BIM und 3D-Daten in der Praxis

Matthias Braun

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

Vorstellung Obermeyer

Warum BIM ?

Arbeiten wir im Team einer Gesamtplanung

Special Security Hospital Abu Dhabi (VAE)

Anwendung von BIM in den einzelnen Leistungsphasen

Chirurgische Klinik an der Universitätsklinik Heidelberg –Betriebsorganisationsplanung und Konzeption, Ausstattungsplanung

Klinisches Zentrum Vorstadt am Heilig-Geist-Hospital Bingen

Al Ain Hospital (VAE) - Simulationen

Erweiterung Rettungszentrum ISAF Camp in Kunduz (Afghanistan) -Technische Koordination

BIM in der Realisierung und im Betrieb

GLIEDERUNG VORTRAG

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B

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OBERMEYER CORPORATE GROUP

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UmweltVerkehrGebäude

1958 gegründet

Hauptsitz in München

1200 Mitarbeiter weltweit in den verschiedenen Disziplinen der Bereiche Gebäude, Verkehr und Umwelt

Internationale Erfahrung, vor allem in Europa, Asien und MENA

www.opb.de

OBERMEYER DEUTSCHLAND

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ca. 800 Mitarbeiter deutschlandweit

Eines der größten privat geführten Ingenieurbüros in Deutschland

Zertifiziert seit 1997 nach ISO 9001

Schwerpunkt Gesundheit und Forschung in Wiesbaden

BETRIEBS- UND PROZESS-PLANUNG

MEDIZIN-UND

LABORTECHNIK

ARCHITEKTUR MASTERPLANUNG

INNEN-ARCHITEKTUR

BAU-MANAGEMENT

TRAGWERKS-PLANUNG

BAUPHYSIKBAUAKUSTIK

ENERGIE-BERATUNGTGA BRAND-

SCHUTZ

KOMPETENZBEREICHE

Beweggründe umzudenken

Warum BIM ?

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Leistungs-portfolio

Funktionalität

BO-treue Umsetzung

Betriebskosten

Kostensicherheit

Termintreue

Nachhaltigkeit

Flexibilität fürUmnutzungen

Überleitung vonAlt nach Neu

Struktur-konzepte

Wege-beziehungen

TCO-PlanungMT, BT, Bau

Inbetriebnahme

Dokumentations-pflichten

Immer komplexere Gebäude müssen in immer kürzerer Zeit mit immer mehr Planungsbeteiligten unter immer größerem wirtschaftlichen Druck entwickelt und betrieben werden.

Möglichst kurze Planungs- und Bauzeiten zur Risikominimierung aus Diskrepanzen zwischen Planung und BO-Planung. Inbetriebnahme und schnelle Effizienzsteigerungen

Wesentliche Entscheidungen müssen möglichst früh getroffen werden:Bedarf an strukturiert aufbereiteten bzw. visualisierten Informationen zur Entscheidungsfindung

AUSGANGSSITUATION / RAHMENBEDINGUNGEN

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Wichtige Planungsinformationen sind auf eine Vielzahl von Quellen an verschiedenen Orten verteilt

Immer größere Mengen von Informationen müssen in immer kürzerer Zeit in der Entwicklung und im Lebenszyklus eines Gebäudes handhabbar gemacht werden

Krankenhäuser werden individuell entwickelt und bedürfen der kontinuierlichen Dokumentation von betriebsrelevanten Entscheidungen als „Gebrauchsanweisung“

Für die Planung beginnt dies mit den Grundsatz-entscheidungen der Betriebsorganizations-Planung und endet mit der Inbetriebnahme

Kommt auf die Baustelle

Verschwindet im Archiv

JEDE MENGE DATEN UND INFORMATIONEN ....

