis für den detaillierten Entwurf aus Gründen der

frequentierten Änderungen nicht als sinnvoll einzustufen ist, kann das LoD 200 Modell

aufgrund der fortgeschritteneren Planung für alle Fachplaner als Basis der

Genehmigungsplanung bereitgestellt werden. Sämtliche Planungen und

Berechnungen werden nun auf dieser Grundlage aufgebaut oder angepasst.

71 Eich 2013



47

In der BIM-basierten Prozesskette, sowie auch in nachfolgender Abbildung stellt sich

dies durch die blauen, vom LoD 200 IFC weggehenden Pfeile zu den jeweiligen

Abteilungen dar.

Abbildung 21: Grundmodell in LoD 200 als Basis für Genehmigungsplanung

Die zuvor vordimensionierten Bauteile werden in der Genehmigungsplanung dann

zeichnerisch abgebildet. So wird auf Basis des LoD 200 Modells eine

genehmigungsfähige Planung in LoD 300 erstellt. Mit Abschluss der

Genehmigungsplanung werden nun alle Fachmodelle wiederum in einem

Koordinationsmodell zusammengefasst und auf etwaige Kollisionen überprüft. Weist

das Modell keine geometrischen oder anderweitig fachlichen Kollisionen auf, wird es

erneut als Grundmodell für die darauffolgende Planungsphase herangezogen.

Auf Grundlage dieses LoD 300 Modells wird bei Hinterschwepfinger die

Kostenberechnung für die Angebotskalkulation erstellt. Diese erfolgt mithilfe des

Programms BIM4You, welches die Mengen aus dem IFC entnehmen und daraus ein

positionsweises Leistungsverzeichnis generieren kann. Das gesamte Kapitel 5

behandelt die Thematik der modellbasierten Angebotskalkulation.

Bevor jedoch die Mengen und die Kosten ermittelt werden, erstellen sämtliche

Projektbeteiligte der Fachplanungsabteilungen eine textbasierte Projektbeschreibung,

die fachmodellübergreifende Informationen vereint und ergänzt. Diese Bündelung von

Informationen soll auf schnellem Wege eine gesteigerte Genauigkeit der

Kostenermittlung ermöglichen. Die Projektbeschreibung kann als funktionale

Leistungsbeschreibung gesehen werden und behandelt Themen wie Annahmen für

die Angebotserstellung und Schnittstellendefinitionen zwischen dem Auftraggeber und

dem Auftragnehmer. Des Weiteren wird Bezug auf baukonstruktive Maßnahmen, wie

Architektur

HLS+ELT

Statik

BrandschutzBIM Koordinator

BIM Koordinator

BIM Koordinator

BIM Koordinator

Architektur

HLS+ELT

Statik

BrandschutzBIM Koordinator

BIM Koordinator

BIM Koordinator

BIM Koordinatordetaillierter Entwurf

Entwurf

Vorstatik

Genehmigungsplanung

Genehmigungsstatik

Brandschutzkonzept

Genehmigungsplanung

Genehmigungsplanung

IFC

LoD200

KP



48

beispielsweise die Fassadenbekleidung, der Innenausbau oder die Wärme- und

Kälteversorgung genommen. Die Fachplaner sind in den Phasen des Entwurfes und

der Genehmigungsplanung bereits vollständig in einem Projekt integriert. Mit dieser

Projektbeschreibung soll die Informationsasymmetrie des Kalkulators, der erst zu

fortgeschrittenem Projektzeitpunkt in das Projekt involviert wird, ausgeglichen werden.

Die Festlegungen der Projektbeschreibungen werden anschließend planerisch

eingearbeitet. Bei der Beauftragung der Bauleistung wird die Projektbeschreibung

dann auch Vertragsbestandteil. Auf diese Weise wurde für die Kostenermittlung ein

Instrument entwickelt, um auch bei geringer Informationsdichte des Modells eine solide

Kalkulationsbasis bereitzustellen.

Mit der Abgabe der Genehmigungsplanung muss diese geprüft werden. Aus Erfahrung

verstreicht hier sehr viel Zeit. Die Spanne zur Ausführungsplanung nutzt die Firma

Hinterschwepfinger für die Fortschreibung der Genehmigungsplanung. Mit der

Vorstufe zur Ausführungsplanung wird der Grad der Planungsgenauigkeit noch weiter

erhöht und mit dem IFC-Modell im Level of Development 350 abgeschlossen. Die

dabei entstanden Änderungen im Vergleich zu LoD 300 werden in der modellbasierten

LV-Erstellung berücksichtigt, indem das Modell in BIM4You aktualisiert wird und die

modifizierten Bauteile neu betrachtet werden.

Phase HP3

Mit dem Erhalt der Genehmigung wird mit der Ausführungsplanung, der

Ausschreibung und Vergabe der Fremdgewerke und etwas zeitversetzt mit der

Bauausführung begonnen. Deutlich wird, dass die BIM-basierte und die konventionelle

Ausführungsplanung in ihrer Bearbeitungszeit stark differieren. Die Zeit, die hierbei

durch BIM-Methode gespart wird, fällt jedoch in den früheren Projektphasen an.

Mit Abschluss der Bauausführung wird bei BIM, wie auch beim konventionellen HP3-

Verlauf die Dokumentation des Bauvorhabens erstellt. Der grundlegende Unterschied

ist jedoch die mit BIM einhergehende Planung des Facility Managements. Hierfür

sollen alle Informationen der Fachplanungsabteilungen, wie beispielsweise

Wartungsintervalle der TGA, Schulungen für eingebaute automatisierte Regalsysteme

in Hochregallagern oder Gewährleistungsfristen zusammengefasst werden. In

Kombination mit der Dokumentation des Bauwerks (HOAI LPH 9) werden dem



49

Bauherrn sämtliche Informationen über dessen Gebäude für die spätere Nutzung

übergeben. Der große Vorteil der durchgängigen und modellbasierten

Informationsübertragung vom Projektanstoß bis hin zur Dokumentation wurde bereits

zu Beginn dieser Master Thesis dargelegt. Das hierfür genutzte Modell im LoD 500

entspricht dann dem As-Built Zustand und beschließt den Prozess der

Bauwerksplanung und -ausführung.72

In diesem Kapitel wurde belegt, dass das Zusammenführen der Modelle nach den

Planungsphasen wichtig für die Qualität der Planung ist, denn im BIM-Prozess wird

das Modell als Informationsdatenbank phasenübergreifend weiterentwickelt. Für die

Sicherstellung dieser Qualität müssen jedoch Standards für die Modellierung

geschaffen werden. Im nächstes Kapitel werden deshalb konkrete

Modellierungsvorschriften auf Bauteilebene je Phase des Level of Development

erarbeitet.


4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von

Hochbauprojekten

50

Mit der Veröffentlichung des BIM-Stufenplans des BMVI und der Vorgabe, Projekte ab

dem Jahr 2020 BIM-basiert zu planen, wird die Forderung nach einer Spezifikation der

Level of Development für digitale Bauwerksmodelle in den kommenden Jahren

steigen. Im BIM-basierten HP3-Projektablauf wurden zuvor die verschiedenen Level

of Development für die Projektphasen festgelegt. Um die Festlegungen auf

Gebäudemodell-Ebene einhalten zu können, müssen auch die Level of Development

auf Bauteilebene betrachtet werden, denn die Summe der Bauteile ergibt das gesamte

Gebäudemodell. Diese Modellierungsvorschriften in Form eines LoD-Konzepts

erleichtern eine eindeutigere Kommunikation innerhalb der Planungsbeteiligten. Mit

dessen Hilfe wird festgeschrieben, welche Bauteil-Informationen, von wem und wie

übergeben werden müssen. Zu welchem Zeitpunkt diese Informationen vorhanden

sein müssen, wurde bereits bei der Zuordnung der Level of Development zu den

Projektphasen im vorherigen Kapitel beleuchtet. Des Weiteren wird durch die

Definition von Standards die Kontinuität der Planerstellung gesichert. Diese Kontinuität

fördert die Stabilität eines Informationsgerüstes, welches weiterführend als Grundlage

für eine belastbare, modellbasierte Angebotskalkulation von Hochbauprojekten dienen

soll.

Für die Modellierung der Bauteile im BIM-Pilotprojekt „Schleifring“ wurde auf die LoD-

Spezifikation des BIM Forums zurückgegriffen. Mit diesen gibt das BIM Forum eine

Beschreibung für die Festlegungen der Ausarbeitungsgrade auf Bauteilebene vor.74

Bereits während der Entwurfsphase zeigte sich jedoch, dass diese Definitionen

aufgrund ihrer Allgemeingültigkeit und dem teilweise Nichtvorhandensein benötigter

Bauteile für Hinterschwepfinger unzureichend waren. Demnach wurde der Ruf nach

einem, auf das Unternehmen Hinterschwepfinger zugeschnittene, LoD-Konzept laut.

Das LoD-Konzept basiert auf den Spezifikationen des BIM Forums und die

Erfahrungen des Pilotprojektes flossen in die Weiterentwicklung des Konzeptes ein.

74 buildingSMART - BIM Forum

4 Entwicklung eines bauteilbezogenen LoD-Konzepts für die Angebotskalkulation von Hochbauprojekten


Hochbauprojekten

51

Der Prozess der Erarbeitung des LoD-Konzeptes wird beispielhaft anhand eines

Wandbauteils beschrieben. Dafür werden die Unterschiede zwischen den

Festlegungen des BIM Forums und den fortgeschriebenen LoD-Definitionen von

Hinterschwepfinger tabellarisch gegenübergestellt.

Die Tabellen sind dabei wie folgt aufgebaut. Das Wandbauteil ist in die Stufen des

Level of Development 100 – 400 gegliedert. Das Level of Development 500 bildet den

As-Built Zustand des Bauteils ab. Weicht die überprüfte Repräsentation des Bauteils

vom Level of Development 400 ab, so ist für das Level of Development 500 der

tatsächlich eingebaute Zustand zu ergänzen.

Nach Hausknecht und Liebich ist das Level of Development die logische Verknüpfung

aus Level of Geometry und Level of Information. In den Festschreibungen des BIM

Forums ist das Level of Development jedoch nicht in seine Bestandteile aufgeteilt. Für

eine genauere Definition auf Bauteilebene werden die geometrischen (LoG) und nicht-

geometrischen Anforderungen (LoI) daher bei Hinterschwepfinger getrennt betrachtet.

Dabei lehnt sich die bauteilbezogene Informationstiefe der LoG und der LoI an die

Level of Development der jeweiligen Projektphasen an. Somit wird sichergestellt, dass

nur die notwendige und nicht die maximal mögliche Informationstiefe für die

Weiterverwendung des Modells gewählt wird.75 Die praxisnahe Wahl der Attribute

erfolgte in enger Abstimmung zwischen der Kalkulations- und den

Planungsabteilungen von Hinterschwepfinger. Die Genauigkeit und die Dichte der

geometrischen und semantischen Attribute wurde so festleglegt, dass die

Kostenermittlungen nach den Phasen der Masterplanung, des Entwurfs und der

Genehmigungsplanung möglich sind.

Bei der Durchsicht der LoD-Definitionen des BIM Forums kann sehr schnell festgestellt

werden, dass die Allgemeingültigkeit eher zu Verwirrungen als zu Klarheit führen. Mit

der Erstellung dieses LoD-Konzepts wurde daher die klare Definition der

Informationsdichte in vornehmlich verständlicher Darstellung verfolgt. Um die

praxisbezogene Anwendung für die Architekturabteilung zu veranschaulichen, wurden

dem LoD-Konzept von Hinterschwepfinger Beispiele angefügt und durch die hellblaue

75 Hausknecht und Liebich 2017


Hochbauprojekten

52

Schrift kenntlich gemacht. Spezielle Hinweise, wie z.B. zu beachtende

Modellierungsvorschriften wurden in roter Schrift dargestellt.

Nachstehende Tabellen stellen den Unterschied zwischen den Level of Development

des BIM Forums und der fortgeschriebenen LoD-Definition von Hinterschwepfinger am

Wandbauteil beispielhaft dar. Die Beschreibung des BIM Forums wurden hierfür ins

Deutsche übersetzt.

BIM Forum – LoD Specs76 LoD-Konzept Hinterschwepfinger

LoD 100

Annahmen für strukturelle Hülle sind in anderen modellierten Elementen enthalten, wie beispielsweise einem architektonischen Bodenelement, das eine Schicht für angenommene strukturelle Hüllentiefe enthält; oder schematische Strukturelemente, die nicht nach Typ oder Material unterscheidbar sind. Montagetiefe / -dicke oder Bauteilgröße und -orte noch flexibel.

Bauteildarstellung: - Bauteil wird nicht dargestellt, nur Hüllendarstellung des gesamten Gebäudes

LoG 100

LoI 100

Betrachtet man die LoD 100 Konvention des BIM Forums fällt auf, dass nur eine

allgemeingültige Festlegung getroffen wurde, die nach Meinung des Autors keine klare

Aussage über die Modellierung wiedergibt. Beim LoD-Konzept von Hinterschwepfinger

wurde die LoD 100 Modellierungsvorschrift prägnant und für die Planer verständlich

wiedergegeben.


LoD 200

- Ungefähre Geometrie (z. B. Tiefe) der Strukturelemente

Bauteildarstellung: - in einer Schicht - ungefähre Maße der einen Schicht

LoG 200

Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Decke) - Material der tragenden Schicht (Beton, Kielsteg)

LoI 200

Bei der Gegenüberstellung des LoD 200 wird deutlich, dass zwar die

Bauteildarstellung (LoG) quasi identisch beschrieben wird, jedoch wurden bei

Hinterschwepfinger semantische Informationen (LoI) ergänzt und damit klare

Festlegungen für die Kostenberechnung nach LoD 200 getroffen.

76 buildingSMART - BIM Forum 77 ebenda


Hochbauprojekten

53


LoD 300

- Spezifische Größen und Position von Hauptbauteilen, die nach einem definierten Strukturraster mit korrekter Ausrichtung modelliert werden - Alle geneigten Flächen, die im Modellelement enthalten sind, mit Ausnahme von Elementen, die von der Herstellerauswahl betroffen sind

wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten (Tragschicht, Deckenausbau, Bodenausbau) - ungefähre Maße der Schichten

LoG 300

wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Halbfertigteil - Decke, Ortbetondecke) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Trapezblech, Beton Halbfertigteil) - Deckenausbau (abgehängte Decke, Putz) (der finale Deckenbelag ist dem Raum zuzuweisen) - Bodenausbau

LoI 300

Betrachtet man das Level of Development 300 so ist die Definition des BIM Forums

weitgehend allgemein gehalten und demnach unzureichend für die

Angebotskalkulation nach LoD 300. Diese Art der Kostenermittlung in einem derart

frühen Projektzeitpunkt verlangt jedoch eine weitaus größere und standardisierte

Attributdichte. Mit der Definition über die genaue Modellierung in Schichten und durch

das Hinzufügen von semantischen Informationen, wie der Benennungskonvention der

Schichten wird ein standardisiertes Informationsgerüst für die Angebotskalkulation

verfolgt.



Hochbauprojekten

54


LoD 350

- Verstärkungen werden modelliert, falls benötigt - Dehnungsfugen - gebettete und verankerte Stangen - Nachspannprofil und Stränge modelliert, falls erforderlich - Durchdringungen für TGA- Elemente - Dauerhafte formende oder verbiegende Komponenten, falls erforderlich - Scherenverstärkung und Bolzenschienen

wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - Träger in Tragschicht, falls vorhanden (Fachwerkträger) - genaue Maße der Schichten Durchbrüche, Schlitze: - Deckendurchbrüche mit ungefähren Maßen und ungefährer Lage

LoG 350

wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C25/30) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3) (die Sichtbetonklasse ist dem Raum zuzuordnen) - Trittschalldämmmaß (37dB)

LoI 350

Die LoD 350 Festlegungen des BIM Forums sind zu hinterfragen, denn die

aufgeführten Beispiele (z.B. Verstärkungen, Dehnungsfugen, verankerte Stangen und

Nachspannprofile) entsprechen mehr der Ausführungsplanung (LoD 400). Ob und in

welcher Weise die Modellierung der genannten Bauteile in dieser Phase Sinn macht,

ist zu prüfen.

Bei Hinterschwepfinger hingegen werden im LoD 350 die Bauteilabmessungen

konkretisiert. Des Weiteren werden Durchbrüche und Schlitze mit ungefähren Maßen

und ungefährer Lage dargestellt und dem Modell werden physikalische Parameter als

semantische Informationen angehängt.



Hochbauprojekten

55


LoD 400

Alle Bewehrungen einschließlich Nachspann-elementen detailliert und modelliert Oberflächen, einschließlich Fasen usw.

wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Deckenausbau in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Bodenausbau in Detailmodellen/-plänen (Estrich, PE - Folie, Abdichtung) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen Durchbrüche, Schlitze: - genaue Maße - genaue Lage

LoG 400

wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen

LoI 400

Im Vergleich zum LoD 350 sieht das LoD 400 des BIM Forums die Modellierung eines

Wandbauteils mit Bewehrungen, modellierten Oberflächen und der Fasungen dar. Es

stellt sich hier die Frage, warum die Nachspannelemente ein weiteres Mal aufgeführt

werden.

