projektManagementaktuell | AUSGABE 1.2017 60 WISSEN Die BIM-Methode kommt in einigen Ländern unter unterschiedlichen nationalen Bedingungen für die Planung von Bauprojekten verpflichtend zum Einsatz. Die intelligente Nutzung dieser Methode verspricht signifikante Vorteile nicht nur für die Planung, sondern auch für den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks. Aus der Sicht der Planung werden einige Mehrwertaspekte, die die BIM-Methode im Gegensatz zu der traditionellen Bauplanung in Deutschland ermöglicht, mit Fokus auf die Kostenermittlung beleuchtet. 1 Einleitung BIM (dt.: Bauwerksinformationsmodellierung, engl.: Building Information Modeling) gewinnt mit der Zeit mehr an Bedeutung in Deutschland. Das hat sich in den letzten Jahren in der großen Anzahl an Tagungen, Forschungsschwerpunkten und Pilotprojekten, die sich mit diesem Thema auseinandergesetzt haben, bemerkbar gemacht. Außerdem zeigen die aktuellen Stellenausschreibungen, dass viele Baufirmen ausgebildetes Personal im BIM-Bereich suchen, und die Aussichten weisen darauf hin, dass die Nachfrage weiterhin steigen wird. Der Hauptgrund dafür ist die Hoffnung, durch den Einsatz der BIM-Methode die Produktivität und die Qualität der Arbeit in der Bauwirtschaft zu erhöhen. Die Arbeitsproduktivität je Erwerbstätigem in Deutschland erhöhte sich laut Statistischem Bundesamt (Destatis) in allen Gewerben (ohne die Bauwirtschaft) zwischen 1991 und 2011. Im Gegensatz dazu blieb die Arbeitsproduktivität im Baugewerbe über den gleichen Zeitraum fast unverändert, obwohl die gestellten Anforderungen an Bauleistungen gestiegen sind. Das erklärt die aktuelle Schwierigkeit, insbesondere Großbauprojekte im Zeit- und Kostenrahmen zu realisieren. Dies ließe sich gegebenenfalls auf den mangelhaften Einsatz innovativer IT- Lösungen über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks im Baugewerbe zurückführen, was zu ändern wäre, um die Effizienzpotenziale zu steigern. Eine Studie von Accenture Plc [1] zeigt deutlich, dass die Digitalisierung im Baugewerbe gegenüber anderen produzierenden Gewerben unterdurchschnittlich eingesetzt wird (Abb. 1). Die BIM-Methode sorgt für einen IT-unterstützten und effizienten Informationsfluss für alle Beteiligten an der Planung und somit können einige Baurisiken in den frühen Planungsphasen einfacher und präziser ermittelt und proaktiv kontrolliert werden. International erfolgt der Einsatz der BIM- Methode im Baugewerbe seit Jahren. In Ländern wie den USA, Finnland, Dänemark, Großbritannien und Singapur gibt es schon BIM-Standards, und die BIM kommt unter unterschiedlichen nationalen Bedingungen für die Planung von Bauprojekten verpflichtend zum Einsatz. Im Gegensatz dazu wurde erst 2013 in Deutschland der erste BIM-Leitfaden im Auftrag des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung herausgegeben [2]. Dieser stellt jedoch keinen BIM-Standard für Deutschland dar. Die intelligente Nutzung des BIM-Modells soll signifikante Vorteile für den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks anbieten. Was sind die Mehrwertaspekte, die die BIM-Methode im Gegensatz zu der traditionellen Bauplanung in Deutschland verspricht? Aus der Sicht der Planung werden einige mögliche Vorteile mit Fokus auf die Kostenermittlung beleuchtet. 2 BIM-Grundlagen 2.1 Der Begriff BIM Für das Akronym BIM gibt es mehrere ausgeschriebene Bedeutungen. Das „B“ steht immer für das Bauwerk (engl.: Building) und das „I“ für die Informationen (engl.: Information), die über das Bauwerk im Laufe der Abwicklung zur Verfügung gestellt werden. Das „M“ hat mehrere Aspekte. Dieses kann für das „Modell“, die „Modellierung“ oder das „Management“ stehen. BIM als das Bauwerksinformationsmodell ist ein Mehrwertpotenzial bei der Kostenermittlung mit der BIM-Methode in Deutschland Autor: Wael Sharmak >> Für eilige Leser Bei den klassischen Planungsprozessen im Bauwesen sind in