NEUES PLANUNGSWERKZEUG BIM

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Parallele Betriebsorganisations-und Baukonzeptplanung –Keine Übersetzungsfehler

Durchgehende Dokumentation und Verfügbarkeit relevanter Planungsentscheidungen und Genehmigungsrechtlicher Festlegungen

Deutlich früherer Start der Planung der Haustechnischen Gewerke durch volle Information bereits im Raumprogramm – mehr Qualität und Sicherheit

Wartungs- und Betriebsplanung beginnen schon bei der Planung

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Planungsrisiken- Sequentielles Vorgehen bei BO Planung und deren Übersetzung in die Konzeptplanung

Kommunikationsdefizite- Nutzerabstimmung auf der Basis technischer Zeichnungen

Technische Risiken- Planungsinkonsistenz- Koordinationsfehler zwischen den Planungsgewerken

Dokumentationsdefizite- Dezentrale Dokumentation genehmigungsrechtlicher und betriebsrelevanter Festlegungen

VERMEIDUNG TYPISCHER RISIKEN IN DER PLANUNG

Neue Methoden der Zusammenarbeit

Arbeiten im Team einer Gesamtplanung

BIM BEI OBERMEYER

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alle wichtigen Gebäudedaten aller Disziplinen werden kontinuierlich zu einem datenbankbasierten, virtuellen Gebäudemodell verknüpft

PLANUNG SIMULATION ANALYSE KOMMUNIKATION

TragwerkAusstattung

Technische DokumentationKosten | Termine

ArchitekturHaustechnik | Energieoptimierung

Gesamtmodell

BO Dokumentation | WorkflowsDIN 13080 | DIN 277

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Justiz-Vollzugs-krankenhaus

Abu Dhabi, Vereinigte Arabische Emirate

Bauherr: SEHA (Health Authority Abu Dhabi)

Klinikum mit 125 Betten erweiterbar auf die doppelte Kapazität

HNF 21.000 m² BGF 36.000 m² Baukosten 125 Mio €

BEISPIEL SECURITY HOSPITAL (VAE)

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Zeit

FrüheProjektphasen

Projektphasen ab Genehmigung

80%

100%

Beeinflussbarkeit

Sicherheit durch frühe Information

In Phase der Planung der Betriebsorganisation und Konzeptplanung liegt der größte Hebelarm für risikoarme und effiziente Krankenhausprozesse. Prozesse ändern sich, die Baustruktur muss zukunftssicher variabel sein.

ANFORDERUNGEN AN DIE PLANUNG

Freiheitsgrade / Flexible Planung, Standardisierung

Sequentielles Vorgehen - Unterschiedliche Sichtweisen

Leistungsphasen nach HOAIValidierung der Grund-Prämissen für die BO(Leistungen, Leistungszahlen, kapazitäten, etc..)

Interne undExterne Analyse

DetaillierenFunktionalerBeziehungzwischen den Organi-sationsein-heiten

DetaillierenFunktionalerBeziehungInnerhalb der OES Vertiefung Logistik

Detaillierender Anfor-derungen anMedizint-Technik undRäume

Prozesse, BO, Bubble DiagrammeSoll-RaumprogrammMT-Anforderungen,LISTEN

Planung Betriebsorganisation

Skizzen, EntwürfeGebäude- und RaumstrukturenPläneGEOMETRIEN

IM KONVENTIONELLEN PLANUNGSANSATZ WIRD SEQUENTIELL VORGEGANGEN MIT NUR WENIG

HARMONISIERUNG UND INTEGRATION VON PROZESS- UND STRUKTURSICHT

VORGEHEN – KONVENTIONELL:

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Städte- und baurechtlicheEinflussfaktoren Grundstück Bausubstanz, Flächen,

Gebäudestrukturen Tragkonstruktion Gebäudetechnik Medizintechnische

Ausstattung Gestaltung Entwürfe/Skizzen

Leistungen Erlöse, Kosten Einzugsgebiet Morbiditäten und

Bedarfsentwicklung Funktionseinheiten,

Kapazitäten Prozesse, Wege Raumprogramm Anforderungen an

Raumausstattung

Genehmi-Gungs-planung

Ausführungsplanung

VorentwurfGrund-Lagen-mittlung

Entwurf

DIE ERARBEITUNG ERFOLGT IN INTERDISZIPLINÄREM TEAM AUS

BETRIEBSORGANISATIONSPLANER, ARCHITEKTEN, FACHPLANERN UND FACH-EXPERTEN DES

KUNDEN UNTER ZUSAMMENFÜHRUNG ALLER SICHTWEISEN UND KOMPETENZEN

GEMEINSAME

VORGEHEN – INTEGRATIVER ANSATZ:

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Schnelle, zielführende Erarbeitung der betriebsorganisatorischen Grundlagen und ihrer funktionellen und räumlichen Umsetzung in der Entwurfsplanung

Sicherstellung einer einheitlichen und interdisziplinär zugänglichen Datenbasis, und damit Vermeidung von Informationsverlusten zwischen Betriebsorganisation, Gebäudeplanung und Medizintechnik

Durch 3D-Modelle wird früh für ein gemeinsames Verständnis der Architektur gesorgt und damit eine hohe Planungsqualität und Akzeptanz sichergestellt

Validierung der Grund-Prämissen für die BO(Leistungen, Leistungszahlen, kapazitäten, etc..)

Interne undExterne Analyse

DetaillierenFunktionalerBeziehungzwischen den Organi-sationsein-heiten

DetaillierenFunktionalerBeziehungInnerhalb der OES Vertiefung Logistik

Detaillierender Anfor-derungen anMedizint-Technik undRäume

Prozesse, BO, Bubble DiagrammeSoll-RaumprogrammMT-Anforderungen,LISTEN

Skizzen, EntwürfeGebäude- und RaumstrukturenPläneGEOMETRIEN

DATENBANK

Integratives Vorgehen und paralleles Arbeiten !

Projektbeispiele von der Konzeption bis zur Detailplanung

Anwendung von BIM in den einzelnen Leistungsphasen

Google Luftbild

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Planung der Medizintechnischen Ausstattung im Wert von 48 Mio €

Medizintechnik plant die Ausstattung für 917 Räume auf der Basis von 138 Standardräumen

Bauzeit: 2013 bis 2016

CHIRURGISCHE KLINIK AN DER UNIKLINIK HEIDELBERG

Drei verschieden Ansichten auf die selbe Information

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Abstimmung und Dokumentation der Inhalte mit dem Bauherren

Gliederung des Gebäudes nach DIN 13080 und Erstellen der typischen Elemente und Räume inklusive BO-relevanter, Informationen in Raumbuch-datenbank inklusive Erfassen von Mietflächen

Raumtypenbildung, darüber Erstellen und Verwalten der Ausstattung und Einrichtung

Dokumentation und frühe Kommunikation technisch und funktional relevanter Informationen (z.B. Haustechnik, Strahlen- und , Schallschutz, VDE 101 Klassifizierung nach VDE 101, VDS, Din 1946,…)

Raumprogramm

Raumbuch

Rahmenmodell

DOKUMENTATION BETRIEBSORGANISATIONSPLANUNG

DOKUMENTATION BETRIEBSORGANISATIONSPLANUNG

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Logistische Prozesse und daraus resultierende Anforderungen an Räume und Einrchtung, z.B. Sterilgut-management, abgeleitete Raumklassen, Qualifikation von Arbeits-und Ablageflächen und Lagerschränken

Spezifische Anforderungen aus Sonderprozessen wie z.B. dem Management adipöser Patienten

Spezifische Anforderungen aus Hygieneplan / Infektionsmanagement

Spezifische Anforderungen aus der Medizintechnischen Ausstattung

Raumprogramm

Rahmenmodell

Drei verschieden Ansichten auf die selbe Information

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Dokumentation der sich aus der Planung ergebenden, situationsbezogenen Informationen: z.B. Transportwege, notwendigen Umverpackungen, etc.