Das LoD-Konzept von Hinterschwepfinger sieht die Weiterentwicklung vom LoD 350

zum LoD 400 größtenteils in Detailmodellen bzw. -plänen und nicht im gesamten

Bauwerksmodell vor. Grund hierfür ist die bessere Bearbeitungsmöglichkeit und die

Übersichtlichkeit in kleineren Modellen. Ferner werden die Durchbrüche und Schlitze

in deren Abmessung und deren Position für die Ausführungsplanung konkretisiert.

Nach der Gegenüberstellung der Level of Development des BIM Forums und des für

Hinterschwepfinger entwickelten LoD-Konzepts lässt sich zusammenfassen, dass das

Ziel von aussagekräftigen Kostenermittlungen zu den unterschiedlichen

Projektphasen nur durch die Konkretisierung der Bauteilmodellierung erlangt werden

kann. Zum Erreichen dieses Ziel werden die Definitionen des BIM Forums in einem

LoD-Konzept zwar genutzt, müssen aber für die Anforderungen bei



Hochbauprojekten

56

Hinterschwepfinger weiterentwickelt werden. Im Rahmen dieser Thesis liegt der Fokus

daher auf folgenden, ausgewählten Elementen des Hochbaus:

• Räume

• Außenwände, Außenwand-Schichten

• Innenwände, Innenwand-Schichten

• Dach, Dach-Schichten

• Decke, Decken-Schichten

• Unterzüge

• Stützen

• Fundamente

• Treppen, Treppenpodeste

Mit der Überschrift des aktuellen Absatzes wird deutlich, dass das Level of

Development für Bauteile definiert wird. Deshalb stellt sich die Frage, warum „Räume“

gelistet sind. Der Grund für die Berücksichtigung dieses immateriellen Bauteils im LoD-

Konzept ist folgender:

Ein komplettes Gebäude bildet sich aus mehreren, aneinander gereihten Räumen. Die

Form dieser Räume ist durch die geometrischen Umfassungsbauteile (Decke, Wand,

Boden) definiert. Bei der Modellierung von beispielsweise Wänden oder auch Decken

erstrecken sich diese meistens gleichzeitig über mehrere Räume. Nachstehende

Abbildung macht dies deutlich.

Abbildung 22: Unterschiedliche Umfassungsbauteile bei Räumen

Sind in diesen Räumen aber aufgrund des Raumbuches unterschiedliche

Anforderungen hinsichtlich des finalen Decken- oder Wandbelags gestellt, so müssen

Raum 1 mit Holzverkleidung

Raum 2 mit Putz

Wand 1

Wand 2


Hochbauprojekten

57

diese Informationen dem Raum und nicht dem geometrischen Bauteil zugewiesen

werden. Aus diesem Grund sind dem LoD-Konzept auch diese speziellen

Modellierungsvorschriften beigefügt. Zu diesen finalen Raumbegrenzungen gehört

beispielsweise der Fliesenbodenbelag, die abgehängte Decke, der Putz mit Anstrich

oder die Holzverkleidung an der Mauer.

Bei der Erstellung des LoD-Konzepts wird demnach auch Räumen Achtung geschenkt.

Für die Zusammenstellung des LoD-Konzeptes wird auf den Anhang C verweisen. Die

genannten Bauteile weißt die identische tabellarische Struktur des beleuchteten

Wandbeispiels auf. Neben den Hinweisen für die Planer wurden für ein besseres

Verständnis zusätzlich beispielhafte Modelldarstellungen zum jeweiligen Level of

Development hinzugefügt. Diese Modellierungen sind einerseits als Isometrie,

andererseits in Schnittdarstellung abgebildet.

Mit diesem Konzept, welches die im Modell hinterlegten geometrischen und nicht-

geometrischen Informationen standardisiert hat, wurde für Hinterschwepfinger eine

solide Basis für den weiteren Gebrauch des Modells geschaffen. Die im nächsten

Kapitel beschriebene Verknüpfung des Modells mit einem positionsweisen

Leistungsverzeichnis beruht auf dieser Planungskontinuität.

5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes 58

Kapitel 5 zeigt die Funktionsweise der Verknüpfung zwischen einem Bauwerksmodell

und einer Kostenberechnung. Hierfür werden zunächst die Grundlagen erläutert und

darauffolgend die Verknüpfung im Programm „BIM4You“ dargelegt.

Mit dieser Verknüpfung wird anschließend eine Investkostenschätzung zum Level of

Development 100 und eine Kostenberechnung zum Level of Development 300 für das

Pilotprojekt „Schleifring“ durchgeführt. Nach der Erläuterung zur Kostenermittlung zu

LoD 300 wird zudem die Möglichkeit einer weiteren Kostenberechnung mit

positionsweisem Leistungsverzeichnis zum Level of Development 200 anhand von

Beispielen untersucht.

Die Zeitpunkte der jeweiligen Kostenermittlungen in Verbindung mit den Phasen des

HP3-Projektverlaufes wird in folgender Abbildung dargestellt.

Abbildung 23: Kostenermittlungen zu den unterschiedlichen HP3-Projektphasen

Der Vergleich der Kosten aus den Ermittlung zu LoD 100 und LoD 300 beschließt das

Kapitel.

5.1 Grundlagen modellbasierter Mengenermittlung

Für die Preisermittlung der Investkostenschätzung zu LoD 100 und der

Angebotskalkulation zu LoD 300 in den jeweiligen HOAI Phasen ergeben die Mengen

in Verbindung mit Einheitspreisen die zu erwartende Investitions- bzw.

Angebotssumme. Es ist deshalb von entscheidender Bedeutung, die Mengen

Genehmigungs-planung

Kosten-berechnungmit LoD 200


detaillierterEntwurf

VorentwurfMasterplanVorstufe


Kosten-berechnungmit LoD 300

Investkosten-schätzung

mit LoD 100

5 BIM-basierte Kostenermittlungen zu unterschiedlichen Phasen eines Hochbauprojektes


zuverlässig und effizient zu bestimmen. Darüber hinaus kann das Mengengerüst eines

Objektes auch für Termin- und Ablaufplanungen verwendet werden.81

Die aktuell gängige Vorgehensweise für eine Erstellung eines Leistungsverzeichnisses

ist die Verknüpfung von händisch ermittelten Mengen und LV-Positionen. Für

Leistungsbeschreibung eines Bauteils sind zumeist mehrere LV-Positionen notwendig.

Beispielsweise benötigt eine Stahlbetonwand mindestens drei Positionen; den Einbau

von Beton, Schalung und Bewehrung. Die aus dem zweidimensionalen Plan

genommenen Mengen müssen nun bei jeder der drei Positionen einzeln berücksichtigt

und einberechnet werden. Weist eine Stahlbetonwand eine Öffnung auf, müssen

zusätzlich Öffnungsschalungen und der normgerechte, prüfbare Abzug des Betons

berücksichtigt werden.

Die im Bauwesen eingesetzten CAD-Systeme dienen schwerpunktmäßig der Planung

eines Bauwerks mit dementsprechender Planausgabe. Um den Grundgedanken von

BIM, der kontinuierlichen Nutzung von Informationen, gerecht zu werden, bedarf es

einer weiteren Softwarelösung, welche die regelgerechte Ermittlung und Auswertung

von Mengen ermöglicht.

BIM4You hat für diese fehleranfällige Schnittstelle eine Lösung entwickelt, mit der die

Mengen aus dem dreidimensionalen IFC-Modell teilautomatisiert in BIM4You

übernommen werden. Dieser Prozess basiert auf einer Datenbank, welche

Arbeitspakete für Bauteile enthält. Wie weiter oben schon erwähnt, sind z.B. für eine

Stahlbetonwand die Arbeitsschritte Schalen, Bewehren und Betonieren nötig. Dieses

Arbeitspaket „Stahlbetonwand“ beinhaltet dann genau diese Arbeitsschritte, die für das

jeweilige Bauteil nötig sind. BIM4You bezeichnet diese Arbeitspakete als sogenannte

BauOBjekte, kurz BOBs.82 Mit dem Kauf des Programms stellt BIM4You eine

Bibliothek mit bereits vorgefertigten BOBs zur Verfügung. Diese können teilweise in

den eigenen User-Stamm übernommen werden, jedoch müssen diese nach bisheriger

Erfahrung stets für den Gebrauch der Firma Hinterschwepfinger durch den BIM-

Content-Manager angepasst werden und darüber hinaus auch neue BOBs erstellt

werden.

81 Egger, Hausknecht, Liebich, Przybylo 82 BIB GmbH


Im nachfolgenden Kapitel wird die Herangehensweise der Verknüpfung des Modells

mit den BOBs anhand von Beispielen erklärt. Hierfür wurden unterschiedliche Bauteile

als Beispiele gewählt, um die Komplexität der BOB-Programmierung anschaulich

darstellen zu können. Der komplette Prozess der Einführung von BIM4You und der

BOB-Erstellung wird im Rahmen dieser Thesis aber aufgrund des großen Umfangs

lediglich angeschnitten.

Zudem werden Möglichkeiten dargestellt, wie die genannten BOBs für die

Kostenermittlung zu LoD 100 und LoD 300 genutzt werden. Ziel der

Investkostenschätzung mit Level of Development 100 ist die Schaffung einer

Entscheidungsgrundlage für den Bauherrn hinsichtlich der Weiterführung des

Projektes nach der Grundlagenermittlung. Mit der BIM-basierten Mengenermittlung

wird dann eine kalkulatorisch sinnvolle Erstellung eines Leistungsverzeichnisses mit

Level of Development 300 bestrebt. Als repräsentatives Objekt wird ein weiteres Mal

das Projekt „Schleifring“ gewählt.

Des Weiteren wird die Machbarkeit einer Nutzung eines Level of Development 200

Modells für eine Kostenschätzung zu früher Projektphase geprüft. Dabei werden die

identischen BOBs verwendet, die auch bei der Kostenberechnung zu LoD 300 dienen.

Ob und inwieweit diese BOBs die weitaus geringere Informationstiefe des LoD 200

Modells verarbeiten können, ist zu begutachten. Für Vergleichszwecke werden dafür

die Mengengerüste eines Decken- und eines Wandbauteils zu LoD 200 und LoD 300

gegenübergestellt.

5.2 BOBs als Schnittstelle zwischen dem IFC-Modell und dem

Leistungsverzeichnis

Für eine effiziente Ermittlung der Mengen und Beschreibungen der Leistungen wird in

BIM4You die Möglichkeit genutzt, eine eigene Datenbank mit Beschreibungen und

Berechnungsformeln zu erstellen. Diese Bibliothek kann auch für den konkreten

Einzelfall angepasst oder vervollständigt werden. Sämtliche Informationen dieser

Datenbank wie beispielsweise Kurz- und Langtexte, Einheitspreise,

Berechnungsformeln und VOB Rechenvorschriften werden innerhalb der genannten

BOBs gebündelt.


Mit dem Ziel, eine BIM-gestützte Angebotskalkulation zu ermöglichen, wurden dem

Level of Development entsprechende BOBs erstellt, denn Informationstiefe bei der

Investkostenschätzung (LoD 100) und der Angebotskalkulation (LoD 300) differiert

signifikant. Dazu wurden die BOBs auf die vorhandenen geometrischen und nicht-

geometrischen Informationen der jeweiligen Level of Development aus dem LoD-

Konzept zugeschnitten. So muss zum Beispiel ein LoD-100-BOB lediglich eine

geometrische Fläche verarbeiten können, wohingegen ein LoD-300-BOB bereits

Informationen aus einem konkret modelliertem Bauteil, wie beispielsweise einer Wand,

entnehmen muss.

LoD-100-BOB LoD-300-BOB

LoD 100 Hüllenmodell LoD 300 Wand-Bauteil

Abbildung 24: LoD-spezifizierte BOBs

Im Rahmen dieser Arbeit liegt der Fokus der BOB-Erstellung für das Level of

Development 300 auf dem Rohbau und Teilen des Innenausbaus. Die

Leistungsverzeichnisse der restlichen Gewerke werden bei der Hinterschwepfinger

Projekt GmbH in dieser Phase der BIM-Implementierung aktuell noch in

Zusammenarbeit mit Partnerfirmen erarbeitet.

Des Weiteren wurden LoD-100-BOBs für mehrere Nutzungszonen (Büro, Produktion,

Labor, Reinraum etc.) erstellt. Diese decken im Vergleich zu den LoD-300-BOBs

sämtliche Gewerke ab, da der Aufwand LoD-100-BOB-Programmierung weitaus

geringer ist und die Kostenkennwerte bei Hinterschwepfinger in einer Datenbank

vorhanden sind.

Obwohl der Prozess der Verknüpfung der IFC-Objekte mit LoD-100- und LoD-300-

BOBs identisch ist, erfolgt die Erläuterung der Funktionsweise der BOBs anhand von


LoD-300-BOBs. Durch die erhöhte Informationsdichte bei LoD 300 im Vergleich zu

LoD 100 können dadurch mehr Funktionen aufgezeigt werden.

5.2.1 Aufbau eines BOBs

Wie zuvor beschrieben, besteht ein Arbeitspaket (nach BIM4You: BauOBjekt/BOB)

aus mehreren Arbeitsschritten oder auch Teilleistungen. Diese Leistungen werden als

BOB-Details bezeichnet und ergeben dann die eigentlichen LV-Positionen, wie z.B.

Schalen, Bewehren oder Betonieren. Somit ist ein BOB ein Teilleistungsverzeichnis

für ein konkretes Konstruktionselement. Dabei werden alle Gewerke mit deren Kurz-

und Langtexten in einem BOB zusammengefasst, die auch später zur Ausführung

kommen.83 Ein BOB enthält also alle erforderlichen LV-Positionen, die für die

Leistungserbringung des jeweiligen Bauteils nötig sind.

Nachstehendes Beispiel soll dies verdeutlichen.

Abbildung 25:Beispiel eines Treppenpodest-BOB mit zugehörigen BOB-Details

Die blau hinterlegte erste Zeile stellt den Titel des BOBs dar und enthält in der Spalte

„Text“ eine kurze Beschreibung des Arbeitspaketes und generiert keine LV-Position.

Die Zeilen unterhalb, weiß hinterlegt, stellen sämtliche Arbeitsschritte (BOB-Details)

für das als Beispiel angeführte „Ortbeton-Treppenpodest 25cm“ dar. Jedem BOB-

Detail wird dabei eine Einheit zugewiesen.

Um Mengen für das spätere LV zu erhalten, muss jedes BOB-Detail eine

Rechenoperation ausführen. Die Formel hierfür lässt sich in der Spalte „Detailformel“

je nach Belieben anpassen. Nachstehende Beispiele sollen einen kurzen Einblick in

die Rechenoperationen einzelner BOB-Details geben.

Die Kreuze „#“ in der Detailformel deuten auf die Verwendung der geometrischen

Variablen aus dem IFC hin. Diese Methode der Variablenkennzeichnung muss



zwingend verwendet werden, sodass Rechenoperationen mit den geometrischen

Parametern des IFC-Bauteils stattfinden.

Findet sich in der Detailformel die Rechenoperation „#bob“, dann bezieht sich das

BOB-Detail auf die Menge und die Einheit des BOB-Titels. Im vorliegenden Beispiel

weißt der BOB-Titel die Einheit Quadratmeter auf, welches sich von Bauteilfläche aus

dem IFC ableitet.

Beispiel: BOB-Detail „Randschalung für Ortbeton-Treppenpodest, h= 25 cm“

Das BOB-Detail „Randschalung für Ortbeton-Treppenpodest, h= 25 cm“ berechnet

sich mit nachstehender Formel. Die Einheit am Ende der Detailformel soll die

geometrische Dimension des BOB-Details darstellen

Detailformel = ( #l + #b ) * 0,25 [m²]

#l…….. Länge des Podestes [m]

#b……. Breite des Podestes [m]

0,25….. Höhe des Podestes [m]

Die Höhe des Bauteils wurde im vorliegenden Fall mit 25 cm fixiert, da es sich laut

BOB-Titel um ein Bauteil mit einer festgesetzten Höhe von 25 cm handelt.

Beispiel: BOB-Detail „Schöck-Tronsolen Typ AZ zw. Ortbeton-Podest und

Treppenhauswand“

Dieses BOB-Detail wird im LV in Stück angegeben.

Anzumerken ist, dass sich die Detailformel auf keinen

geometrischen IFC-Parameter bezieht, sondern pro

Stück Treppenpodest immer nur zwei Stück Tronsolen

ausgibt.

Detailformel = 2 [Stck]

Abbildung 26: Tronsolen als Auflager

im Bereich von Treppenpodesten


Beispiel: BOB-Detail „Betonstahl IV“

Für die Aufnahme der Zugkräfte in einem Stahlbetonbauteil wird Bewehrungsstahl

benötigt. In der Berechnung des BOB-Details wird dafür die Fläche des Podestes mit

einem Bewehrungsgrad [kg/m²] multipliziert:

Detailformel = #bob * Bewehrungsgrad [kg]

Wie bereits weiter oben beschrieben, referenziert sich die Detailformel mit dem

Ausdruck #bob auf die Dimension/Einheit des BOB-Titels (hier [m²]). Hat das IFC-

Objekt zum Beispiel eine Fläche von 1,22 m², wird in der späteren Rechenoperation

das #bob mit 1,22 m² ersetzt.