der Vergangenheit Schwachstellen aufgetreten, die zu Kosten- und Terminüberschreitungen geführt haben. Aufgrund der separaten Planungsprozesse der Projektbeteiligten und der geringen Digitalisierungstiefe im Vergleich zu anderen Industriezweigen werden Planungsfehler und Inkonsistenzen häufig spät oder sogar erst bei der Ausführung entdeckt. Die modellbasierte Arbeitsweise mit der BIM-Methode soll dabei helfen, diese Probleme zu überwinden und eine weitere Verbesserung der Arbeitsqualität über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks zu ermöglichen. Aus der Sicht der Planung werden hier einige Mehrwertaspekte der BIM-Methode mit Fokus auf die Kostenermittlung in Deutschland hervorgehoben. WISSEN 61 projektManagementaktuell | AUSGABE 1.2017 tiert die Geometrie der Bauteile als Volumenkörper, die durch Addition bzw. Subtraktion von einfachen Grundkörpern wie Quadern oder Zylindern entstehen [3]. Die Volumenkörper beinhalten nur Informationen über die Geometrie. Es besteht für das CAD-System nicht die Möglichkeit, zwischen den Arten der Bauteile (z. B. Wänden, Stützen etc.) zu unterscheiden. Beispielweise sieht die objektorientierte Arbeitsweise in Autodesk Revit vor, dass die Bauteiltypen zu einer Kategorie (z. B. Wand) gehören und die Modellierung der Wandobjekte, die tatsächlich in einem BIM-Modell verwendet werden, über einen der Wandtypen erfolgt. Ein Wandtyp besitzt vordefinierte Eigenschaften als Vorlage, die sich als Stammdaten zusammenfassen lassen. Diese typbezogenen Eigenschaften werden an alle davon abgeleiteten Objekte weitergereicht. Jedes Objekt besitzt zusätzlich seine eigenen Eigenschaften, die unter anderem seine Topologie und seine Geometrie beschreiben (Abb. 2). Der Vorgang zur Erschaffung eines BIM-Modells wird als die Bauwerksinformationsmodellierung bezeichnet. BIM als das Bauwerksinformationsmanagement deutet auf die Verwaltung und Verwendung dieses BIM-Modells über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerkes hin. noch Informationen über die Topologie, die verwendeten Materialien und die bauphysikalischen Aspekte beinhalten. Das ist der Hauptunterschied zwischen BIM als Modell und dem traditionellen 3-D-CAD-Modell. Letzteres repräsendigitales Abbild eines Bauwerks im dreidimensionalen Raum. Dieses Bauwerk ist objektorientiert aufgebaut. Die Bauteile werden als Objekte modelliert und können somit außer geometrischen Daten u. a. Abb. 1: Digitaler Index nach Industrie-Cluster [1] Abb. 2: Die objektorientierte Arbeitsweise in Autodesk Revit Wand Kategorie Typen MW 36.5 WD 12.0 STB 20.0 WD 12.0 … Objekte Objekt 1 Objekt 2 Objekt 3 Objekt 4 Typbezogene Eigenschaften Objektbezogene Eigenschaften projektManagementaktuell | AUSGABE 1.2017 62 WISSEN • 100 Grundstück • 200 Herrichten und Erschließen • 300 Bauwerk - Baukonstruktionen • 400 Bauwerk - Technische Anlagen • 500 Außenanlagen • 600 Ausstattung und Kunstwerke • 700 Baunebenkosten Die Kostengruppen 300 und 400 können als Bauwerkskosten zusammengefasst werden. Die Gliederung von Kostengruppen geht über drei Ebenen. Das ist im Rahmen der Kostenermittlung der Tatsache geschuldet, dass Aussagen zu voraussichtlichen Kosten im frühen Planungsstadium nur unvollständig gemacht werden und erst mit fortschreitender Planung zunehmend detaillierter getroffen werden können. Kosten können also in einer übergeordneten Kostengruppe zusammengefasst werden, um zu verdeutlichen, dass noch keine präziseren Aussagen über die Kosten gemacht werden können. Für den gesamten Projektverlauf definiert die DIN 276 fünf verschiedene Stufen der Kostenermittlung: • den Kostenrahmen als Grundlage für Entscheidungen über die Bedarfsplanung, • die Kostenschätzung als Grundlage für die Entscheidung über die Vorplanung, • die Kostenberechnung als eine Grundlage für die Entscheidung über die Entwurfsplanung, • den Kostenanschlag als Grundlage für die Entscheidung über die Ausführungsplanung, • die Kostenfeststellung zum Nachweis der entstandenen Kosten nach Baufertigstellung. 