Erproben kritischer Prozesse z.B. durch Kamerafahrten

Raumtypenbildung und Abstimmung mit den Nutzern, darüber Erstellen und Verwalten der Ausstattung und Einrichtung

Dokumentation und Kommunikation technisch und funktional relevanter Betreiberfestlegungen und Gefährdungsanalysen (z.B. Bereichsweise Beurteilung unter brandschutz-technischen Aspekten)Raumprogramm

Raumbuch

Planungsmodell

Drei verschieden Ansichten auf die selbe Information

MEHRDIREKTIONALES DENKEN - DATENKONSISTENZ

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Frühzeitige Einbindung der Fachplaner, Standardisierung

Frühe 3D-Visualisierung, und Prüfung von Raumzuschnitten

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PLANUNG MIT STANDARDRÄUMEN

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Sammlung geometrischer Information und aller weiteren Anforderungen jedes Objektes

OBJEKTDATENBANK

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Standards für Raumtypologien und –Ausstattung inkl. MT

2 Sichten auf die selben Daten: Räumliche Planung

PLANUNG MIT STANDARDRÄUMEN

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Hohe Detailschärfe in frühen Phasen -Vereinfachung der Abstimmungen mit den Endnutzern Mietermanagement

inklusive der Übertragung von Betreiberpflichten im Mietvertrag

ÄRTZEHAUS AM HEILIG-GEIST-KLINIKUM BINGEN

KOSTEN- UND PROZESS-SICHERHEIT IN FRÜHEN PHASEN

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

Positionen basierend auf bürointernen Stammdaten bzw. Standardleistungsbuch

INTERGIERTE MASSENERMITTLUNG UND LV-ERSTELLUNG

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Krankenhaus der Maximalversorgung Abu Dhabi, Vereinigte

Arabische Emirate Bauherr: SEHA (Health

Authority Abu Dhabi) BGF ca. 265.000 m² Baukosten ca. 650 Mio €

In Zusammenarbeit mit

AL AIN HOSPITAL (VAE)

Zentrale Halle dient als: geschützter Außenraum

für Patienten und Besucher

Wartebereich der verschiedenen Abteilungen

Klimatischer Puffer

Im Rahmen der Planung wurden verschiedenen Simulationen auf folgender Basis durchgeführt: Building model 3D Al Ain Klimadaten Sonnenstandsverlauf Material Konzept Interne Wärmelasten

ENERGETISCHE OPTIMIERUNG

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Strömungssimulationen

‚Low Air Velocity System‘: Stehende Luftschichtung

und Vermeidung von Verwirbelungen

Zuführung gekühlter Luft nur in Aufenthalts-bereichen

Abführung erhitzter Luft am Dach

Minimierung des thermischen Energie-Eintrages durch Isolierung, Spezialverglasung, Verschattung etc.

Optimierung des Verhältnisses der offenen / opaken / geschlossenen Flächen im Dach

Conditioned zones

ENERGETISCHE OPTIMIERUNG

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Sonnenstandsanalyse

Tageslichtsimulation

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

ENERGETISCHE OPTIMIERUNG

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RETTUNGSZENTRUM KUNDUZ (AFGHANISTAN)

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Neubau einer Erweiterung des Rettungszentrum bestehend aus 2 Operationsräumen, Intensivbereich und Sterilisation, teilweise in Modulbauweise Bauherr:

Bundesministerium der Verteidigung bzw. OFD Karlsruhe

BGF 850 m² Baukosten 3,5 Mio €

Sondergutachten

Fassade

TGA

Tragwerk

Bauakustik

Medizintechnik

Innenarchitektur

Bauphysik/ Energie

Architektur

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Integrierte Planung

Frühzeitige Absprache

Datenbank verwaltet Informationen und dient als Schnittstelle

Parallele kontinuierliche Mengenüberprüfung und Kosten Kalkulation

Direkte Simulationen von Kosteneffekten und Planungsentscheidungen

Konsistente Daten mit allen für das Bauwerk relevanten Informationen über den gesamten Lebenszyklus

TECHNISCHE KOORDINATION

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Zur Gewährleistung hygienischer Verhältnisse der Trinkwasserinstallation müssen jährliche Temperaturkontrollen an leicht zugänglichen Ventilen durchgeführt werden.