Der Bewehrungsgrad im hier vorliegenden Beispiel lässt sich aus Erfahrungswerten

ableiten. Bei einem 25 cm hohen Treppenpodest wird beispielsweise ein

Bewehrungsgrad von ca. 6 kg/m² benötigt. Multipliziert man die Fläche mit dem

Bewehrungsgrad bedarf es für das Treppenpodest 7,32 kg Bewehrungsstahl. Zum

Zeitpunkt der Angebotserstellung, also nach der Genehmigungsplanung, muss auf

diese Erfahrungswerte zurückgegriffen werden, da Bewehrungspläne und die daraus

errechneten Bewehrungsmenge erst in der Ausführungsplanung gezeichnet werden.

Für die Erstellung aller Stahlbeton-BOBs wurde dafür der erforderliche

Bewehrungsgehalt mit der Abteilung Tragwerksplanung der Firma Hinterschwepfinger

ermittelt. Bei der Abrechnung der Bauleistung werden nach Fertigstellung dann die

genauen Stahlmengen aus den Positionsplänen übernommen.

Betrachtet man jedoch andere Bauteile, wie einen Unterzug, bei welchem der

Bewehrungsgrad stark von der Spannweite oder der Bauteilhöhe abhängt, kann

BIM4You den Bewehrungsgrad auch in Abhängigkeit geometrischer Parameter

ermitteln. Die damit verbundene Variabilität soll die Genauigkeit der Mengenermittlung

erhöhen.

5.2.2 Intelligente BauOBjekte (iBOBs)

Sobald eine Konstruktion im Bauwerksmodell durch eine Änderung der Geometrie zu

einer neuen Leistungsbeschreibung führt, kann man die oben genannten BOBs und


deren statische, unveränderbare Leistungsbeschreibung nicht mehr verwenden.84 Als

Beispiel lässt sich eine Fertigteilstütze anführen, die in der Regel in Stück

ausgeschrieben ist und deren Kurz- und Langtext die Abmessungen für die Kalkulation

vermerkt sind. Würde man nun einen statischen BOB mit unveränderbarer

Leistungsbeschreibung verwenden wollen, müsste man für jede erdenkliche

Geometrie einen spezifischen BOB konstruieren, der die Abmessungen in den Kurz-

und Langtexten enthält.

BIM4You ermöglicht mit intelligenten BauOBjekten (iBOBs) eine automatische

Anpassung der BOBs, wenn es zu der genannten Geometrieanpassung kommt. Der

Vorteil von iBOBs ist die Fähigkeit, geometrische Variablen aus dem IFC wie z.B.

Länge, Breite, Höhe, Dicke oder Umfang in Kurz- und Langtexten der BOB-Details zu

verwenden. Somit reicht ein iBOB für mehrere Stützen unterschiedlicher

Abmessungen, da die Eingabe der Variablen Breite [b], Dicke [d] und Höhe [h] in den

Ausschreibungstext automatisiert ist. Nachstehende Abbildung zeigt die Eingabe der

Variablen im Kurztext einer Stahlbeton Stütze. Mithilfe der Zeichen < > werden die

Buchstaben als geometrische Variablen gekennzeichnet.

Abbildung 27: Kurztext-Eingabe mit Variablen bei einer Fertigteilstütze aus Stahlbeton

Wird ein iBOB beispielsweise mit zwei IFC-Fertigteilstützen mit unterschiedlichen

Abmessungen verknüpft, so werden dafür auch zwei LV-Positionen mit den passenden

Kurz- und Langtexten erstellt.

Baupraktisch sind iBOBs zudem sehr nützlich, da für BOB-Details sogenannte

„Generierungsbedingungen“ möglich sind. Wird eine Generierungsbedingung gesetzt

und wird diese erfüllt, wird das BOB-Detail aktiviert. Wird diese jedoch nicht erfüllt,

verbleibt das BOB-Detail im deaktivierten Zustand und errechnet keine Mengen. Im

Falle von Zulagen zu LV-Positionen macht diese Funktion Sinn. Nachstehendes



Beispiel einer Stahlbetonwand soll dies verdeutlichen. Dabei sind die Zulagen zu den

Wandschalungen durch eine rote Umrandung kenntlich gemacht.

Abbildung 28: BOB-Details eines Stahlbetonwand iBOBs

Je höher der Einbauort von Wandschalungen, desto höher steigt der

Konstruktionsaufwand. Diese Mehrkosten müssen durch Zulagen gedeckt werden. Für

den iBOB der Stahlbetonwand wurden „Zulagen zu den Wandschalungen für

Einbauhöhen von 4,50 m bis 7,50 m“ und „Zulagen zu den Wandschalungen für

Einbauhöhen größer als 7,50 m“ erstellt. Für diese BOB-Details ist in der Spalte

„GenBed“ die Generierungsbedingungen gesetzt. Die Zulagen werden nun über den

Parameter [h] (Höhe der Stahlbetonwand) aktiviert oder verbleiben passiv. Die „Zulage

zu den Wandschalungen für Einbauhöhen von 4,50 m bis 7,50 m“ wird beispielsweise

durch die Generierungsbedingung H>=4,50.and.H<7,51 nur bei entsprechender

Wandhöhe zwischen 4,50 m und 7,50 m aktiv. Das identische Prinzip findet sich bei

der anderen Zulage.

Die Funktion einer Generierungsbedingung automatisiert den Vorgang der

Zulagenerstellung, reduziert damit die Fehleranfälligkeit und erspart dem Kalkulator

demnach einen hohen Aufwand.

Zusammenfassend lassen sich BOBs und iBOBs durch ihre Variabilität unterscheiden.

Ist diese Variabilität durch standardisierte Bauteilabmessungen nicht von Nöten,

werden BOBs verwendet. Hierfür lässt sich beispielsweise ein Fliesenbelag auf einem

Mörtelbett anführen, der auch projektübergreifend einen identischen Aufbau aufweist.

Ein iBOB hingehen wird beispielsweise für Fertigteilstützen verwendet, da sich diese

aufgrund der statischen Anforderungen in ihrer Dimension von Projekt zu Projekt

unterscheidet. Die komplette Liste der BOBs und iBOBs findet sich auf dem der Arbeit

beigelegtem Datenträger. Dabei wurden BOBs und iBOBs bereits für mehrere Projekte

erstellt.


Im weiteren Verlauf der Arbeit sind bei der Verwendung des Wortes „BOB“

gleichermaßen BOBs und iBOB gemeint.

5.2.3 Platzhalter-BOBs

Nachdem BOBs programmiert wurden, speichert man diese und kann diese für neue

Projekte verwenden. Da jedes Projekt jedoch ein Unikat darstellt, fehlen zumeist BOBs

für Sonderkonstruktionen. Für ein neues Projekt war beispielsweise eine technisch

anspruchsvolle Glasfassade und eine Tribüne für einen Vorlesungssaal vorgesehen,

welche für die Ausschreibung das Know-How von Spezialisten verlangte.

Um diese Sonderbauteile bei der Mengenermittlung nicht zu vernachlässigen, wurden

spezielle BOBs und iBOBs konstruiert. Diese „Platzhalter-BOBs“ enthalten lediglich

ein BOB-Detail, welches je nach Wunsch eine Fläche, ein Volumen, eine Länge oder

die Stückzahl aus dem IFC entnehmen kann. Für die Fassade wurde beispielsweise

ein Flächen-Platzhalter-BOB erstellt, da diese nach deren Fläche ausgeschrieben

wird. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dem Platzhalter-BOB eine Notiz

anzuhängen, um das Bauteil zu beschreiben.

5.2.4 Aussparungen bei Bauteilen und deren normgerechte Mengenermittlung

Ein 3D-Modell erlaubt eine präzise Mengenermittlung, da die Attribute, wie

beispielsweise die Oberfläche oder das Volumen direkt aus dem IFC-Modell in

BIM4You übertragen werden. Für normgerechte Mengenermittlungen sind jedoch

zusätzliche Sonderregelungen nach VOB zu berücksichtigen.

Nach VOB/C müssen im Allgemeinen

• bei Raummaßen [m3]: Aussparungen unter 0,5m3

• bei Flächenmaßen [m2]: Aussparungen unter 2,5m2

• bei Flächenmaßen vereinzelter Gewerke des Ausbaus [m²]:

Aussparungen unter 0,1m2

• Längenmaße [m] Unterbrechungen unter 1,0m

standardmäßig übermessen werden.85

85 Werner und Pastor 2017


Die Festsetzungen nach VOB/C müssen bei der Programmierung der BOBs und

iBOBs berücksichtigt werden. Hierfür gibt es in BIM4You eine Möglichkeit, den BOB-

Details eine Abrechnungsvorschrift nach VOB/C zuzuweisen.

Diese Vorschrift greift aber nur dann, wenn in der Detailformel der BOB-Details der

Parameter #lop verwendet wird. In Verbindung mit einer „wenn-Funktion“ (analog zu

Microsoft Excel) wird #lop genutzt, um Bedingungen in Detailformen einzubauen die

im Bezug zu Öffnungen stehen.

Hier eine beispielhafte Isometriedarstellung einer Wand mit einem Öffnungskörper.

Abbildung 29: Wand mit einem Öffnungselement

Das gesamte Element besteht aus dem IFC-Bauteil aus der Stahlbetonwand (IFCWall)

und der zugehörigen Öffnung (IFCOpeningElement). Der passende iBOB hierfür stellt

sich wie folgt dar. Die von dem IFCOpeningElement beeinflussten BOB-Details

enthalten in der Detailformel den Rechenoperator #lop und sind wiederrum rot

umrandet.

Abbildung 30: iBOB einer Stahlbeton-Innenwand

Im Beispiel wird die Detailformel der „Schalung Innen- und Außenwände“ beleuchtet.

Da Schalungen im Flächenmaß abgerechnet werden, gilt die VOB/C


Abrechnungsvorschrift, bei der Flächen von Aussparungen erst über 2,5m²

abzuziehen sind.

Detailformel = #l * #h * wenn(#lop;-1;1) * 2

#l…….. Länge der Wand

#h……. Höhe der Wand

#lop..... Rechenoperator für Öffnungen

Erkennt der BOB/iBOB nun über #lop, dass es sich um eine Öffnung

(IFCOpeningElement) handelt, wird in dieser Formel die Menge aus dem Produkt von

#l * #h mit -1 multipliziert und ist somit negativ. Diese Öffnung wird aber nur

abgezogen, wenn die VOB/C Konvention greift und nicht übermessen werden darf.

Handelt es sich bei dem IFC-Objekt nicht um die Öffnung, sondern um die

Stahlbetonwand (IFCWall), so wird der Term mit 1 multipliziert und ist damit positiv.

Der Faktor 2 am Ende der Detailformel dient lediglich dazu, die Schalungsfläche

beidseitig zu rechnen.

Im vorliegenden iBOB der Stahlbeton-Innenwand kann die Funktion #lop noch weiter

genutzt werden. Ist eine Aussparung in einem Stahlbetonbauteil geplant, muss bei der

Bauausführung noch eine zusätzliche Leibungsschalung für Fenster und Türen

berücksichtigt werden:

Abbildung 31: iBOB einer Stahlbeton-Innenwand

Detailformel = wenn (#lop ; (#l + #b) *2 * #d ; 0)

#l…….. Länge der Wand

#b……. Breite der Wand

#d……. Dicke der Wand

#lop..... Rechenoperator für Öffnungen


Der iBOB erkennt dabei die Öffnung und generiert mithilfe der „wenn-Bedingung“ eine

zusätzliche LV-Position für die Schalung der Fenster- oder Türleibung. Wird keine

Öffnung erkannt, so wird die Menge der LV-Position für das IFC-Objekt auf 0 gesetzt.

Grundsätzlich erleichtert der Rechenoperator #lop den Umgang mit den

Abrechnungsvorschriften enorm. Der damit einhergehende Zeitaufwand wird demnach

für den Kalkulator reduziert. Wichtig ist jedoch die Verwendung von

IFCOpeningElements bei der Modellerstellung.

5.2.5 Verknüpfung der BOBs mit den Objekten aus dem IFC

Die geometrischen und semantischen Informationen der Modellierung zwischen dem

CAD-Programm und BIM4You werden über die IFC-Schnittstelle ausgetauscht.

BIM4You ist also kein Plug-In für CAD-Programme, sondern entkoppelt sich mit der

IFC-Schnittstelle von den Dateiformaten der CAD-Systeme.

Um auf die Mengen des IFC zugreifen zu können, müssen die BOBs mit den Bauteilen

aus dem IFC verknüpft werden. BIM4You bezeichnet den Vorgang der Verknüpfung

als „Bemusterung“. Für die Bemusterung hat BIM4You den „BIM Server“ entwickelt.

Da die Programmoberfläche von BIM4You nicht sehr benutzerfreundlich ist, wurde mit

der Programmerweiterung „BIM Server“ die Übersichtlichkeit der Bemusterung

verbessert.

Die in BIM4You gespeicherten Stammdaten, wie beispielsweise die BOBs, werden

beim Prozess der Bemusterung vom BIM Server abgegriffen. Nachfolgende

Gegenüberstellung soll den Unterschied zwischen BIM4You und dem BIM Server

darstellen.

• Daten für Stammdaten (BOBs, iBOBs

etc.)

• Bearbeitung dieser Stammdaten

• Programmerweiterung von BIM4You

• IFC-Import

• Bemusterung der IFC-Objekte

• Greift Stammdaten von BIM4You ab

• LV-Erstellung

BIM4You BIM Server


Der gesamte Prozess der Verknüpfung der BOBs mit den IFC-Objekten wird in

nachfolgender Abbildung als Workflow dargestellt und anschließend textlich

beleuchtet.

Abbildung 32: Prozess der Verknüpfung von BOBs und IFC-Objekten

Zu Beginn eines jeden Projektes muss das IFC-Modell des Gebäudes im BIM Server

importiert werden. Dieser wertet die Informationen der IFC-Objekte aus und stellt jene

tabellarisch dar. Die ausgelesenen IFC-Objekte werden nach den drei

Hauptkategorien Konstruktion, Ausbau und Raum gruppiert. Öffnet man eine

Gruppierung, wie beispielsweise Decke/Dachfläche/Bodenplatte wird das

Programmfenster um die IFC-Objekte, wie in Abbildung 33 dargestellt, erweitert.

In dieser Ansicht werden nun die BOBs und iBOBs den IFC-Objekten zugeordnet.

Abbildung 33: Bemusterungsansicht in BIM4You mit IFC-Objekten

Import IFC - Modell

Bemusterung: Verknüpfung der BOBs mit den IFC - Objekten

LV - Erstellung mit 5D Berechnung

Wahl des passendenBOBs zum IFC - Objekt

NEIN JA

JANEIN

Bemusterungabgeschlossen?

Speicherung derBemusterung

Anpassung der BOB - Parameteran die spezifischen Eigenschaftendes IFC - Objekts (z.B. Betongüte)

Neue Version vonIFC - Modell?

Import neues IFC - Modell

Laden dergespeicherten

Bemusterung aufneues IFC - Modell


Wählt man beispielsweise das IFC-Objekt „Rohboden Bürogebäude“ für die

Bemusterung aus, wählt man den entsprechenden BOB oder iBOB aus. Zusätzlich

gegebene IFC-Attribute wie Beschreibung, Typ, Material und die geometrischen

Eigenschaften engen die Wahl der BOBs oder iBOBs ein. Aus der Spalte „Material“

lässt sich entnehmen, dass der Rohboden in Stahlbeton gefertigt wird. Mit diesen

Zusatzinformationen wird die BOB-Auswahl so eingegrenzt, sodass nur noch ein iBOB

verbleibt.

Nach Abbildung 34 weist der iBOB „DEF01-

BIM#JH“ laut Kurzbeschreibung „-MULTI-

Deckenplatte, Stb. Ortbetondeckenplatte,

XC1“ die benötigten Attribute des gesuchten

Rohbodens auf.

Manche BOBs und iBOBs wurden so

konstruiert, dass nach deren Auswahl noch

zusätzliche optionale Leistungen (optionale

BOB-Details) wählbar sind.

Dies wird, wie beim iBOB „DEF01-BIM#JH“,

im Text mit „-MULTI-“ gekennzeichnet. Diese

Namenskonvention erleichtert das Erkennen

von optionalen Leistungen für den Kalkulator.

Öffnet man einen BOB wie in Abbildung 35,

so können detaillierte Beschreibungen und

die darin enthaltenen BOB-Details

eingesehen werden.

Abbildung 34: BOB-Auswahl für Ortbetondecken

Abbildung 35: Optionale Leistungen bei BOBs


Im vorliegenden Beispiel ist bei der „Zulage für nachträgliches Aufrauen“ ein Haken

bei „Optional“ gesetzt. Dieser bewirkt, dass das BOB-Detail nicht in die Kalkulation mit

einfließt. Wird der Haken entfernt, so wird die Zulage mit der Detailformel = #bob*1 ins

LV übernommen.