3.2 Konventionelle Kostenermittlung Beschreibung der Bauleistung In der Vergabe- und Vertragsordnung für Bauleistungen VOB/ A § 1 werden die Bauleistungen als Arbeiten jeder Art definiert, durch die eine bauliche Anlage hergestellt, instand gehalten, geändert oder beseitigt wird. Die Bauleistungen werden meistens in einem tabellarischen Kosten- und Leistungsmodell (sog. Leistungsverzeichnis) erfasst. Für die Beschreibung der Bauleistungen soll der Umfang vollständig, eindeutig und neutral sein. Je unschärfer die Leistungsbeschreibung, desto unschärfer sind die Kosten. Durch die Formulierung der Beschreibung der einzelnen Leistungen nach dem STLB-Bau (Standardleistungsbuch-Bau) werden ungenaue Datenschemata ist untereinander nicht kompatibel und müsste bei jedem Datenaustausch ggf. transformiert werden, wobei ein Datenverlust nicht auszuschließen ist. Das gleiche Problem hat die Automobilindustrie bei der Verwendung einer Vielzahl von CAD-Systemen erfahren. Als Lösung wurde der ISO/ IEC-Standard 10303 STEP (Standard for Exchange of the Product Model Data) für den Datenaustausch entwickelt. Für die Bauindustrie entstand analog für den herstellerneutralen Austausch von BIM-Modellen das offene und standardisierte Datenformat IFC (Industry Foundation Classes, ISO 16739, aktuelle Version IFC4). Die internationale nicht staatliche Organisation buildingSMART hat IFC entwickelt und ihre Implementierung betreut. So bietet die buildingSMART zum Beispiel zur Sicherstellung und Überprüfung der Qualität des IFC-Einsatzes in BIM-CAD-Software eine Zertifizierung an. Der IFC-Einsatz gilt als ein wichtiger BIM-Fähigkeitsaspekt und wird mittlerweile von einer Vielzahl von BIM-CAD-Software mit Export- und Import-Schnittstellen unterstützt. 3 Konventionelle Bauplanung Die Bauplanung benötigt viele Fachplaner, die konventionell die notwendigen Informationen elektronisch über eine Vielzahl von Datenformaten oder in Papierform austauschen. Die Baupläne werden meist in zweidimensionalen Zeichnungen ausgeführt, zunehmend werden jedoch dreidimensionale Modelle erstellt und die Baupläne werden daraus abgeleitet. Die Planung erfolgt meistens baubegleitend mit mangelnder Koordination. Daher ist die Änderungswahrscheinlichkeit ziemlich hoch, die folgende Fehleranfälligkeit, die Verzögerungen und die Kosten sind enorm, zudem gehen jede Veränderung und wiederholte Arbeitsschritte mit einem Einbruch der Produktivität einher. 3.1 Grundlagen der Kostenermittlung Geltende Normen zur Kostenermittlung Für die Ermittlung und die Gliederung von Kosten im Hoch- und Ingenieurbau gilt in Deutschland die DIN 276. Das Gliederungssystem nach DIN 276 ist hierarchisch aufgebaut und erfolgt nach sieben Hauptkostengruppen: 2.2 BIM-fähige CAD-Software Ein häufiges Missverständnis ist, BIM als Software und nicht als eine Methode anzusehen. Die Erstellung eines BIM-Modells erfolgt mit Softwarelösungen, die ihren Ursprung im CAD haben- [4]. Man bezeichnet sie als BIM-fähige CAD-Software. Eine eindeutige Definition über die BIM-Fähigkeit unter CAD-Software gibt es jedoch nicht. Viele Softwarehersteller bieten BIM-fähige CAD-Softwarelösungen an, die sich in der Funktionalität und in dem Einsatzbereich voneinander unterscheiden. Beispiele für solche Software sind u. a. Autodesk Revit, Allplan, Tekla Structures und ArchiCAD. Wichtig ist hier zu bemerken, dass BIM-fähige Software nicht einmal auf CAD beschränkt ist. Es gibt zum Beispiel Softwarelösungen, die die BIM-Methode bei der Visualisierung, der Koordination oder bei den AVA-Prozessen (Ausschreibung, Vergabe und Abrechnung) unterstützen. iTWO von RIB Software AG oder NEVARIS von NEVARIS Bausoftware GmbH sind Beispiele für BIM-fähige AVA-Software. Das BIM-Modell bleibt als Basis für die weiteren Bearbeitungsprozesse stehen und dient als Ausgangspunkt für weitere Verwendungen. Dies bezeichnet man als die modellbasierte Arbeitsweise in Abgrenzung zu der konventionellen Arbeitsweise in der Bauplanung. 