Ausfallsicherheit

so sieht es häufig aus, vor allem bei Maßnahmen im Bestand….ein Installateur hat einsame Entscheidungen getroffen

TECHNISCHE KOORDINATION – HÄUFIG REALITÄT

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Zur Vermeidung von Brandschutzrisiken müssen Lüftungs- und Medieninstallationen DIN 4102 entsprechen. Durchdringungen durch brandschutzrelevante Bauteile müssen entsprechend dem Zulassungsbescheid eingebaut werden.

Zur Vermeidung von Hygienerisiken muss die RLT Anlage gemäß VDI 6022 regelmäßig inspiziert, gewartet und ggf. gereinigt werden. Dazu müssen bestimmte Breiten-/ Höhenverhältnisse der Kanäle eingehalten und Revisionsöffnungen vorgesehen werden.

TECHNISCHE KOORDINATION - DAS ZIEL

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3D Koordination anstatt der derzeit noch häufig vorherschenden Koordination in 2D

Klärung von Konflikt punkten während der Planung und nicht erst auf der Baustelle

Virtuelle Baustelle mit einem virtuellen Bauleiter, dem ‚Modell-Manager‘

TECHNISCHE KOORDINATION

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Die Software kann unterschiedliche Formate in 3D einlesen, gegeneinander prüfen und Kollisionen mit Koordinatenangabe dokumentieren

Ersetzt nicht die vorherige visuelle Prüfung durch die Ingenieure

Im Idealfall Kollisionsprüfung der haustechnischen Gewerke untereinander und mit der Architektur

nachher

vorher

SOFTWAREGESTÜTZE KOLLISIONSPRÜFUNG

Weiterverwendung der gesammelten Daten

BIM in der Realisierung und im Betrieb

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BIM liefert die Datenbasis für Aufsatzprogramme zum Umzugsmanagement

Frühzeitige Planung von Belegung, Inbetriebnahme und Umzug schon während der Planungsphase.

Strukturiertes Erfassen von geplanter (und bestehender) Raumbelegung

Geplante und dokumentierte Qualifizierung der Mitarbeiter durch Schulung und Einweisung – kein Training „on the Job“

INBETRIEBNAHMEN UND UMZUG

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Planerische Entscheidungen, aber auch die geplanten Wartungsintervalle / Kosten werden heute vom Betreiber schon während der Genehmigungsplanung durch Risikobewertungen und Gefährdungsanalysen definiert

….zentral dokumentiert?

Aufzüge Türantriebe Feststellanlagen Brandschutzklappen Zapfstellen für Wasser-

Probenentnahme Ventile zur

Temperaturkontrolle Rauchmelderwartung ……….

WARTUNG IM BETRIEB

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Verorten der während der Planung in der Datenbank erfassten Bauteile bei der Erstabnahme durch Barcodescan

Die Inventarisierung beginnt somit schon während der Planungsphase

Frühzeitige Definition der Betreiberpflichten auch von Mietern schon während der Planungsphase

Datenbankschnittstelle zu CAFM Systemen (Oracle und SQL)

ERFASSUNG ALLER RELEVANTEN ELEMENTE

...

Fazit

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Viele Beteiligte:Die Kommunikation wird zum Schlüsselfaktor

Neue Kompetenzen: Vom Planer zum Informationsmanager

Durchgehende Dokumentation und Verfügbarkeit relevanter Planungsentscheidungen

Vermeiden von Informationsverlusten an den Schnittstellen

....“Stille Post“ ist überall: „human factor“

FAZIT

VIELEN DANK„Wenn du ein Schiff bauen willst, so trommle nicht die Menschen zusammen, um Holz zu beschaffen, Werkzeuge vorzubereiten, Aufgaben zu vergeben und die Arbeit einzuteilen, sondern lehre die Menschen die Sehnsucht nach dem weiten, endlosen Meer“

Antoine de Saint-Exupèry

für Ihre Aufmerksamkeit

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