Eine weitere Verwendungsmöglichkeit der Funktion „Optional“ stellt die Wahl der

Betongüte dar. Abbildung 35 verdeutlicht, dass im aktuellen Fall die Betongüte C25/30

für die Deckenplatte verwendet wird. Ist zum Zeitpunkt der Bemusterung bereits die

Notwendigkeit einer anderen Betongüte bekannt, so kann dies hier verändert werden.

Die BOBs und iBOBs sind so konstruiert, dass immer die gängigen Betongüten der

jeweiligen Bauteile ausgegeben werden, also z.B.:

Ortbeton Bodenplatten: C25/30 Fertigteil Stützen: C30/37

Ortbeton Fundamente: C25/30 Ortbeton Unterzüge: C30/37

Ortbeton Deckenplatten: C25/30 Fertigteil Unterzüge: C30/37

Ortbeton Stützen: C25/30 Ortbeton Wände: C25/30

Nachdem alle IFC-Objekte mit BOBs verknüpft wurden, ist das Bauwerk komplett

bemustert. Diese Bemusterung kann dann gespeichert werden. Kommt es aufgrund

einer Modelländerung zu einer Modifikation der Bauteile, so kann diese

Bemusterungsspeicherung genutzt werden.

5.2.6 Kalkulatorisches Änderungsmanagement bei Modellmodifikationen

Vergleicht man auf kalkulatorischer Ebene den traditionellen Prozess bei

Planänderungen und dessen BIM-basiertes Äquivalent, ergeben sich im BIM-Prozess

signifikante Unterschiede. Die gängige Vorgehensweise im konventionellen

Änderungsmanagement sind sogenannte Wölkchen. Diese werden im modifizierten

Plan an der Stelle der Abänderung platziert. Bei großen Projekten kommt es bei dieser

Vorgehensweise der Planmodifikation aufgrund der Komplexität und der teilweise

mangelhaften Koordination zwangsläufig zu Fehlern. Bei Planänderungen im BIM-

Prozess wird das IFC-Modell lediglich erneut in den BIM Server importiert. Mithilfe der

gespeicherten Bemusterung kann die Verknüpfung zwischen dem IFC und den BOBs

in sehr kurzer Zeit wiederhergestellt werden. Sind neue IFC-Objekte durch die


Änderung enthalten, so weisen diese keine Bemusterung auf und können identifiziert

werden. Der Kalkulator im BIM-Prozess erspart sich somit den Aufwand, alle LV-

Positionen händisch auf benötigte Änderungen zu überprüfen.

5.2.7 Bauteilunabhängige Leistungen

Bei jedem Projekt gibt es Nebenleistungen, wie beispielsweise die

Baustelleneinrichtung, welche nicht direkt einem spezifischen Bauteil zugewiesen

werden können. Wie beschrieben, lassen sich BOBs und iBOBs mit IFC-Objekten, also

mit modellierten Bauteilen, direkt durch die Bemusterung verknüpfen.

Dadurch stellt sich die Frage, wie LV-Positionen für bauteilunabhängige Leistungen

generiert werden können.

BIM4You hat hierfür ProjektBOBs entwickelt. Dieser BOB-Typ ist wie ein normaler

BOB aufgebaut, wird aber nicht einem bestimmten Bauteil, sondern dem gesamten

Projekt zugeordnet.

ProjektBOBs BOBs, iBOBs

Abbildung 36: Unterschied zwischen ProjektBOBs und BOBs bzw. iBOBs

Mithilfe von Referenzen zwischen den ProjektBOBs und den herkömmlichen Bauteil-

BOBs lässt sich aber dennoch ein Bezug auf die Mengen der Bauteile herstellen. Im

Folgenden soll der konkrete Anwendungsfall mit dem BOB einer

Fassadenkonstruktion veranschaulicht werden.

Projekt

Wände

Decken

Stützen

Dach

Innen-ausbau


Im vorliegenden Beispiel handelt es sich um ein Gebäude mit stark vereinfachter

Geometrie.

Abbildung 37: Beispielmodell für die Fassadenkonstruktion

Die Metallfassade „Planum“ des Herstellers „Domico“ ist allseitig auf die vorhandenen

Stahlbetonwände vorgesehen. Nun werden die Wände mit dem erstellten BOB „FAS4-

DOMICO-PLANUM-H#JH“ bemustert. Besteht eine Verknüpfung zwischen dem IFC-

Objekt und dem BOB, enthält die Spalte „BOB-Bezeichnung“ den BOB-Titel. Abbildung

38 macht dies kenntlich.

Abbildung 38: IFC-Objekte im BIM Server für das Beispiel der Fassadenkonstruktion

Mit den nachstehenden Szenarien wird die Wirkungsweise von ProjektBOBs

anschaulicher dargestellt. Für den weiteren Verlauf dieses Kapitels werden die

konventionellen BOBs und iBOBs nun als Bauteil-BOBs bezeichnet, sodass eine

besser Unterscheidung zwischen bauteilbezogenen und projektbezogenen BOBs

gewährleistet ist.

In Szenario I enthält der Bauteil-BOB „FAS4-DOMICO-PLANUM-H#JH“, der direkt mit

der Fassadenfläche bemustert wird, die Baustelleneinrichtung (BE) als BOB-Detail.


Szenario II hingegen verwendet den ProjektBOB BE-FAS4-DOMICO-PLANUM-H#JH

mit dem ausgegliederten BOB-Detail der Baustelleneinrichtung. Für die

bauteilbezogenen Mengen wird der herkömmliche Bauteil-BOB „FAS4-DOMICO-

PLANUM-H#JH“ herangezogen.

Szenario III soll eine weitere Verwendungsmöglichkeit von ProjektBOBs darstellen,

denn ProjektBOBs können sich auch auf geometrische Raumbegrenzungsgrößen wie

beispielsweise den Bruttorauminhalt oder die Bruttogrundfläche nach DIN 277

beziehen.

Szenario I: Baustelleneinrichtung im Bauteil-BOB

Angenommen, der Bauteil-BOB enthalte ein BOB-Detail für die Baustelleneinrichtung.

Würde, wie hier, jede der vier Wände mit jeweils einem Bauteil-BOB bemustert

werden, so erhielte man die LV-Position der Baustelleinrichtung mit der Menge 4.

Grund hierfür ist, dass alle vier Bauteil-BOBs die Baustelleneinrichtung mit der

Menge 1 enthalten und somit diese aufsummiert werden. Da dies kalkulatorisch nicht

sinnvoll ist, wird auf ProjektBOBs zurückgegriffen.

Szenario II: Baustelleneinrichtung als ProjektBOB mit Referenz zum Fassaden-

BOB

Um dem Problem der Mengenaufsummierung aus Szenario I zu begegnen, werden

ProjektBOBs verwendet. Durch die Zuweisung des ProjektBOBs zum Projekt lässt sich

nun die gewünschte Menge bauteilunabhängig generieren.

Abbildung 39: ProjektBOB „BE-FAS4-DOMICO-PLANUM-H#JH“

Der ProjektBOB der Domico Fassade fasst nach Abbildung 39 die BOB-Details der

eigentlichen Baustelleneinrichtung, der Hubarbeitsbühne, der Kräne und der

Hebezeuge zusammen. Ziel ist es, mit dem ProjektBOB nur dann bauteilunabhängige

Mengen zu generieren, wenn der Bauteil-BOB bemustert wird und somit auch eine

Menge aufweist. Es ist nicht zweckmäßig, die Position der Baustelleneinrichtung der

Domico Fassade im LV zu haben, wenngleich keine Domico Fassade vorgesehen ist.


Mit der Verwendung von sogenannten Projektvariablen besteht die Möglichkeit den

ProjektBOB mit der Menge der aufsummierten Bauteil-BOBs – also die aufsummierten

Flächen aller vier Wände – zu verknüpfen. Zu Beginn müssen diese Projektvariablen

so definiert werden, dass BIM4You eine Referenz zwischen dem ProjektBOB und dem

Bauteil-BOB herstellen kann. Für den Bauteil-BOB „FAS4-DOMICO-PLANUM-H#JH“

wurde hier beispielsweise die Variable „bw_fas4“, wobei „bw“ für Bauwerk steht und

sich „fas4“ mit ersten Buchstaben des BOB-Titels deckt. Fügt man nun in der

Detailformel des ProjektBOBs diese Projektvariable ein (siehe Abbildung 39), so kann

auf die Menge des Bauteil-BOBs zugegriffen werden.

Die gängige Abrechnungsmenge und -einheit für die Baustelleneinrichtung ist „1

pauschal“. Um die Menge 1 mit der Projektvariable zu erreichen wurde folgende

Formel gewählt. Enthält der Bauteil-BOB eine Menge, so wird diese mit reziproken

Wert multipliziert, was zwangsläufig zu einer Menge von 1 führt.

Detailformel = <bw_fas4> / <bw_fas4> (siehe Abbildung 39)

Werden die Wände des IFC nicht mit dem Fassaden-Bauteil-BOB bemustert, hat die

Projektvariable den Wert 0. Mathematisch gesehen ergibt sich hier ein

Grenzwertproblem. BIM4You erkennt dieses auch, gibt aber die Menge 0 aus. Diese

Rechenoperation wird genutzt, um den ProjektBOB zu deaktiviert.

Mithilfe eines ProjektBOBs lässt sich demnach die kalkulatorisch nicht sinnvolle und

inkorrekte Aufsummierung der Baustelleneinrichtung bei einer Mehrfachbemusterung

elegant lösen.

Als weiteren Anwendungsfall für bauteilunabhängige Leistungen lassen sich

beispielsweise Bauwerksgerüste anführen. Die gängige Methode in der Praxis ist es,

nur ein Gerüst für sämtliche Gewerke zu stellen, vorzuhalten und dann die Kosten

hierfür je nach Nutzungszeit auf die jeweiligen Firmen und Subunternehmer

aufzuteilen. Enthielten alle Bauteil-BOBs sämtlicher Gewerke BOB-Details für

Gerüste, so würde eine inkorrekte und kostenausschlaggebende Mehrmenge

ausgegeben werden.


Ein ähnlicher Fall stellen Kräne dar. Auch diese werden pauschal für sämtliche

Gewerke aufgebaut und sind bauteilunabhängig. Für jeden Kran im Besitz der Firma

Hinterschwepfinger wurde deshalb ein ProjektBOB erstellt. Je nach Anforderung an

die Tragkraft oder die Reichweite des Auslegers kann der jeweilige Kran dem Projekt

zugeordnet werden.

Szenario III: ProjektBOBs bezogen auf geometrische Bauwerksbegrenzungen

der DIN 277 (Bruttorauminhalt - BRI, Bruttogrundfläche – BGF etc.)

In den Grunddaten eines Projektes lassen sich geometrische Informationen wie der

Bruttorauminhalt oder die Bruttogrundflächen nach DIN 277 hinterlegen. Diese Daten

können, wie in Szenario II, als Projektvariablen definiert werden und so von

ProjektBOBs genutzt werden.

Bestimmte LV-Positionen, wie beispielsweise Absturzsicherungen, können ohnehin

nicht genau ermittelt werden, da sie im IFC nicht modelliert werden. Trotzdem sind sie

von zentraler Bedeutung. Provisorien von Geländern oder Abdeckungen von

Deckendurchbrüchen sind hierfür ein gutes Beispiel. Durch Erfahrungswerte aus

vergangen Bauvorhaben oder Schätzungen bildet man Kennwerte, die mit dem BRI

oder der BGF multipliziert werden und so eine LV-Menge erzeugen. Nachstehende

Detailformel wurde für die Mengenberechnung von behelfsmäßigen Geländern

angewandt. Pro Quadratmeter Bruttogrundflächen wurde ca. 12 cm Geländer verbaut.

Detailformel = <BGF> * 0,12 [m]

5.2.8 Erstellung eines Leistungsverzeichnisses in BIM4You

Nach abgeschlossener Bemusterung des IFC-Modells und der Zuweisung der

ProjektBOBs zum Projekt wird die sogenannte 5D-Berechnung im BIM Server

gestartet, mit der die LV-Positionen generiert werden. Mengen, Kosten und zugehörige

Kurz- und Langtexte der BOB-Details werden anschließend in einer Form dargestellt,

welche sich an der Gliederung eines Leistungsverzeichnisses orientiert.


Nachstehende Abbildung zeigt einerseits diese Gliederung, andererseits eine in dieser

Gliederung enthaltene LV-Position einer Stahlbetonwand.

Abbildung 40: LV-Position einer Innenwand nach 5D-Berechnung

Um einer LV-Position eine Bauteilmenge und ein Einheitspreis zuordnen zu können,

greift BIM4You auf die sogenannte Element-ID zurück. Jedem BOB-Detail, wie nach

Abbildung 40 der Betoneinbau für eine Innenwand, ist eine Element-ID zugeordnet.

Da alle BOBs und iBOBs und deren BOB-Details in einer Datenbank gespeichert

werden, müssen sämtliche Element-IDs eindeutig und individuell benannt sein.

Zur Erstellung der BOBs, iBOBs und ProjektBOBs für die Firma Hinterschwepfinger

wurde für die Element-ID eines jeden BOB-Titels und jeden BOB-Details eine

Namenskonvention festgelegt. Mit der Einführung des Suffixes „#JH“ (Kürzel des

Erstellers Josef Hinterschwepfinger) am Ende einer jeden Element-ID werden

persönlich erstellte BOBs gekennzeichnet. Dadurch erhält der Ersteller einen

Überblick und eine Abgrenzung zu den von BIM4You bereitgestellten Bauteilen. Da

die BOBs mit deren BOB-Details von BIM4You nicht auf die Firma zugeschnitten sind,

werden zudem die selbst erstellen Bauteile mit der Kennzeichnung #JH als geprüft

gekennzeichnet und als verwendbar deklariert.

Jede generierte LV-Position ist nun mit dieser Element-ID verknüpft. Wird der

identische BOB oder iBOB mehreren IFC-Objekten zugewiesen und die 5D-

Berechnung gestartet, so werden die Mengen der BOB-Details mit gleicher Element-

ID in einer LV-Position aufsummiert.


Am folgenden Beispiel soll dies verdeutlicht werden.

BOB-Detail Kurztext Element-ID BOB-Detail Menge

Betoneinbau Wand, Stahlbeton C25/30 013.012005#JH 15,20 m²

Betoneinbau Wand, Stahlbeton C25/30 013.012005#JH 45,18 m²

Holzständerwand 017.905008#JH 30,04 m²

Tabelle 4: Beispiel einer Element-ID Aufsummierung

Im vorliegenden Beispiel werden zwei unterschiedliche Positionen generiert. Die

Mengen der Stahlbetonwand C25/30 werden aufgrund der identischen Element-ID

aufsummiert und ergeben damit 60,38 m², wobei die Menge der Holzständerwand

30,04 m² beträgt.

Mit dem Wissen über die Funktionsweise der Mengenermittlung und der Erstellung des

positionsweisen Leistungsverzeichnisses können die Daten für die BIM-gestützten

Kostenermittlungen genutzt werden. Im Folgenden wird zunächst die

Investkostenschätzung zu LoD 100 und anschließend die Angebotskalkulation zu

LoD 300 beleuchtet.

5.3 5D-Analyse: Investkostenschätzung mit LoD-100-BOBs

Die Projektentwicklung ist stets der Beginn des Lebenszyklus einer Immobilie.86 Nach

dem Projektanstoß erfolgt bei einer Vielzahl von Projekten ein Standortkonzept durch

die Firma Hinterschwepfinger. Stufe 1 des HP3-Stufenmodells beschäftigt sich mit der

Flächenbedarfsermittlung für den gewerblich oder industriell tätigen Bauherrn und

kann mit der Projektentwicklung aus nachstehender Abbildung verglichen werden.

86 Zimmermann


Abbildung 41: Ablauf eines Projektes (eigene Darstellung in Anlehnung an Zimmermann87)

Die Realisierungsentscheidung trennt die Projektentwicklung und die

Projektrealisierung. Die Aufstellung der Investkostenschätzung stellt den Abschluss

der Projektentwicklung dar und bildet eine aussagekräftige Entscheidungsbasis für die

Weiterführung des Projektes.

Die Investkostenschätzung basiert auf flächenbezogenen Kostenkennwerten, die aus

abgeschlossenen Projekten ermittelt wurden. Diese Kostenkennwerte ergeben sich

aus der Nutzungsart (z.B. Büro, Werkstatt, Montage oder Lagerhalle) und dem

Ausstattungsgrad der Nutzfläche (einfacher Standard, mittlerer Standard, hoher

Standard). Diese Kostenkennwerte sind in die sieben Kostengruppen (KGR) der

DIN 276 gegliedert.

100 Grundstück

200 Herrichten und Erschließen

300 Bauwerk – Baukonstruktion

400 Bauwerk – Technische Anlagen

500 Außenanlagen

600 Ausstattung und Kunstwerke

700 Baunebenkosten88

87 Zimmermann 88 Fröhlich 2010


Nachstehende Tabelle stellt beispielhaft Kostenkennwerte der KGR 300 und KGR 400

für eine Büronutzung mit unterschiedlichen Ausstattungsstandard gegenüber.