2.3 BIM-Modell - Fertigstellungsgrad Der Fertigstellungsgrad des BIM-Modells (engl.: LOD „Level of Development“) ist abhängig von der Leistungsphase. Inhaltlich muss der Fertigstellungsgrad den fachlich notwendigen Informationen zu der jeweiligen Leistungsphase nachkommen. Der Fertigstellungsgrad beschreibt auch, wie belastbar die Informationen eines BIM-Modells für eine bestimmte Auswertung sind [2]. 2.4 BIM-Modell - Informationsaustausch Problematisch sind im Hinblick auf den benötigten Informationsaustausch bei der Zusammenarbeit vieler Fachplaner in der Bauplanung die proprietären, nicht standardisierten Datenschemata der Softwarehersteller beim zwangsläufigen Einsatz unterschiedlicher Softwarelösungen. Das heißt, die implementierte Semantik der WISSEN 63 projektManagementaktuell | AUSGABE 1.2017 Die Vorgehensweise der Kostenermittlung Das Modell der Kostenermittlung folgt vereinfacht der Gleichung Kosten = ∑ Preis Leistung x Menge Leistung Hier können die standardisierten Beschreibungen der Bauleistung unter Verwendung der STLB-Bau erfolgen und die benötigten Preise aus geeigneten Datenbanken, wie BKI oder Baupreislexikon, entnommen werden. Die benötigten Mengen werden meistens händisch aus den 2-D-Zeichnungen berechnet, geprüft und bei einer Planungsänderung manuell angeglichen. Im frühen Planungsstadium liegen die Mengen unvollständig vor, daher ist ein Mengengerüst in vereinfachter Form heranzuziehen, wobei eine geringere Kostensicherheit in Kauf genommen werden soll. Eine andere Lösung für die Mengenermittlung ermöglicht es, grafisch aus digitalisierten Skiz- Bauleistungspreise Informationen über die aktuellen Preise für die Bauleistungen können aus mehreren Quellen herangezogen werden. Beispielweise bietet das Baukosteninformationszentrum (BKI) auf Basis abgerechneter Projekte umfangreiche Fachinformationen zur Kostenermittlung in Form einer Baukostendatenbank an. Eine andere Option bietet das Baupreislexikon mit einer umfangreichen Datenbank zu aktuellen regionalen Orientierungspreisen (wahlweise für Deutschland, für einzelne Bundesländer oder für einen konkreten Stadt- oder Landkreis) für Bauleistungen. Eine dritte Option bietet das Zubehörprodukt für STLB-Bau DBD-BauPreise. Damit ist es möglich, für nahezu jeden mit STLB-Bau gebildeten Ausschreibungstext einen regionalen Orientierungspreis zu ermitteln. Zum Orientierungspreis wird auch dessen Aufgliederung in folgende Preisanteile genannt: Lohn, Stoffe (Material), Geräte, Sonstiges sowie ein durchschnittlicher Zeitwert. Beschreibungstexte vermieden. Die Leistungsangaben werden von Baubeteiligten interpretationsfrei durch eindeutige VOB- und DIN-konforme und technisch stimmige Texte verstanden. Das STLB-Bau wurde vom Gemeinsamen Ausschuss Elektronik im Bauwesen (GAEB) in Verbindung mit dem Deutschen Verdingungsausschuss für Bauleistungen (DVA) und vom Deutschen Institut für Normung e. V. (DIN) als eine Sammlung von hierarchisch gegliederten Textbausteinen herausgegeben. Diese können als Standardleistungsbeschreibungen elektronisch und dynamisch zusammengefügt und ggf. ergänzt werden. Datentechnisch wurde dafür das interaktive Werkzeug „STLB-Bau Dynamische BauDaten“ der Dr. Schiller & Partner GmbH entwickelt. Die nach Leistungsbereichen gegliederten STLB-Bau gefassten Beschreibungstexte über die Leistungen oder Teilleistungen enthalten die Angaben über Bauart, Bauteil, Baustoff und Dimension für den Herstellungsvorgang und die Qualität einer Leistung [5]. # project # process # change VOLLES PROGRAMM FÜR IHR PROJEKT-, PROZESS- UND CHANGE MANAGEMENT Interessiert? www.nextlevelconsulting.com, office@nextlevelconsulting.com Anzeige projektManagementaktuell | AUSGABE 1.2017 64 WISSEN 4 Die Bauplanung mit der BIM- Methode Mit