Nutzung, Ausstattungsstandard KGR 300 KGR 400

Büro, einfacher Standard 1.300 €/m² 480 €/m²

Büro, hoher Standard 1.450 €/m² 650 €/m²

Tabelle 5: Kosten für Nutzungen je nach Ausstattungsgrad89

Die Kostenkennwerte werden mit der jeweiligen Nutzfläche multipliziert und ergeben

somit die Investkostenaufstellung.

Nach der Einführung der BIM-Methodik wird unter Anwendung der aus dem

Masterplan gewonnen Informationen ein räumliches Hüllmodell erzeugt. Dieses stellt

einen groben Überblick über geometrische Parameter wie die geplante

Bruttogrundfläche, den Bruttorauminhalt und die Nutzungszonen dar. Nachstehende

Abbildung zeigt ein LoD 100 Modell vom Projekt „Schleifring“.

Abbildung 42: LoD 100 Modell bei Projekt „Schleifring“

Für die BIM-basierte Investkostenschätzung wird das LoD 100 IFC-Modell in BIM4You

importiert. Für diesen Anwendungsfall wurden LoD-100-BOBs für diverse

Nutzungsarten erstellt, die BOB-Details die Kostengruppen KGR 300 und KGR 400

enthalten. Da Firma Hinterschwepfinger separate Planungsabteilungen für das

Gewerk Heizung, Lüftung, Sanitär sowie für das Gewerk Elektro hat, wird die



Kostengruppe KGR 400 (Bauwerk – Technische Gebäudeausrüstung) in KGR400-430

(Heizung, Lüftung, Sanitär) und die KGR 440-450 (Elektro) aufgeteilt. Für spätere

Honorarberechnungen müssen die Bauwerkskosten getrennt werden können.

Nachstehende Abbildung stellt einen LoD-100-BOB mit den jeweiligen BOB-Details

der Kostengruppen am Beispiel eines Büros dar.

Abbildung 43: LoD-100-BOB eines Büros

Betrachtet man Abbildung 43, so fallen die unterschiedlichen Ausstattungsstandards

innerhalb des BOBs auf. Wie der BOB-Titel in Abbildung 43 darlegt, ist der mittlere

Standard als Voreinstellung gespeichert. Das erkennt man auch daran, dass die BOB-

Details des mittleren Standards die Menge 1 aufweisen. Der einfache und hohe

Standard ist hingegen auf die Einstellung „eventual“ programmiert, haben die Menge 0

und können aber durch eine Änderung dieser auf den Wert 1 aktiviert werden. So

besteht auch die Möglichkeit, bei Kostengruppe 400-430 einen hohen Standard zu

wählen, wohingegen die Kostengruppen 300 und 440-450 nur in mittlerem Standard

ausgeführt werden.


Abbildung 44 zeigt einen Ausschnitt aus der Bemusterung des LoD 100 Modells von

„Schleifring“. Ein IFC-Objekt wird nach der Nutzungsbeschreibung in der Spalte

„Raumname“ entsprechend bemustert.

Abbildung 44: Bemusterung mit LoD-100-BOBs

Nach vollständiger Bemusterung wird die 5D-Berechnung gestartet und die Positionen

werden wie beschrieben generiert. Das Ergebnis der 5D-Berechnung wird für die

weitere Verwendung als Excel-Datei exportiert. Grund hierfür ist, dass Excel in diesem

Projektstand eine hohe Flexibilität bietet und von der Geschäftsführung bevorzugt wird.

Die Verknüpfung der Vorgabedatei der Investkostenschätzung mit der exportierten

Excel-Mappe erfolgt über ein, vom Verfasser dieser Thesis geschriebenes, Makro-

basiertes Excel-Sheet. Da der Export aus BIM4You zwar alle Informationen der 5D-

Berechnung (Flächen der Nutzungszonen und Kostenkennwerte) enthält, dieser aber

darstellungsmäßig nicht zu vertreten ist, werden die Daten aufbereitet und strukturiert

dargestellt.

Die Kosten für die Kostengruppen KGR 200, KGR 460-490, KGR 500 und KGR 600

werden bei der Investkostenaufstellung auf Wunsch der Geschäftsführung für jedes

Projekt separat abgeschätzt und nicht standardisiert durch BOBs generiert. Grund

hierfür sind die Individualitäten eines jeden Projektes. Das Excel-Sheet die bietet dafür

die Möglichkeit, die Preise der aller Kostengruppen manuell zu ändern.


Die Honorare der Kostengruppe KGR 700 errechnen sich dann nach der

Honorarordnung für Architekten und Ingenieure. Die Vorlagedatei der durchaus

aufwendigen Ermittlung der anrechenbaren Kosten wurde in das Excel-Sheet der

Investkostenschätzung integriert und verknüpft. Auf den genauen Vorgang der

Honorarermittlung wird im Rahmen der Masterarbeit jedoch nicht eingegangen.

Mit der Zusammenstellung aller Kostengruppen bildet sich dann eine, nach DIN 276

gegliederte, Aufstellung der Investitionssumme, die dem Bauherrn als

Entscheidungsfindung dienen soll.

Der Auszug der Investkostenschätzung findet sich in Anhang D. Die zugehörige Excel-

Datei zum Pilotprojekt „Schleifring“ befindet sich auf dem der Masterarbeit beigelegten

Datenträger.

Für die Angebotserstellung der Bauleistungen ist die Investkostenschätzung mit

LoD 100 jedoch zu ungenau. Mit der sukzessiven Projektplanung erhöht sich die

gegebene Informationsdichte der IFC-Modelle, sodass unter der Verwendung

modellierter Bauteile eine sehr viel genauere Kostenberechnung möglich ist.

Folgendes Kapitel behandelt aus diesem Grund die Angebotserstellung auf Basis

eines LoD 300 Modells.

5.4 5D-Analyse: Anwendung der LoD-300-BOBs für die Angebotskalkulation

Eine belastbare Angebotskalkulation beruht im Vergleich zur Investkostenschätzung

nach LoD 100 auf einem weitaus fortgeschritteneren Planungsstand. Für diese wird

das LoD 300 Modell wie beschrieben mit LoD-300-BOBs bemustert und anschließend

in 5D berechnet. Die ermittelten Mengen werden dabei mit den Einheitspreisen aus

BIM Server verknüpft und ergeben einen Preis.

Wenngleich das Programm BIM4You die Möglichkeit einer Einheitspreiskalkulation

bietet, wird aufgrund des intensiven Preiskampfes im Baugewerbe eine sehr viel

genauere Einheitspreiskalkulation benötigt. Die Firma Hinterschwepfinger greift hierfür

auf die Softwarelösung BauSU zurück, die seit mehr als 20 Jahren im Unternehmen

etabliert ist. Funktionen, die in BIM4You nicht verfügbar sind, werden in BauSU

gebündelt. Sämtliche Geschäftsbereiche der Baufirma, wie beispielsweise die

Projektabwicklung (Kalkulation, Nachunternehmer Management und Abrechnung),


Geräteverwaltung, Materialwirtschaft, Lohnbuchhaltung und Finanzbuchhaltung sind

hierbei miteinander verknüpft.

Um die aus dem Modell gewonnenen Daten trotzdem zu nutzen, wird das 5D-

gerechnete LV als GAEB-Datei aus dem BIM Server exportiert und in BauSU

importiert. Informationen, wie LV-Mengen, Einheitspreise, Kurz- und Langtexte werden

somit brauchbar, jedoch müssen die Preiskalkulationen von BauSU noch in das LV

übertragen werden. Die aus dem BIM Server mitgelieferten Einheitspreise werden für

die Angebotskalkulation in BauSU lediglich als Vergleichswert herangezogen.

Um eine Datenbank für diese Preiskalkulationen zu haben, wurde ein Stamm-LV in

BauSU erstellt. Dieses Stamm-LV enthält neben allen jemals aus dem BIM Server

generierten Positionen auch noch Leistungen, die nicht aus dem Modell entnommen

werden können. Hierzu zählen vor allem betontechnische Untersuchungen wie ein

Betonwürfel-Drucktest, vorbreitende Maßnahmen und Gerüstbauarbeiten, das

Schließen von temporären Aussparungen und Schlitzen und gegebenenfalls

Regiearbeiten. Aus bisheriger Erfahrung können circa 80 Prozent der Positionen durch

BIM4You generiert werden, die restlichen 20 Prozent werden durch das Stamm-LV

komplettiert.90

Jede, aus BIM4You stammende Position, die im Stamm-LV hinterlegt ist, hat eine

Element-ID. Das Stamm-LV enthält quasi eine kalkulierte Position, die das Äquivalent

zu einem BOB-Detail darstellt. Die Element-IDs sind dabei gleich (siehe Abbildung 45

und Abbildung 46).

Abbildung 45: Element-ID einer Außenwand, d = 25cm aus BIM4You

Abbildung 46: Element-ID einer Außenwand, d = 25cm im Stamm-LV von BauSU

90 Ermittelt aus drei Projekten


Nachstehende Abbildung soll den Prozess ab dem Zeitpunkt der 5D-Berechnung im

BIM Server bis hin zum fertig kalkulierten Projekt-LV darstellen. Der Prozess vor der

5D-Berechnung wurde bereits im Kapitel „Verknüpfung der BOBs mit den Objekten

aus dem IFC“ beleuchtet.

Abbildung 47: Tool Chain der Angebotserstellung

Die GAEB-Datei von BIM4You wird zunächst in BauSU eingelesen und als

provisorisches Projekt-LV deklariert. Dabei weisen sämtliche Positionen eine Element-

ID auf. Mit einer Programmfunktion von BauSU wird zunächst überprüft, ob jede

Element-ID aus dem Projekt-LV im BauSU-Stamm-LV enthalten ist. Ist dies nicht der

Fall, muss diese im Stamm-LV eingefügt und kalkuliert werden. Dadurch dass zu

Beginn der BIM-Implementierung im Stamm-LV nur wenige Positionen vorhanden

sind, muss dieses LV mit, aus BIM4You kommenden Positionen erweitert werden. Der

Aufwand hierfür wird anfangs schätzungsweise noch hoch sein, jedoch mit

fortschreitender BIM-Nutzung abnehmen, da sich dann immer mehr kalkulierte

Positionen im Stamm-LV befinden.

Sind alle Element-IDs enthalten, werden im nächsten Schritt die zuvor genannten

Positionen, die nicht aus dem Modell entnommen werden können, vom Stamm-LV ins

Projekt-LV kopiert.

Mit einer Programmfunktion von BauSU wird anschließend das generierte Projekt-LV

mit den Preisen aus dem Stamm-LV positionsweise über die Element-ID

synchronisiert. Die Einheitspreise sind dann automatisch mit Zuschlägen der

Projektgemeinkosten, der allgemeinen Geschäftskosten, des Wagnisses und des

Gewinns beaufschlagt.

BauSU

Erstellung Projekt-LV

BIM ServerLV Erstellung mit 5D - Berechnung

Austausch über GAEB

Stamm-LV

Vergleich derElement-IDs

zusätzliche Positonenim Projekt-LV? Ja

Nein

einpflegen und kalkulierenStamm-LV

unkalkuliertes Projekt-LV

Hinzufügen von Positionen aus Stamm-LV, die nicht mit BIM erstellt werden können

EinheitspreisSynchronisation

über Element ID

Stamm-LV

kalkuliertes Projekt-LV

Bemusterung


Mit Abschluss der Prozesskette erhält man ein fertig kalkuliertes Projekt-LV.

5.5 Machbarkeitsuntersuchung für Kostenberechnung bei LoD 200 Modellen

mit LoD-300-BOBs

Durch das Bestreben der Kostengenauigkeit zu sehr frühem Zeitpunkt stellt sich nach

Abschluss der Kostenberechnung mit einem LoD 300 Modell die Frage, inwieweit die

Verwendung mit LoD-300-BOBs für eine Kostenberechnung zu noch früherem

Planungsstand möglich ist. Bis zum jetzigen Zeitpunkt wurden für das mittelständische

Unternehmen nur BOBs für LoD 100 und LoD 300 erstellt. Aufgrund des hohen

Aufwands der konventionellen Angebotserstellung wurde zum Zeitpunkt des Entwurfs,

also LoD 200, bisher keine Kostenberechnung mit positionsweisen

Leistungsverzeichnis durchgeführt.

Nach den Festlegungen des LoD-Konzeptes zeigen sich die Bauteile des LoD 200 nur

als schematische Darstellungen mit ungefähren Abmessungen. Die semantischen

Informationen, die für eine genaue Kostenberechnung benötigt werden, sind bei einem

Projektfortschritt von LoD 200 größtenteils noch nicht gegeben. Der signifikante

Unterschied zwischen LoD 200 und LoD 300 wird beim Vergleich von beispielsweise

einer Decke aus dem LoD-Konzept deutlich. Die Decke wird bei LoD 200 lediglich mit

einer Schicht modelliert, wohingegen die LoD 300 Decke als mehrschichtiges Bauteil

dargestellt wird.

Abbildung 48: Darstellung einer Geschossdecke in LoD 200 (links) und LoD 300 (rechts)

Die „Authorized Uses“ des AIA lassen die Nutzung eines LoD 200 Modells für eine

„Kostenberechnung mit allgemeinen Aufbauten“ zu. Aus diesem Grund wird in diesem

Kapitel die Möglichkeit der Verwendung eines LoD 200 Modells mit LoD-300-BOBs


untersucht. Dabei muss geprüft werden, ob die LoD-300-BOBs die vorherrschende,

geringere Informationsdichte für aussagekräftige Kostenermittlung verarbeiten

können. Die Bewertung hierzu erfolgt durch den Vergleich der Mengenermittlung am

Beispiel einer Decke und einer Wand.

5.5.1 Grundidee von Schicht-Simulationen und Standardaufbauten

Die Idee einer Kostenberechnung mit LoD-300-BOBs und einem LoD 200 Modell

basiert auf der Möglichkeit der Mehrfachbemusterung eines IFC-Bauteils. Ziel dieser

Mehrfachbemusterung ist eine Schicht-Simulation. Wird in dem LoD 200 Modell

beispielsweise die Decke nur als eine Schicht dargestellt, wird der BOB für die

Tragstruktur der Decke, der BOB vom Bodenausbau und der des Deckenausbaus auf

das eine IFC-Objekt gelegt.

LoD 200 Darstellung LoD 200 Schicht-Simulation

Mehrfachbemusterung

Abbildung 49: Schicht-Simulation eines LoD 200 Modells durch Mehrfachbemusterung

Um der Problematik der geringen Informationsdichte von LoD 200 entgegen zu wirken,

wird bei dieser Schicht-Simulation auf Standardaufbauten zurückgegriffen. Diese

Standardaufbauten sind je nach Nutzungsart charakteristisch. Bodenaufbauten,

Dachaufbauten oder Deckenausbauten in beispielsweise Bürobereichen differieren

bei der Mehrzahl von Projekten nur wenig. Aufgrund der unterschiedlichen

Spannweiten und Lasten verändert sich meist nur das tragende Element, wie

beispielsweise eine Stahlbetondecken-Schicht. Die Dimension der Tragstruktur ist

bereits zum Zeitpunkt von LoD 200 durch eine Vorstatik vordefiniert. Der Bodenausbau

und der Deckenausbau wird als Standard Ausführung bemustert. Nachstehende

Abbildung zeigt die Schicht-Simulation in Verbindung mit den Standardaufbauten.


Abbildung 50: Standardaufbauten bei der Schicht-Simulation

Die LoD-300-BOBs wurden so konzipiert, dass die Dicken aller Schichten in BIM4You

auch manuell über Parameter vergeben werden können. Die nachstehende Abbildung

verdeutlicht dies bei einem Bodenaufbau-BOB.

Abbildung 51: Parameter für einen Bodenaufbau-BOB

Dieser BOB stellt einen Bodenunterbau mit Dämmung, Trittschalldämmung und

Estrich dar. Der finale Bodenbelag und dessen benötigter Unterbau kann mit der

Erfahrung eines Kalkulators je nach Nutzungszone grob abgeschätzt werden.

Für die Bodenausbauten wurden BOBs entwickelt, die für bestimmte Geschosse

anzuwenden sind. Der BOB des Bodenaufbaues im Keller enthält im Gegensatz zum

BOB des Erdgeschosses beispielsweise eine bauphysikalisch nötige

Feuchtigkeitssperre. Für die Dämmung der Kellerwände wurde ein BOB entwickelt,

der neben der Feuchtigkeitssperre auch eine Noppenbahn und eine Hohlkehle für den

Fundamentvorsprung enthält. Diese Nuancen sollen nach Möglichkeit die

Voraussetzung für eine aussagekräftige Kostenermittlung bei weitgehend geringem

Modell-Detaillierungsgrad schaffen.


5.5.2 Gegenüberstellung der Bemusterungen bei LoD 200 und LoD 300

Im Folgenden wird der Vorgang der Bemusterung mit LoD-300-BOBs an LoD 200 und

LoD 300 Modellen am Beispiel von Decken und Wänden untersucht.

Deckenkonstruktion

Nachstehende Abbildung stellt ein in LoD 200 und ein in LoD 300 modelliertes

Deckenbauteil gegenüber. Die Dicken der Stahlbetonschicht und des Bodenausbaus

in LoD 300 ergeben aus Gründen der Vergleichbarkeit in Summe die

Gesamtdeckenstärke für LoD 200. Die abgehängte Decke wird in LoD 200 nicht

modelliert.