BIM als einer interdisziplinären Planungsmethode kann jede Fachrichtung (wie die Architektur, die technische Gebäudeausrüstung, die Tragwerkplanung etc.) ihr BIM-Fachmodell erstellen. Die BIM-Fachmodelle aller Fachplaner lassen sich zu bestimmten Zeitpunkten zu einem BIM-Koordinationsmodell zusammenführen. Das BIM-Koordinationsmodell kann nach möglichen Kollisionen untersucht werden. Die Kollisionsprüfung ist sehr hilfreich, um Widersprüche virtuell und in frühen Stadien der Planung zu erkennen und zu beheben. Durch die 3-D-Visualisierung werden solche Entscheidungen schneller getroffen. Die mögliche Kollisionsprüfung stellt einen Vorteil gegenüber der konventionellen Planung dar, obwohl sie keine BIM-Spezialität ist. Alle im Maschinenbau vorhandenen 3-D-CAD-Systeme (wie z. B. Pro/ ENGINEER, Siemens NX oder CATIA) können Kollisionen prüfen, obwohl sie nicht BIM-fähig sind. Aus dem BIM-Modell können alle notwendigen 2-D-Zeichnungen (Ansichten, Schnitte und Grundrisse) abgeleitet und weiter bearbeitet werden. Sie bleiben somit konsistent und werden automatisch im Fall einer Änderung an das BIM-Modell angeglichen. Diese Funktionalität ist bekannt aus dem 3-D-CAD-Bereich und wird als „assoziatives Verhalten“ bezeichnet. Durch den Einsatz der BIM-Methode wird der Planungsaufwand in die frühen Planungsphasen verlagert. Somit bestehen durch die früheren Entscheidungen ggf. bessere Chancen, die kostenintensiven Ad-hoc-Arbeiten in der Ausführung zu vermeiden (Abb. 3). Natürlich bedeutet das Mehraufwand bei der Planung, aber demgegenüber steht eventuell ein Beispiel das Einsetzen einer Tür in eine Kalksandsteinwand dazu, dass automatisch auch ein Kalksandsteinsturz in das Leistungsverzeichnis aufgenommen wird. Sollte später statt einer Kalksandsteinwand eine Ziegelwand eingesetzt werden, wird automatisch ein Ziegelsturz statt eines Kalksandsteinsturzes im Leistungsverzeichnis eingetragen. Diese Vorgehensweise wurde in der Software DBD-Kostenkalkül auch von dem Softwarehersteller als modellbasierte Kostenermittlung bezeichnet. Das Modell ist hier aber kein BIM- Modell, sondern ein rein grafisches zweidimensionales Modell. zen, Entwurfs- oder Ausführungszeichnungen und Fotos mit unterschiedlichen Formaten (PDF, DWG, JPG etc.) die Mengen zu berechnen. Ein Beispiel dafür ist die Software DBD-Kostenkalkül, die einen intelligenten Einsatz zur Kostenermittlung anbietet. Hier werden die ermittelten Mengen mit Leistungstexten und Orientierungspreisen zu einem Leistungsverzeichnis zusammengebaut. Die Positionen im Leistungsverzeichnis verlieren nicht nach der Erstellung ihren Bezug zum Modell und sie werden bei jeder Modelländerung angepasst. Die Bezüge von Bauteilen untereinander werden durch bestimmte Regeln berücksichtigt. So führt zum Abb. 3: Aufwandsverlagerung und Einfluss auf die Kostenentwicklung [6] Vorverlagerung von Entscheidungen Kostenvorteil Abb. 4: Prozentanteile der Kosten der zweiten Ebene an den Bauwerkskosten [9] WISSEN 65 projektManagementaktuell | AUSGABE 1.2017 sätze, die gerade in der Darstellung aktiv sind, hervorgehoben werden. Software wie RIB iTWO unterstützt die Ermittlung der Mengen aus dem BIM-Modell nicht nur bauteilbezogen, sondern auch auf der Basis von speziellen Geometrieparametern und QTO-Formeln (Quantity Take-off) unter Berücksichtigung von unterschiedlichen Messregeln. 