LoD 200 Darstellung im IFC-Modell

LoD 300 Darstellung im IFC-Modell

Abbildung 52: Darstellung einer Decke in LoD 200 (oben) und LoD 300 (unten)

Nach dem Import in BIM4You erhält man das Deckenbauteil einerseits in einzelnen

Schichten (LoD 300) und andererseits als eine komplette Schicht (LoD 200). Der

Unterschied bei der Bemusterung der LoD 300 Decke zur LoD 200 Decke liegt darin,

dass beim LoD 300 die einzelnen unterschiedlichen Schichten bemustert werden,

wohingegen beim LoD 200 die einzelnen Schichten durch die Mehrfachbemusterung

der einen Schichten simuliert werden soll.


LoD 300 Bemusterung Decken

Abbildung 53: LoD 300 Bemusterung einer Decke

BIM4You behandelt Decken und Deckenschichten separat (siehe Abbildung

oberhalb). Die Bestandteile aus mehrschichten Decken finden sich unter

„Deckenschicht“ (hier Parkettboden, Bodenaufbau, Stahlbetondecke, Luftschicht und

dazugehörige Gipskartondecke) und ergeben in Summe ein komplettes Bauelement

(Decke in LoD 300). Der Grund für eine Bemusterung in Schichten ist folgender. Die

Schichten werden mit bestimmten Schichtdicken dargestellt, auf welche wiederum die

BOBs zugreifen und so die Mengen und die LV-Texte automatisch generieren.

Im Interface der Bemusterung befinden sich einerseits diese Deckenschichten selbst

und anderseits auch die Decke, die aus diesen Schichten gebildet wird. Die Schichten

aus „Deckenschicht“ und das Deckenbauteil in „Decke/Dachfläche/Bodenplatte“ sind

so miteinander verknüpft, dass das komplette Deckenbauteil nach dem Vorgang der

Bemusterung auch die einzelnen Schichten aufweist. Diese Funktion soll mit den roten

Pfeilen am Rande dieser Seite verdeutlicht werden.

Abbildung 54: LoD 300 Decke in Schicht-Bemusterung


Wurde die Decke in Schichten bemustert, ist die Schrift der Spalte „BOB-Bezeichnung“

in hellblau eingefärbt. Zudem ist zu erkennen, dass „Deckenschicht 5/5“ und

„Decke/Dachfläche/Bodenplatte 1/2“ bereits bemustert ist, obwohl im

Gliederungspunkt „Decke“ noch nichts explizit bemustert wurde.

LoD 200 Bemusterung Decke

Im Vergleich zu LoD 300 ist bei der Bemusterung in LoD 200 diese Schichtdarstellung

nicht gegeben. LoD-300-BOBs sind so konstruiert, dass sie die Schichtdicken des IFC

automatisch in die Kurz- und Langtexte übernehmen. Die manuelle Schichtdicken-

Vergabe ist bei der Verwendung der LoD-300-BOBs bei LoD 200 Modellen zwingend

notwendig, da alle BOBs mit der 42 cm hohen Deckenkonstruktion bemustert werden

müssen. Würden die Parameter nicht angepasst werden, so entnähmen alle BOBs die

Gesamtschichtdicke von 42 cm.

Der signifikante Unterschied zwischen Bemusterungen in LoD 200 und LoD 300 ist

also der erhöhte Aufwand der manuellen Parameter-Eingabe. Um dieser Problematik

entgehen zutreten, müssten statische LoD-200-BOBs erstellt werden, welche die LV-

Texte parameterunabhängig generieren. Diese BOBs enthielten dann

Standardaufbauten aus beispielsweise Bauteilkatalogen, die für die jeweilige

Bauteildicke anwendbar wären. Dieses Kapitel untersucht jedoch die Kostenermittlung

mit LoD-300-BOBs in Verbindung mit LoD 200 Modellen.

Die folgende Tabelle soll die unterschiedlichen Herangehensweisen einer LoD 200

und einer LoD 300 Bemusterung einer Stahlbetondecke gegenüberstellen. Für die

Eingabe manueller Werte kann in BIM4You eine Funktion genutzt werden, sodass

CAD-Mengen nicht aus dem IFC abgegriffen werden. Hierfür ist bei der Bemusterung

in der sogenannten BOB-Geometrie der Haken bei „CAD?“ zu entfernen.


Deckenschicht Stahlbeton, d = 25cm

LoD 300 LoD 200

Haken bei „Höhe“ gesetzt

-> Abgriff des CAD - Wertes

Haken nicht bei „Höhe“ gesetzt

-> manuelle Eingabe möglich

Tabelle 6: Gegenüberstellung einer LoD 200 und einer LoD 300 Bemusterung

Die Stahlbetonschicht wurde mit dem BOB „DEF01-BIM#JH“ bemustert. Untersucht

man nun alle BOB-Details auf deren Variablenverwendung, erhält man einen

Überblick, welche Parameter für LoD 200 manuell zu vergeben sind. Im vorliegenden

Fall wird beispielsweise das BOB-Detail „Beton für Deckenplatten C25/30“ mit der

Variable „h“ im Kurztext über die manuelle Parametervergabe richtig generiert.

Abbildung 55: BOB-Detail mit Variable im Kurztext und der BOB-Detailformel

Die BOB-Detailformel für die Mengenberechnung referenziert sich auf den Flächen-

Parameter „f“. Wie die obenstehende Gegenüberstellung verdeutlich, wurde der

CAD?-Haken bei „f“ nicht entfernt, da die Fläche bei der LoD 200 und bei der LoD 300

Darstellung identisch sein sollte. Aus diesem Grund greift das BOB-Detail hierfür die

CAD-Fläche ab und muss nicht manuell ermittelt werden.


Bemustert man nun die LoD 200 Decke mit den LoD-300-BOBs mit manueller

Variablen Eingabe, so werden die identischen BOB-Details generiert. Eine

Mehrfachbemusterung eines IFC-Objektes ohne eine Generierung durch Schichten

erkennt man in BIM4You durch die schwarze Schrift der BOB-Bezeichnungen.

Abbildung 56 zeigt den Unterscheid zwischen einer Schichtbemusterung und einer

Mehrfachbemusterung eines IFC-Objektes. Zudem lässt sich der Schichtaufbau in

Abbildung 56 durch die Kennzeichnung in der Spalte „Material“ erkennen. Der

Schichtaufbau von LoD 300 wird durch den Parkettboden, den Bodenaufbau, den

Stahlbeton, die Luftschicht und die gelochte Gipskartonplatte definiert, wohingegen die

LoD 200 Decke lediglich als „Decke“ und ohne die Auflistung eines Materials

angegeben wird.

Abbildung 56: Bemusterung mit mehreren BOBs auf ein IFC-Objekt (oben) versus Bemusterung in

Deckenschichten (unten)

Bei manchen BOBs sind weitere Einstellungsmöglichkeiten, wie beispielsweise die

Wärmeleitgruppe einer Dämmung möglich. Für den Vergleich zwischen LoD 200 und

LoD 300 wurden diese bei den Varianten gleich angesetzt.

Tritt der Fall ein, dass die Dicke von 42cm nach Erfahrung des Kalkulators nicht als

reell eingestuft werden kann, kann mit den BOBs auch eine beliebige Dicke über die

manuelle Parametereingabe generiert werden.


5D-Auswertung der Deckenkonstruktion

Für eine belastbare Aussage über die Möglichkeit der 5D-Berechnung zum Level of

Development 200 werden die von BIM4You generierten Positionen und die

berechneten Mengen der beiden Bemusterungen gegenübergestellt.

Bei der LoD 200 Bemusterung wurden die Parameter wie beschrieben manuell

abgeändert, sodass die Bauteile die identischen Abmessungen aufweisen.

Mengenermittlung gegliedert nach DIN 276 für Decken Menge

LoD 200

Menge

LoD 300 identisch?

3060 ROHBAUARBEITEN

013 BETON- UND STAHLBETONARBEITEN

013.05i-C25/30-OB-25 Beton für Deckenplatten C25/30, d= 25cm 10,00 m2 10,00 m2 ✓

013.080050#JH Schalung für Deckenplatten, d<=30cm 10,00 m2 10,00 m2 ✓

013.080050_ZS_KF#JH Zulage zur Deckenschalung für Kleinflächen

<15m2

10,00 m2 10,00 m2 ✓

013.080075 Randschalung für Deckenplatten 3,50 m2 3,50 m2 ✓

013.180350 Betonstahlmatten, Lagermatten 180,00 kg 180,00 kg ✓

013.180550 Betonstabstahl IV 125,00 kg 125,00 kg ✓

018 DÄMM- & ABDICHTUNGSARBEITEN

013.130300#JH Wärmedämmschicht PUR Deckenrand, WLG

030, B1, d= 50mm

3,50 m2 3,50 m2 ✓

3310 ESTRICHARBEITEN

025 ESTRICHARBEITEN

024.030020 Entfernen der überstehenden Randstreifen 14,00 m 14,00 m ✓

025.010020 Reinigen des Untergrundes 10,00 m2 10,00 m2 ✓

025.020250 PE-Folie, 0,2 mm, auf Rohboden 10,00 m2 10,00 m2 ✓

025.040250BOD-60#JH Wärmedämmschicht EPS 035 DEO, d= 60mm 10,00 m2 10,00 m2 ✓

025.141300#JH Randdämmstreifen 14,00 m 14,00 m ✓

025.040300#JH Mehrstärke 5 mm zu EPS 035 DEO 0,50 m2 0,50 m2 ✓

025.040443-20-#JH Trittschalldämmung EPS 045 DES sg, d=

20mm

10,00 m2 10,00 m2 ✓

025.050050-70-#JH Schwimmender Zementestrich CT-C20-S, d=

70mm

10,00 m2 10,00 m2 ✓

025.050500#JH Mehr/Minderstärke zum beschriebenen

Estrich, d= 5mm

0,50 m2 0,50 m2 ✓

3360 BODENBELAGSARBEITEN

036 BODENBELAGSARBEITEN

028.020170 Schiffsparkett (Eiche hell), I. Wahl 10,00 m2 10,00 m2 ✓

036.010080#JH Vollflächige Spachtelung von Estrich 10,00 m2 10,00 m2 ✓

3400 TROCKENBAUARBEITEN

039 TROCKENBAUARBEITEN

039.060110#JH Gipskarton-Akustik-Element-Decke 10,00 m2 10,00 m2 ✓

039.060450 Wandanschlüsse mit einfachen Wandwinkel 22,84 m 22,84 m ✓

039.060510#JH Öffnungen in Gipskartondecken bis 625cm2 1,00 Stck 1,00 Stck ✓

3500 MALER-/ANSTRICHARBEITEN

034 MALER- UND LACKIERERARBEITEN

034.170100 Dispersion auf Gipsdecken 10,00 m2 10,00 m2 ✓

Tabelle 7: Mengenvergleich bei LoD 200 und LoD 300 einer Deckenkonstruktion


Bei Durchsicht der Tabelle fällt auf, dass einerseits die identischen Positionen

ausgegeben wurden, andererseits diese auch die identischen Mengen aufweisen. Des

Weiteren beinhalten die Kurztexte der Decken die gleiche Bauteilhöhe (= 25 cm).

Die Bemusterung von LoD 200 Deckenbauteilen mit LoD-300-BOBs ist also laut der

Mengenermittlung möglich.

Wandkonstruktion

Für die Beweisführung der Verwendbarkeit von LoD-300-BOBs bei einem LoD 200

Bauteil wird im Folgenden eine weitere Konstruktion untersucht. Dabei werden die

Mengen und die Positionen einer Wandkonstruktion verglichen. Der

Bemusterungsprozess wird jedoch nicht ein weiteres Mal wie in vorheriger

Detaillierung beleuchtet, da sich die Vorgehensweise bei der Wand- und der

Deckenkonstruktion gleicht. Bei LoD 200 wurden die Schichtdicken bei der

Parametereingabe erneut manuell angepasst.

Nachstehende Abbildung zeigt die Darstellungen eines LoD 300 Wandbauteils und

eines LoD 200 Wandbauteils.

Abbildung 57: Darstellung einer Wand in LoD 300 (oben) und LoD 200 (unten)

Die Stahlbetonwand (grün, schraffiert) mit Dämmebene (gelb), Hinterlüftung (weiß)

und Fassade (grau) bildet die vier Schichten für die LoD 300 Wand. Im Vergleich zum

LoD 300 besteht die LoD 200 Wand lediglich aus einer Bauteilschicht ohne einer

signifikanten Benennung der Materialien.

Bei der Bemusterung der Wände wurden wiederrum die LoD-300-BOBs passend zu

den jeweiligen Materialien gewählt. Die Schichtdicken aus LoD 300 ergeben in Summe

wieder die Gesamtwanddicke aus LoD 200.

50

50

25

157

52

5


5D-Auswertung der Wandkonstruktion

Um die Möglichkeit der Bemusterung von LoD 200 Bauteilen mit LoD-300-BOBs zu

validieren, werden wiederrum die generierten Mengen miteinander verglichen.

Mengenermittlung gegliedert nach DIN 276 für Wände Menge

LoD 200

Menge

LoD 300 identisch?

3060 ROHBAUARBEITEN

013 BETON- UND STAHLBETONARBEITEN

013.02i-25-C25/30 Beton C25/30 für Außenwände, d= 25cm 28,80 m2 28,80 m2 ✓

013.080400#JH Schalung für Innen- und Außenwände 57,61 m2 57,61 m2 ✓

013.180350 Betonstahlmatten, Lagermatten 417,64 kg 417,64 kg ✓

013.180550 Betonstabstahl IV 316,83 kg 316,83 kg ✓

3220 HÜLLE / FASSADE

018 DÄMM- & ABDICHTUNGSARBEITEN

012.09i-WD-150-

035#JH

Wärmedämmschicht Mineralfaser, WLG 035,

A1/A2, d= 150mm

27,06 m2 27,06 m2 ✓

031 METALLBAU- UND SCHLOSSERARBEITEN

031.700010-Kran#JH Kräne, Hebezeuge für die Fassadenarbeiten 1,00 pau 1,00 pau ✓

031.700010-BE#JH Baustelleneinrichtung für Domico

Fassadenarbeiten

1,00 pau 1,00 pau ✓

031.700010-HuBü#JH Hubarbeitsbühne zur Montageunterstützung 1,00 pau 1,00 pau ✓

031.700010-Statik#JH Statische Berechnung Domico Fassade 1,00 pau 1,00 pau ✓

031.700010-

Verlegepläne#JH

Verlegepläne Domico Fassade 1,00 pau 1,00 pau ✓

031.701010-ML-W#JH Modulleiste W 27,06 m2 27,06 m2 ✓

031.705000-

Schattenfuge#JH

Schattenfugen bei Planum waagrecht 8,73 m2 8,73 m2 ✓

031.705000-

Schattenfuge-Eck#JH

Schattenfugen in Eckbereichen bei Planum

waagrecht

3,10 m2 3,10 m2 ✓

031.701010-

PLANUM32-H-#JH

DOMICO Planum 32 Fassade waagrecht 27,06 m2 27,06 m2 ✓

031.701040#JH UK Wandabstandhalter 27,06 m2 27,06 m2 ✓

031.701050#JH Thermisches Trennstück 27,06 m2 27,06 m2 ✓

031.709000-PLANUM-

Unterlängen#JH

Zulage für Unterlängen der Domico Fassade

150-1399mm

2,00 Stck 2,00 Stck ✓

031.709020-PLANUM-

Profillängen#JH

Zulage für unterschiedliche Profillängen 1,00 Stck 1,00 Stck ✓

Tabelle 8: Mengenvergleich bei LoD 200 und LoD 300 einer Wandkonstruktion

Zusammenfassung der Ergebnisse der LoD 200 Kostenberechnung

Betrachtet man die 5D-Auswertungen der Wände und der Decken, so lässt sich die

Möglichkeit der Kostenermittlung zu LoD 200 mit LoD-300-BOBs feststellen.

Bereits bei der Erarbeitung der Beispiele wurde aber im Vergleich zur Bemusterung

eines LoD 300 Modells ein zeitlich erhöhter Aufwand für die Kostenermittlung zu

LoD 200 festgestellt, jedoch ist die Genauigkeit der Kostenentwicklung bereits zu sehr

frühem Planungszeitpunkt als hoch einzustufen. Ist vom Bauherrn nicht explizit eine

BIM-basierte Mengenermittlung zu diesem Planungsstand gefordert, so ist die

Relevanz der zeitintensiven Mengenermittlung zum Level of Development 200 zu


hinterfragen. Eine Lösungsmöglichkeit hierfür wäre die Erstellung von LoD-200-BOBs,

welche die manuelle Parametervergabe nicht verlangen. Jeder Auftragnehmer sollte

deshalb untersuchen, inwieweit diese Kostenermittlung für ihn von Nöten ist.