4.3 Bauleistungspreise im BIM-Modell Im BIM-Modell weisen die Bauteile typ- und objektbezogene Eigenschaften auf (siehe 2.1). Falls das Bauteil in einer Eins-zu-eins-Relation zu dem Preis steht, können die Preise direkter Bestandteil der typbezogenen Eigenschaften der Bauteile entsprechend ihrer Art sein. Für die Kostenermittlung werden Preise direkt aus den Objekten abgefragt. Dieser Ansatz ist nicht praktikabel, da die typbezogenen Eigenschaften der Bauelemente ortsneutral eingesetzt werden sollen und die Bauleistungspreise national oder sogar regional geprägt sind. Auch die regionalen Preise unterliegen unregelmäßigen Schwankungen und müssen von Zeit zu Zeit aktualisiert werden. Außerdem trifft die Annahme, dass eine Eins-zu-eins-Relation zwischen dem Bauteil und dem Preis stattfindet, nur selten zu, da ein Bauteil meistens mehr als eine Einzelleistung bei der Herstellung und Montage verursacht. Ein pen 330-360 (Außenwände, Innenwände, Decken, Dächer) mit ca. 60 Prozent hervorgehen. Im Frühstadium der Planung können die Bauteile, die diese Kostengruppen im Bauwerk repräsentieren, im BIM-Modell bei einem niedrigen Fertigstellungsgrad festgelegt werden. Daher kann das BIM-Modell sogar frühzeitig für die Kostenermittlung verwendet werden. Im Rahmen der Abwicklung des Projekts wird mit mehr Details auf demselben BIM-Modell aufgebaut und somit können die benötigten Informationen in späteren Phasen (Ausführungsplanung und Baufertigstellung) aus dem qualifizierten BIM-Modell ausgewertet werden. 4.2 Modellbasierte Mengenermittlung Die Mengen stehen im BIM-Modell anhand der Geometrie zur Verfügung (Abb. 5) und können aus den Eigenschaften des Objektes schneller und mit geringerer Fehleranfälligkeit als herkömmlich für die weitere Verwendung ermittelt werden. Bei einer nachträglichen Änderung im BIM-Modell (Planungsänderung) können die ermittelten Mengen sogar automatisch angeglichen werden. Die Teilleistungen mit ihren Mengen haben ihren Bezug zu den Bauteilen im BIM-Modell. Für eine bessere Nachvollziehbarkeit können die Bauteile im Viewer des BIM-Modells über die Mengengroßer Nutzen. Der Singapore BIM Guide spricht beispielsweise von fünf Prozent höheren Planungskosten und von fünf Prozent Kostenersparnis während der Bauphase [2]. Solche Werte können aber nicht für alle Bauprojekte in diesem Ausmaß beziffert werden, da der Aufwand bzw. die Ersparniswerte von vielen Faktoren abhängen und dementsprechend stark variieren können. Es besteht die Möglichkeit, die Bauteiltypen mit allen ihren vordefinierten Eigenschaften in unterschiedlichen Projekten wiederzuverwenden. Bei der Erweiterung dieses Konzepts besteht die Möglichkeit, nicht nur Bauteile, sondern auch Module für die Wiederverwendung anzubieten. Die Modularisierung und das standardisierte Bauen ermöglichen eine industrielle Produktion sowie eine Montage vorgefertigter Module. Hierdurch können erhebliche wirtschaftliche Einsparungen, verbunden mit einer Erhöhung der Qualität und einem massiven Rückgang von Nachtragspotenzialen, entstehen [7]. Eines der größten Hindernisse bei der Bauplanung mit der BIM-Methode ist die derzeit geltende Fassung der Honorarordnung für Architekten und Ingenieure (HOAI). Einige Bewertungen der Verträglichkeit zwischen BIM und HOAI haben ergeben, dass BIM-Leistungen als besondere Leistungen in der HOAI vereinbart werden sollen. Das ist aber noch längst nicht ausreichend, da die Fachleute davon ausgehen, dass BIM die Standardmethode für die Bauplanung in den nächsten Jahren sein wird, deshalb können die BIM-Leistungen nicht immer als besondere Leistungen vorgesehen werden. Mehr Informationen über dieses Thema findet man in [8]. 4.1 Modellbasierte Kostenermittlung Die Ermittlung der Bauwerkskosten (Kostengruppen 300 und 400) kann aus dem BIM-Modell erfolgen. Unter Berücksichtigung der Außenanlagen im BIM-Modell besteht für die Kostengruppe 500 die Möglichkeit, die hinterlegten Daten genauso aus dem BIM-Modell zu verwerten. Der Anteil der Bauwerkskosten an den Gesamtkosten eines Bauprojekts (ohne Finanzierungs- und Grundstückskosten) bleibt im Durchschnitt mit über 65 Prozent relativ hoch [9]. Bedeutend ist die Kostenverteilung der Bauwerkskosten (Abb. 4), aus der die Kostengrup- Abb. 5: Die Mengen einer Wand in einer IFC-Datei, dargestellt mit Solibri Model Viewer projektManagementaktuell | AUSGABE 1.2017 66 WISSEN 400 (Bauwerkskosten) ermittelt werden. Auch in diesen Kostengruppen gibt es Positionen, die sich nicht oder nur uneffektiv im BIM- Modell abbilden lassen (Nebenkosten, sonstige Kosten). Solche Positionen müssen manuell ergänzt werden. • In den ersten Stufen der Kostenermittlung, in der der Fertigstellungsgrad des BIM-Modells niedrig ist, besteht die Möglichkeit, dessen Informationen für die Schätzung von Bauwerkskosten zu verwenden. • Die Erstellung aller Bauleistungen von einem Bauteil bzw. einer Menge von Bauteilen aus einem BIM-Modell erfordert einen hohen Fertigstellungsgrad bei der Modellierung. Bei manchen Leistungen wäre der Aufwand für die Konstruktion mit einem BIM-fähigen CAD- System unverhältnismäßig hoch im Vergleich zum Nutzen. Deshalb kann es in Ausnahmefällen sein, dass Leistungen manuell durch zusätzliche Einträge im resultierenden Leistungsverzeichnis ergänzt werden müssen [11]. Durch individuelle intelligente Regeln, die in einigen Softwarelösungen für die automatische Erstellung von Bauleistungen angeboten werden, können sich die manuellen Einträge reduzieren (siehe 3.2). • Die benötigten Mengen für die Kostenberechnung sind im BIM-Modell vorhanden und können durch unterschiedliche Messregeln in dards ISO 16739 (IFC) und somit können die Bauteileigenschaften entsprechend der in Deutschland üblichen Fachnomenklatur gefüllt werden [10]. Die objektbezogenen Inhalte werden systematisch geordnet, sodass ein Bezug zum bestehenden Normenwerk (z. B. zu den Kostengruppen der DIN 276) hergestellt werden kann. Durch Verknüpfung mit dem STLB-Bau wird eine durchgängige Nutzung der Daten aus der Planungsphase für die Kostenermittlung ermöglicht. Die DIN SPEC 91400 besteht aus zwei Teilen: • dem normative Dokument, in dem Anforderungen auf Basis der ISO 16739 (IFC) definiert sind, und • der Katalogdatei, die die Bauteileigenschaften zur Einbindung in Software definiert und die kostenlos zur Verfügung steht. 5 Fazit Der Einsatz der BIM-Methode in der Bauplanung hat einige Vorteile im Vergleich zur konventionellen Bauplanung. Im Rahmen der Kostenermittlung und anhand der aktuellen Normen und Klassifikationen in Deutschland kann Folgendes festgestellt werden: • Die Kosten auf Grundlage des BIM-Modells können meistens (nach dem Modellierungsumfang) nur für die Kostengruppen 300 und plausibler Einsatz sieht die Relation zwischen den Preisen und den Einzelleistungen vor; aber nicht zwischen den Preisen und den einzelnen Bauteilen. Einige Einzelleistungen können wiederum in einer 1-n-Relation zu einem Bauteil stehen. Die Preise sind dabei kein direkter Bestandteil des BIM-Modells und werden deshalb extern in einer separaten Datenbank verwaltet. 4.4 Modellbasierte Leistungsermittlung Die Mengen der Bauteile sind im BIM-Modell vorhanden und beziehen sich auf die Geometrie des Bauwerks. Bauleistungspreise können aus externen Quellen für die Kostenermittlung einbezogen werden. Es fehlen noch genormte Eigenschaften für die Bauteile, die eine standardisierte Beschreibung von Bauleistungen ermöglichen. Aus diesem Grund wurde die DIN SPEC 91400 2015 veröffentlicht und stellt ein Klassifikations- und Beschreibungssystem für das Building Information Modeling (BIM) zur Verfügung, mit dem die Bauteile von BIM-Modellen durch ihre wesentlichen Merkmale und Ausprägungen klassifiziert werden. Diese Klassifizierung ist inhaltlich kompatibel zum nationalen Standard STLB-Bau, zur Syntax und Semantik des internationalen Stan- Abb. 6: Tools-Verkettung für eine effektive Kostenermittlung mit der BIM-Methode Bauleistungspreise - Baupreislexikon - BKI - DBD-Baupreise BIM-Fachmodelle Typenkataloge BIM-fähige CAD-Software Standardisierte Bauleistungstexte - STLB-Bau DIN SPEC 91400 Beinhaltet: • klassifizierte Eigenschaften • Mengen AVA-Software  Ausschreibung  Vergabe  Abrechnung Schnittstelle IFC Katalog- Datei Kostenermittlung WISSEN 67 projektManagementaktuell | AUSGABE 1.2017 Autor Prof. Dr.