Zudem ist zu beachten, dass es aufgrund der ungefähren Maße der Schichten im Level

of Development 200 durchaus zu Abweichungen in der Mengenermittlung kommen

kann. Überdies sind Mengenänderungen durch Geometriemodifizierungen in den

darauffolgenden Projektphasen als sehr wahrscheinlich anzunehmen. Die Folge

daraus können erhebliche Kostenunterschiede sein.

Des Weiteren benötigt der Kalkulator eine hohe Kenntnis über die Variablendefinition

und die Variablenverwendung in den Kurz- und Langtexten der BOBs. Verfügt der

Kalkulator nicht über dieses Know-How, ist diese Art der Bemusterung womöglich

fehleranfällig und damit nicht sehr zielführend. Ist das Know-How jedoch vorhanden,

besteht die Möglichkeit der Verwendung der LoD-300-BOBs bei LoD 200 Modellen für

eine aussagekräftige Kostenberechnung.

Um die Verwendungsmöglichkeit des LoD 200 Modells noch weiter zu intensiveren,

werden im Folgenden Variantenstudien mit BIM4You untersucht.

5.5.3 Variantenstudien mit LoD 200 Modellen

In der HOAI Phase des Vorentwurfs ist der Architekt dem Bauherrn je nach

vertraglicher Regelung mehrere Varianten des Gebäudes schuldig. Diese

Gebäudealternativen werden präsentiert und dienen der Entscheidungsfindung für

eine Ausführungsvariante.

In der Entwurfsphase wird das bevorzugte Konzept sukzessive weiterentwickelt. Die

HOAI sieht für die Projektphase des Entwurfes dann keine Variantenstudien mehr vor.

Die Untersuchung von Alternativen wird mit der Vorplanung beendet. 91 Die entwickelte

BIM-Prozesskette zeigt, dass das LoD 200 Modell erst mit Abschluss des Entwurfs

erstellt wird. Demnach stellt sich die Frage, warum eine Variantenstudie mit einem

LoD 200 Modell sinnvoll sein kann.

91 Eich 2013


Der Begriff der Variantenstudie beschreibt in diesem Kapitel daher nicht die

Untersuchung von Gebäudevarianten, sondern von Bauteilalternativen und von

ausführungstechnisch unterschiedlichen Bauverfahren.

Nach der Feststellung, dass bei LoD 200 und bei LoD 300 Modellen die identischen

Positionen und Mengen generiert werden können, sind Variantenstudien für

beispielsweise unterschiedliche Bauverfahren möglich. Im Verlauf des Absatzes wird

auf frei gewählte Beispiele zurückgegriffen. Grund hierfür ist, dass zum Zeitpunkt der

Entwurfsphase das LoD-Konzept dieser Thesis noch nicht vorhanden war und deshalb

kein LoD 200 Modell erstellt wurde.

Für die Darlegung einer Variantenstudie werden zwei Ausführungsalternativen für die

Herstellung einer Stahlbetondecke kostenmäßig verglichen. Anzumerken ist, dass

diese differierenden Herstellungsverfahren beispielsweise nicht die darunterliegende

Stützenkonstruktion beeinflussen dürfen, da dies die Kosten verfälschen würde. Als

vereinfachtes Beispiel wird eine Stahlbetondecke einerseits mit Ortbeton, andererseits

mit Filigrandecken und dazugehöriger Ortbetonergänzung bemustert.

Variante 1: Ortbeton Variante 2: Filigrandecke

Abbildung 58: Varianten in Bauverfahren


Bemustert man die Decke mit den verschiedenen Bauverfahren, berechnet diese und

synchronisiert die Preise in BauSU, so erhält man folgende Leistungsverzeichnisse.

Variante 1: Ortbetondecke

Kurztext Menge Preis/EH Gesamtpreis

Beton für Deckenplatten C25/30, d= 20cm 62,00 m2 29,85 1.850,70 €

Schalung für Deckenplatten, d<=30cm 46,80 m2 33,53 1.569,20 €

Randschalung für Deckenplatten 9,30 m2 36,32 337,78 €

Betonstahlmatten, Lagermatten 992,00 kg 1,40 1.388,80 €

Betonstabstahl IV 651,00 kg 1,40 911,40 €

Summe: 6.057,88 €

Tabelle 9: Variantenstudie: Ortbetondecke

Variante 2: Filigrandecke

Kurztext Menge Preis/EH Gesamtpreis

Halbfertigteil Filigrandecke C30/37, d= 5+15cm 62,00 m2 47,85 2.966,70 €

Randschalung für Ortbetonergänzung 8,50 m2 36,32 308,72 €

Betonstahlmatten, Lagermatten für Aufbeton 420,34 kg 1,40 588,48 €

Bewehrung im Fertigteilelement der Filigrandecke

370,40 kg 1,77 655,61 €

Betonstabstahl IV für Aufbeton der Filigrandecken

558,34 kg 1,40 781,68 €

Gitterträger in Filigrandeckenplatte 276,64 kg 1,77 489,65 €

Summe: 5.790,83 €

Tabelle 10: Variantenstudie: Filigrandecke

Zu erkennen ist, dass Variante 2 im vorliegenden Fall kostengünstiger ist. Dabei

wurden alle anfallenden Kosten, wie Material, Geräte, Lohn etc. berücksichtigt. Ob die

Verwendung von Filigrandecken statisch möglich ist und zudem ausführungstechnisch

zu realisieren wäre, ist aber von Projekt zu Projekt zu untersuchen.

Als weiteres Beispiel für eine Variantenstudie lassen sich unterschiedliche

Fassadengestaltung anführen. Mit einer aussagekräftigen Kostengegenüberstellung

von unterschiedlichen Ausführungen wird eine fundierte Entscheidungsgrundlage für

den Bauherrn gelegt.


Aus tragwerksplanerischer Sicht kann des Weiteren unter Beihilfe einer

Vordimensionierung der Kostenunterschied zwischen unterschiedlichen

Tragsystemen erörtert werden. Je nach Anforderung an beispielsweise die Traglast

und den Feuerwiderstand kann neben Stahltragwerken auch auf Holztragwerke

zurückgegriffen werden.

Zudem könnten bei der technischen Gebäudeausrüstung Varianten hinsichtlich

Heizung und Kühlung untersucht werden. Unter Berücksichtigung des Heiz- und

Kühlbedarfs kann die Temperaturregulierung über eine abgehängte Heiz- und

Kühldecke oder über eine Fußbodenheizung erfolgen. Je nach Ausführung entstehen

hierbei Kostendifferenzen, die im Entwurf zu untersuchen sind.

Neben den genannten Möglichkeiten gibt es eine Mehrzahl von Stellschrauben, mit

welchen die Kosten und damit die Entscheidungsfindungen beeinflusst werden.

Die Durchführung einer Variantenstudie in BIM4You wird durch die sogenannte

Bemusterungsspeicherung erleichtert. Zu Beginn wird Variante 1 komplett bemustert

und diese dann gespeichert, d.h. es wird ein Abbild der Bemusterung in BIM4You

hinterlegt.

Wird nun das Modell mit Variante 2 importiert, kann auf die Bemusterung von

Variante 1 zurückgegriffen werden. Für die eigentliche Variantenstudie wird dann das

gewünschte Bauteil gewählt und nach den Vorstellungen der Variante 2 bemustert.

Nach der 5D-Auswertung können dann die Kosten tabellarisch gegenübergestellt und

bewertet werden.

5.6 Vergleich der Kosten aus LoD 100 Kostenkonzept und LoD 300

Kostenberechnung

Nach der Erläuterung der Vorgehensweise der BOB-Erstellung und der Verknüpfung

mit dem IFC werden als Abschluss des Kapitels 5 die Kostenermittlung zu LoD 100

und LoD 300 für das BIM-Pilotprojekt „Schleifring“ gegenübergestellt. Obwohl die

Möglichkeit einer Kostenermittlung mit dem LoD 200 Modell bewiesen wurde, kann

diese hier aufgrund des Nichtvorhandenseins des LoD 200 Modells für die

Gesamtbaumaßnahme „Schleifring“ nicht durchgeführt werden.


Die Investkostenschätzung zu LoD 100 mit der Bemusterung des Hüllenmodells wurde

wie beschrieben durchgeführt. Das Excel-Sheet der Kostenermittlung findet sich in

gedruckter Form in Anhang D und digital auf dem der Arbeit beigelegten Datenträger.

Für die Angebotskalkulation zu LoD 300 wurden im Rahmen dieser Arbeit BOBs

erstellt, sodass ca. 80% der Positionen des Rohbaus abgedeckt werden konnte.

Neben den Rohbaumengen wurden auch die Teilmengen des Innenausbaus mit den

eigenhändig erstellten BOBs verwirklicht. Die Kosten für die technische

Gebäudeausrüstung wurden durch die Hinterschwepfinger Energie GmbH ermittelt.

Die Kosten der übrigen Gewerke wie den Außenanlagen etc. erhielt die

Hinterschwepfinger Projekt GmbH durch Angebote von Subunternehmern. Das

kalkulierte Angebots-LV in Titeldarstellung findet sich in Anhang E. Das komplette

positionsweise gegliederte Leistungsverzeichnis befindet sich aufgrund des großen

Umfangs auf dem der Thesis beigelegtem Datenträger, jedoch wird dieses aus

datenschutztechnischen Gründen nur mit Titel-Summen dargestellt.

Nachstehende Tabelle fasst die Kosten aus den Ermittlungen nach LoD 100 und LoD

300 nach den Kostengruppen der DIN 276 zusammen. Mit der Gegenüberstellung soll

verdeutlich werden, dass die Preiskalkulationen der beschriebenen

Kostenermittlungen zu einem belastbaren Ergebnis führen.

Zusammenstellung der Kosten

Kostengruppe nach DIN 276

LoD 100 LoD 300

KGR 100 nicht Teil des Angebots nicht Teil des Angebots

KGR 200 250.000€ 386.981€

KGR 300 9.086.974€ 9.322.622€

KGR 400 4.041.148€ 4.671.148€

KGR 500 1.596.750€ 1.801.001€

KGR 600 nicht Teil des Angebots nicht Teil des Angebots

KGR 700 2.462.264€ 2.347.000€

Summe 17.437.138€ 18.528.754€

Abweichung zu LoD 300

6,3 % 0%

Tabelle 11: Gegenüberstellung der Kosten nach LoD 100 und LoD 300


Bei der Aufsummierung der Kosten zu LoD 100 und LoD 300 ergibt sich eine

Abweichung von 6,3%. Vergleicht man den Wert mit den zuvor ermittelten 25% (siehe

Kapitel 3.2.2) ist dieser Unterschied als gering einzustufen.

Nachdem in diesem Kapitel die BIM-basierten Möglichkeiten unterschiedlicher

Kostenermittlungen erläutert und die Grundlage für eine Kostenberechnung zu LoD

200 geschaffen wurde, wird diese Thesis in den nachfolgenden Kapiteln mit einer

Zusammenfassung, einem Fazit und einem Ausblick abgeschlossen.


Mit dem Ziel, BIM-basierte Strukturen für ein mittelständisches Unternehmen zu

schaffen, wurden in dieser Thesis zuerst die theoretischen Grundlagen des Building

Information Modeling erläutert. Darauf aufbauend folgte das Kapitel der

Prozessbetrachtung vor und nach der Implementierung der BIM-Methodik im

mittelständischen Unternehmen. Hierfür wurden die erforderlichen neuen Rollen der

am Projekt beteiligten dargelegt und ein BIM-gestützter Prozessplan für eine

schlüsselfertige Projektabwicklung erarbeitet. Mithilfe eines bauteilbezogenen LoD-

Konzepts wurden Standards für die BIM-basierte, dreidimensionale Planung der

künftigen Projekte des mittelständischen Unternehmens fixiert. Basis der BIM-

Implementierung war die Einführung des Programms BIM4You und der damit

verbundenen Möglichkeit der modellbasierten Angebotserstellung. Dadurch werden

bei Hinterschwepfinger bereits jetzt sämtliche dreidimensionale Modelle neuer

Projekte für die Erstellung eines positionsweisen Leistungsverzeichnisses genutzt.

Obendrein wurde mit der Untersuchung, ob bereits nach der Phase des Entwurfes eine

belastbare Kostenermittlung mit den vorhandenen BOBs zu erreichen ist, die

Möglichkeit einer genaueren Kostenfortschreibung bewiesen. Ob und wie diese Art der

Kostenermittlung nach Abschluss der Entwurfsplanung bei Hinterschwepfinger genutzt

wird, ist zu beobachten.

Folgendes Ergebnisse lassen sich nach der Bearbeitung der Themenstellung

festhalten.

Die sich in der Einleitung befindende Hypothese, inwieweit sich BIM zu einer

wirtschaftlicheren Projektabwicklung eignet, lässt sich bejahen. Den Mehrwert, der

durch das Building Information Modeling bei Hinterschwepfinger geschaffen wurde,

zeigte sich bereits im Pilotprojekt. Unter Zuhilfenahme der mit BIM einhergehenden

Möglichkeit der Kollisionsprüfungen konnten die dreidimensionalen Modelle von

LoD 300 und LoD 400 der Abteilungen Architektur und TGA auf deren geometrische

und semantische Konsistenz geprüft werden. Planungsfehler konnten so frühzeitig

beseitigt werden. Aufgrund des standardisiert gezeichneten IFC-Modells war es

möglich, eine modellgestützte Mengenermittlung mit BIM4You durchzuführen. Die mit

6 Zusammenfassung und Fazit


dem Pilotprojekt verbundene Erfordernis der BOB-Erstellung verlangte zwar im

Pilotprojekt einen sehr hohen Aufwand, jedoch wurde damit eine Basis für weitere BIM-

basierte Projekte geschaffen. Mit der teilautomatisierten Mengenermittlung wurde der

Zeitbedarf in den auf das Pilotprojekt folgenden BIM-Projekten bereits spürbar

verringert.

Für die Sicherstellung der Angebotsqualität bedarf es der vollständigen Umsetzung

des LoD-Konzepts in den Planungsabteilungen, da die erstellten BOBs einen

gewissen Standard der Modell-Informationsdichte fordern. Bis zum Zeitpunkt der

lückenlosen Implementierung des LoD-Konzepts verlangt es nach einer stetigen

Prüfung der generierten Mengen. Entscheidend für die wirtschaftliche

Implementierung von BIM ist eine exakte Abstimmung der Standards zwischen

Planung, Kalkulation und Projektmanagement hinsichtlich des erforderlichen

Eingabestandards. Um immer ein gesundes Maß an Aufwand in der Planung und

gesparter Zeit in der Angebotskalkulation zu gewähren, muss das LoD-Konzept

womöglich mit den Erfahrungen aus den zukünftigen BIM-Projekten angepasst

werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass durch die mit dem LoD-Konzept erreichte

Standardisierung und Entwicklung einer BIM-gestützten Prozesskette die Vorteile der

computergestützten, dreidimensionalen Modellierung und der Ansatz der integralen

Planung zielführend genutzt werden. Dadurch wurde die Qualität der Projektplanung

eindeutig gesteigert. Mit der Einführung des Programms BIM4You und der

Programmierung der BOBs wurde zudem der Nutzungsgrad des Modells erhöht.

7 Ausblick 107

Ziel eines jeden Unternehmens bei der Implementierung der BIM-Methodik muss die

Schaffung und Weiterentwicklung von Standards sein. Zudem sollten Möglichkeiten

erarbeitet werden, diese Standards mit geringem Aufwand prüfen zu können.

Hinsichtlich der standardisierten Modellierung wird die vollständige Umsetzung des

LoD-Konzepts bei Hinterschwepfinger einen großen Schritt darstellen. Wie diese

Implementierung konkret vollzogen werden soll, wird im Anschluss dieser Thesis

erarbeitet. In der Abteilung Architektur werden hierfür bereits Bauteilkataloge mit den

geforderten geometrischen Informationen der jeweiligen Level of Development

angelegt. Da Bauteile im Hinblick auf die semantischen Anforderungen zumeist stark

differieren, werden diese Attribute auch in Zukunft manuell zu vergeben sein. Mit dem

LoD-Konzept wurde dennoch ein Grundgerüst entwickelt, welches die semantische

Informationstiefe zu jedem Zeitpunkt des Projekts festlegt. Für dessen Prüfung ist ein

sogenanntes „RuleSet“ im Programm Solibri angedacht. Hierbei soll das Modell

mithilfe eines entwickelten Skripts auf das Vorhandensein der geforderten

semantischen Informationen überprüft werden.

Hinsichtlich der teilautomatisierten Angebotserstellung werden im Anschluss dieser

Thesis weitere BOBs, iBOBs und ProjektBOBs für die Kostengruppe 300 erstellt.

Darüber hinaus sind BOBs für die Abteilung TGA geplant, für die dann das LoD-

Konzept wiederrum weiterentwickelt wird. Ob und in welcher Form die

Mengenermittlung und die darauffolgende Angebotskalkulation in einem Programm

gebündelt werden kann, richtet sich nach der Softwareentwicklung. Aktuell ist die

Einheitspreiskalkulation von BIM4You nicht wettbewerbsfähig. BauSU bringt zwar

diese Programmfunktion mit, jedoch ist zu beobachten, inwieweit die Schnittstelle

zwischen BIM4You und BauSU für den Gebrauch von BIM weiterentwickelt wird.

7 Ausblick

Literaturverzeichnis XII

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02/2013%20Digital%20Practice%20Documents%20Guide.pdf, zuletzt geprüft am

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Wiesbaden: Springer Vieweg (VDI-Buch). Online verfügbar unter

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verfügbar unter https://bimsg.files.wordpress.com/2012/04/singapore-bim-

guide_v2.pdf, zuletzt geprüft am 01.01.2018.

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International. buildingSMART. Online verfügbar unter http://bimforum.org/, zuletzt

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DETAIL Business Information GmbH (2017): BIM: Entwicklungsstufen und Prozesse.

Online verfügbar unter https://www.detail.de/artikel/bim-entwicklungsstufen-und-

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Textausgabe mit Interpolationstabellen ; Textausgabe mit Erläuterung der

Literaturverzeichnis

Literaturverzeichnis XIII

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Mironde-Verl.

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Wiesbaden: Vieweg + Teubner (Praxis Bauwesen).

Günthner, Willibald; Borrmann, André (2011): Digitale Baustelle- innovativer Planen,

effizienter Ausführen. Werkzeuge und Methoden für das Bauen im 21. Jahrhundert.

Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag Berlin Heidelberg (VDI-Buch).

Hausknecht, Kerstin; Liebich, Thomas (2017): BIM-Kompendium. Building Information

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Hinterschwepfinger Projekt GmbH: Indsturie- und Gewerbebau. Online verfügbar unter

www.hinterschwepfinger.de, zuletzt geprüft am 21.03.2018.

HOCHTIEF ViCon GmbH (2011): HOCHTIEF ViCon GmbH. Online verfügbar unter

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Jantzen, A.; Jorns, B.; Liebsch, P.; Sautter, H‐P.: BIM Praxisleitfaden - Leistungsbild

BIM-Gesamtkooordinator, V1.0.


BIM-Informationsmanager V1.0.


BIM-Kooordinator V1.0.


BIM-Manager V1.0.

Kochendörfer, Bernd; Liebchen, Jens; Viering, Markus G. (2010): Bau-Projekt-

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Liebsch, Peter; Bredehorn, Jens; Heinz, Marc; Hanspeter, Sautter: BIM Praxisleitfaden

- Rollen und Verantwortlichkeiten V1.02.

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Texte im dtv, 5596).

Zimmermann, Josef: Immobilienprojektentwicklung WS15/16.

Zimmermann, Josef: Schlüsselfertiger Hoch- und Ingenieurbau WS15/16.

Anhang XV

Anhang A: LoD 300 Pläne vom Pilotprojekt Schleifring

Anhang B: Konventionelle und BIM-gestützte HP3-Prozesskette

Anhang C: LoD-Konzept

Anhang D: Investkostenschätzung mit LoD 100 vom Projekt Schleifring

Anhang E: Angebotskalkulation mit LoD 300 in Titeldarstellung vom Projekt Schleifring

Des Weiteren enthält der Datenträger folgende Informationen:

- Vorliegende Thesis als PDF-Datei

- Investkostenschätzung von LoD 100 als Excel-Datei für „Schleifring“

- Angebotskalkulation mit positionsweisem Leistungsverzeichnis für „Schleifring“

- Liste der erstellten BOBs, iBOBs, Platzhalter-BOBs und ProjektBOBs

- IFC 100 Modell von „Schleifring“

- IFC 200 Modell von den Beispielen „Decke“ und „Wand“



- Verwendete Literatur

Anhang

Anhang A

Anhang A

LoD 300 Pläne vom Pilotprojekt Schleifring

Anhang B

Konventionelle und BIM-gestützte HP3-Prozesskette

Anhang B

Anhang C

LoD-Konzept für ausgewählte Bauteile des Hochbaus:

• Räume

• Außenwände, Außenwand-Schichten

• Innenwände, Innenwand-Schichten

• Dach, Dach-Schichten

• Decke, Decken-Schichten

• Unterzüge

• Stützen

• Fundamente

• Treppen, Treppenpodeste

Anhang C

LoD-Konzept

Anhang C

RÄUME

Level of Development 100

LoG 100

Hüllendarstellung von Nutzungseinheiten: - ungefähre Abmessungen der Nutzungseinheiten nach Masterplanung von Standortplanung - Hüllendarstellungen geschossweise

LoI 100

Benennung der Hülle: - Benennung der Nutzungseinheit (Werkstatt, Lager, Büro) - Standard der Ausstattung (einfacher Standard, mittlerer Standard, hoher Standard)


LoG 200

wie LoG 100, jedoch: Hüllendarstellung von Nutzungseinheiten: - genaue Abmessungen Nutzungseinheit (Orientierung am Achsraster)

LoI 200

wie LoI 100


LoG 300

wie LoG 200, jedoch: Hüllendarstellung von Nutzungseinheiten: - Darstellung der Nutzungseinheit für Kontrolle von BGF und BRI Hüllendarstellung von Räumen: - genaue Abmessungen der Räume netto und brutto Öffnungen: - ungefähre Maße - ungefähre Lage

LoI 300

Benennung des Raums: - genaue Bezeichnung des Raums (WC-H, Abstellraum, Büro) - Raumnummer/-bezeichnung des Planers (B.3.0020) - DIN 277 Zuordnung für Genehmigungseingabe: BRI, BGF, VF, TF, KGF, NUF, NRF, GR Benennung der Umfassungsbauteile: - grundlegende Benennung im Endausbau (abgehängte Decke, Fliesen, Parkett, Putz auf Wand)

Anhang C


LoG 350 wie LoG 300

LoI 350

wie LoI 300, jedoch: Benennung des Raums: - Raumbezeichnung des Bauherrn (3.005) Benennung der Umfassungsbauteile: - spezifizierte Benennung im Endausbau (GK- gelocht, GK - glatt, Absorberdecke, Raufaserputz, Stäbchenparkett) - Eigenschaften des Endausbaus (Rutschhemmung 'R10', staplerbefahren, Ankertiefe bei Bodenplatte) - Materialkalkulationsansätze (Stäbchenparkett: 60€/m2)


LoG 400

wie LoG 350, jedoch: Öffnungen: - genaue Maße - genaue Lage

LoI 400

wie LoI 350, jedoch: - Fabrikat der Umfassungsbauteile (Knauf, Sikafloor S235 ESD - Beschichtung)

Anhang C

Da bei LoD 100 nur räumliche Hüllen und keine Bauteile dargestellt werden, wird in

folgenden Tabellen auf LoD 100 verzichtet.

AUSSENWÄNDE, AUSSENWAND – SCHICHTEN


LoG 200


LoI 200

Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Wand) - Material der tragenden Schicht (Beton, Mauerwerk)


LoG 300

wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten - ungefähre Maße der Schichten Öffnungen, Ausklinkungen: - Fenster und Türen mit ungefähren Maßen

LoI 300

wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Attika, Kellerwand, Halsbeton, Aufkantung)

Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Mauerwerk, Holzfachwerk) - Dämmung (Wärmedämmung, Perimeterdämmung) - Hinterlüftung (-) - Fassade (Putz, Metall Fassade) - Außenwandbekleidung innen (die finale Außenwandbekleidung innen ist dem Raum zuzuordnen)

Anhang C


LoG 350

wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - genaue Maße der Schichten Öffnungen, Ausklinkungen: - Durchbrüche mit ungefähren Maßen

LoI 350

wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C25/30) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3) (die Sichtbetonklasse ist dem Raum zuzuordnen)


LoG 400

wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Wand mit allen Schichten in Detailmodellen/-plänen (zusätzlich Abdichtung, Noppenbahn) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen

Öffnungen, Ausklinkungen: - genaue Maße - genaue Lage

LoI 400

wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen Benennung der Anschlüsse: - genaue Benennung der Anschlüsse

Anhang C

INNENWÄNDE, INNENWAND – SCHICHTEN


LoG 200


LoI 200

Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Wand) - Material der tragenden Schicht (Beton, Mauerwerk)


LoG 300

wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten - ungefähre Maße der Schichten

Öffnungen, Ausklinkungen: - Fenster und Türen mit ungefähren Maßen

LoI 300

wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Schachtwand)

Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Mauerwerk, Holzfachwerk, GK-Ständerwerk) - Innenwandbekleidung innen (die finale Innenwandbekleidung innen ist den jeweiligen Räumen zuzuweisen)


LoG 350


LoI 350


Anhang C


LoG 400

wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Wand mit allen Schichten in Detailmodellen/-plänen - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen Öffnungen, Ausklinkungen: - genaue Maße - genaue Lage

LoI 400

wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen n Benennung der Anschlüsse: - genaue Benennung der Anschlüsse

Anhang C

DACH, DACH – SCHICHTEN


LoG 200


LoI 200

Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Dach) - Material der tragenden Schicht (Beton, Kielsteg)


LoG 300

wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten - ungefähre Maße der Schichten

LoI 300

wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Dach mit extensiver Begrünung)

Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Trapezblech, Beton Halbfertigteil) - Deckenausbau (abgehängte Decke, Putz) (der finale Deckenbelag ist dem Raum zuzuweisen) - Dachausbau (Grunddämmung, Gefälledämmung, Foliendachbelag, Gründach)

Anhang C


LoG 350

wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - Träger in Tragschicht - genaue Maße der Schichten

Durchbrüche, Schlitze: - Dachdurchbrüche mit ungefähren Maßen

LoI 350



LoG 400

wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Deckenausbau in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Dachausbau in Detailmodellen/-plänen (zusätzlich Dampfsperre, Abdichtung) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen - Entwässerungsgefälle Durchbrüche, Schlitze: - genaue Maße - genaue Lage

LoI 400


Anhang C

DECKE, DECKEN – SCHICHTEN


LoG 200


LoI 200

Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Decke) - Material der tragenden Schicht (Beton, Kielsteg)


LoG 300

wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten (Tragschicht, Deckenausbau, Bodenausbau) - ungefähre Maße der Schichten

LoI 300

wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Halbfertigteil - Decke, Ortbetondecke) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Trapezblech, Beton Halbfertigteil) - Deckenausbau (abgehängte Decke, Putz) (der finale Deckenbelag ist dem Raum zuzuweisen) - Bodenausbau (Estrich, Parkettbelag) (der finale Bodenbelag ist dem Raum zuzuweisen)

Anhang C


LoG 350

wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - Träger in Tragschicht (Fachwerkträger) - genaue Maße der Schichten

Durchbrüche, Schlitze: - Deckendurchbrüche mit ungefähren Maßen und ungefährer Lage

LoI 350

wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C25/30) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3) (die Sichtbetonklasse ist dem Raum zuzuordnen) - Trittschalldämmmaß (37dB)


LoG 400

wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Deckenausbau in Detailmodellen/-plänen - Schichten von Bodenausbau in Detailmodellen/-plänen (Estrich, PE - Folie, Abdichtung) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen

Durchbrüche, Schlitze: - genaue Maße - genaue Lage

LoI 400


Anhang C

UNTERZÜGE


LoG 200


LoI 200

Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung des Bauteils (Unterzug) - Material der tragenden Schicht (Beton, Stahl, Holz)


LoG 300

wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten (bei Unterzüge mit Dämmungen) - ungefähre Maße der Schichten Öffnungen, Ausklinkungen: - Regelausschnitte mit ungefähren Maßen (immer wiederkehrende Durchbrüche und Ausklinkungen)

LoI 300

wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (FT - Unterzug mit Ummantelung)

Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Stahl, Holz) - Dämmung (Wärmedämmung, Perimeterdämmung) - Ummantelung (Trockenputz, Fassade)


LoG 350


LoI 350

wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C30/37) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3)

Anhang C


LoG 400

wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Unterzug mit allen Schichten in Detailmodellen/-plänen (zusätzlich Abdichtung) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen n - Abfasungen der Kanten in Detailmodellen/-plänen

Öffnungen, Ausklinkungen: - genaue Maße - genaue Lage

LoI 400


Anhang C

STÜTZEN


LoG 200

Bauteildarstellung: - in einer Schicht - ungefähre Maße der einen Schicht - quadratische Darstellung

LoI 200

Konsolauflager: - nicht dargestellt


LoG 300

wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten (bei Stützen mit Dämmungen) - ungefähre Maße der Schichten - Stütze wird neben quadratischer Form auch in runder Form dargestellt werden

Konsolauflager: - ungefähre Maße - ungefähre Lage Ausklinkungen: - Regelausschnitte dargestellt mit ungefähren Maßen (Gabellager)

LoI 300

wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Fertigteilstütze mit 4 Konsolen und Gabellager)

Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton, Stahl, Holz) - Dämmung (Wärmedämmung, Perimeterdämmung) - Ummantelung (Trockenputz, Fassade)

Anhang C


LoG 350

wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - genaue Maße der Schichten

Ausklinkungen: - ungefähre Maße - ungefähre Lage

LoI 350

wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - WLG der Dämmschicht (WLG 035) - Betongüte (C30/37) - Güte Mauerziegel - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3)


LoG 400

wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Auflagersituation in Detailmodellen/-plänen (mit dem Elastomer Lager) - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Schichten in Detailmodellen/-plänen (zusätzlich Abdichtungen z.B. bei TG - Stützen) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen

Konsolauflager: - genaue Maße - genaue Lage

Ausklinkungen: - genaue Maße - genaue Lage

LoI 400


Anhang C

FUNDAMENTE


LoG 200


LoI 200

Benennung des Bauteils: - grundlegenden Benennung des Bauteils (Fundament) - Material des tragenden Elements (Beton)


LoG 300

wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in mehreren Schichten - ungefähre Maße des Bauteils Öffnungen, Ausklinkungen (z.B. Köcheraussparung): - ungefähre Maße - ungefähre Lage

LoI 300

wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (Streifenfundament, Einzelfundament) Benennung der Schichten: - tragendes Element (Beton) - Dämmung (Foamglas, XPS)


LoG 350

wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - genaue Maße des Bauteils

LoI 350

wie LoI 300, jedoch: physikalische Parameter: - Betongüte (C25/30) Öffnungen, Ausklinkungen (z.B. Köcheraussparung): - Profilierung (Köcheraussparung für Fertigteilstütze)

Anhang C


LoG 400

wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen n - Gefälleausbildung und Abdichtung bei TG - Fundamenten - Schichten der Fundamente in Detailmodellen/-plänen (Abdichtung, Noppenbahn) - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen

Öffnungen, Ausklinkungen (z.B. Köcheraussparung): - genaue Maße - genaue Lage

LoI 400

wie LoI 350, jedoch: Benennung der Bauteile: - genaue Benennung in den Detailmodellen/-plänen Öffnungen, Ausklinkungen (z.B. Köcheraussparung): - Profilierung (Zentrierdorn in der Köcheraussparung)

Anhang C

TREPPEN UND TREPPENPODESTE


LoG 200

Bauteildarstellung: - Platzhalterdarstellung

LoI 200

Benennung des Bauteils: - grundlegende Benennung Platzhalters (Treppen-Platzhalter)


LoG 300

wie LoG 200, jedoch: Bauteildarstellung: - in Stufendarstellung - ungefähre Maße der Treppe

LoI 300

wie LoI 200, jedoch: Benennung des Bauteils: - genaue Benennung des Bauteils (FT- Treppe mit Fliesenbelag, Wendeltreppe) -Material des tragenden Elements (Beton, Stahl, Holz) - Stufenverhältnis


LoG 350

wie LoG 300, jedoch: Bauteildarstellung: - Geländer - Treppenbelag und Podest Belag - genaue Maße der Treppe

LoI 350

wie LoI 300, jedoch: Benennung des Bauteils: - Treppenbelag (Fliesen, Naturstein, Holz) - Treppenbelag Unteransicht (Trockenputz, Gipskarton)

physikalische Parameter: - Betongüte (C30/37) - Feuerwiderstandsklasse (REI90) - Sichtbetonklasse (SB 3)

Anhang C


LoG 400

wie LoG 350, jedoch: Bauteildarstellung: - Schichten der Treppe in Detailmodellen/-plänen (Fliesenbelag, FT-Treppe, Abkofferung) - Bewehrung in Detailmodellen/-plänen - Einbauteile in Detailmodellen/-plänen - Anschlüsse in Detailmodellen/-plänen

LoI 400

wie LoI 350, jedoch: Benennung des Bauteils: - Schalldämmmaß - Entkopplungsart

Anhang D

Anhang D

Investkostenschätzung mit LoD 100 vom Projekt Schleifring

Anhang E

Anhang E

Angebotskalkulation mit LoD 300 in Titeldarstellung vom Projekt

Schleifring

Hiermit erkläre ich, dass ich die vorliegende Master-Thesis selbstständig angefertigt

habe. Es wurden nur die in der Arbeit ausdrücklich benannten Quellen und Hilfsmittel

benutzt. Wörtlich oder sinngemäß übernommenes Gedankengut habe ich als solches

kenntlich gemacht.

Ich versichere außerdem, dass die vorliegende Arbeit noch nicht einem anderen

Prüfungsverfahren zugrunde gelegen hat.

München, 16. April 2018

Josef Hinterschwepfinger

Josef Hinterschwepfinger

Nymphenburger Straße 134

D-80636 München

[email protected]

Erklärung

Paul

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