-Ing. Wael Sharmak leitet seit Oktober 2015 das Fachgebiet Bauinformatik an der Universität Kassel. Er promovierte 2011 an der TU Dresden. Anschließend hat er sich in der Industrie vier Jahre mit IT-Anwendungen im Bauwesen beschäftigt. Seine aktuellen Forschungsschwerpunkte sind die BIM-Methode und die Bauprozessmodellierung und -simulation. Anschrift: Universität Kassel, Fachbereich Bauingenieur- und Umweltingenieurwesen, Institut für Bauwirtschaft, Fachgebiet Bauinformatik, Mönchebergstraße 7, 34125 Kassel, Tel.: 05 61/ 804-2618, Fax: 05 61/ 8 04-77 95, E-Mail: W.Sharmak@uni-kassel.de inghaus, Marion (Hrsg.): IT-Management Real Estate. Lösungen für digitale Kernkompetenzen. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 2016, S.-371-392 [4] Liebchen, Jens: Building Information Modeling (BIM) - Ein neues Tätigkeitsfeld für Dienstleister im Bauwesen. In: Viering, Markus/ Rodde, Nina (Hrsg.): Immobilien- und Bauwirtschaft aktuell - Entwicklungen und Tendenzen. Leitfaden des Baubetriebs und der Bauwirtschaft. Springer Fachmedien, Wiesbaden 2015, S.-105-113 [5] Rösel, Wolfgang/ Busch, Antonius: AVA- Handbuch. 6. Auflage, Vieweg+Teubner Verlag, 2008 [6] MacLeamy, Patrick: Collaboration, Integrated Information, and the Project Lifecycle in Building Design and Construction and Operation. 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Springer Vieweg Verlag, 2015, S. 333-341 Schlagwörter Bauleistung, BIM, Kostenermittlung, Mengen, Planung Kompetenzelemente der ICB 4.0 3.03 Leistungsumfang und Lieferobjekte, 3.07 Kosten und Finanzen einer AVA-Software schneller und zuverlässiger als bei der herkömmlichen Mengenermittlung ermittelt werden. Bei einer nachträglichen Änderung im BIM-Modell können die ermittelten Mengen sogar automatisch angeglichen werden. • Durch den Einsatz von standardisierten Eigenschaften im BIM-Modell (BIM SPEC 91400) ist es möglich, das IFC-BIM-Modell mit dem STLB-Bau zu verknüpfen. Dies ermöglicht eine durchgängige Nutzung der Daten aus dem IFC-BIM-Modell für die Beschreibung von Bauleistungen in einer AVA-Software. • Im Rahmen der Abwicklung des Projekts wird auf demselben BIM-Modell mit mehr Details aufgebaut, dadurch wächst der Mehrwert bei dem Einsatz der BIM-Methode für die Kostenermittlung in den späteren Phasen (Ausführungsplanung und Baufertigstellung). • Die Modellierung eines kompletten BIM- Modells benötigt aktuell verschiedene BIMfähige CAD-Software. Die Mengen und die standardisierten Eigenschaften nach der BIM SPEC 91400, die in jeder Software erzeugt werden, sollen für die weitere Verwendung problemlos interpretierbar sein. Daher ist die Verwendung des Standardformats IFC für den Datenaustausch unabdingbar. • Nicht alle Daten, die für eine effektive Kostenermittlung notwendig sind (z. B. die Preise), können im BIM-Modell abgebildet werden. Daher ist die Verkettung mit anderen Datenquellen (z. B. Bauleistungspreise-Datenbank) und anderer Software (z. B. AVA-Software) durch Standardformate für eine effektive Kostenermittlung wichtig (Abb. 6). Literatur [1] Accenture Plc: Digitalisierung entzaubern - wie die deutschen Top500 digitale Blockaden lösen. 2016, www.accenture.com/ _acnmedia/ PDF-5/ Accenture-Top500-DE-Executive- Summary-Final-Web.pdf, Stand: 26.7.2016 [2] Egger, Martin/ Hausknecht, Kerstin/ Liebich, Thomas/ Przybylo, Jakob: BIM-Leitfaden für Deutschland. Information und Ratgeber. Endbericht, Forschungsinitiative Zukunft Bau, BBSR, 2013, www.bbsr.bund.de/ BBSR/ DE/ FP/ ZB/ Auf tragsforschung/ 3Rahmenbedingungen/ 2013/ BIMLeitfaden/ 01_start.html, Stand: 26.7.2016 [3] Krämer, Markus: Building Information Modeling aus der Sicht von Eigentümern und dem Facility Management. In: Zeitner, Regina/ Pey- Ressourcenplanung, die funktioniert Projektportfolio-Management Ressourcenplanung Zeit-/ Leistungserfassung Kosten-Controlling ½ Tag kostenlose Remote-Beratung Scheuring AG CH-4313 Möhlin � 061/ 853 01 54 www.scheuring.ch � info@scheuring.ch www.ressolution.ch Anzeige