Bauablauf-integrierte asBuilt-Dokumentation

Der UseCase versucht häufig auftretende quantitative und qualitative Lieferprobleme betreffend der asBuilt-Dokumentation, d.h. der realitätstreuen Darstellung des gebauten Gebäudezustandes unter Nutzung der BIM-Methodik, durch essentielle Integration in den Bauablauf zu lösen. Es wird gezeigt, dass das baufortschrittsgemäße Vorhandensein des asBuilt-Modell einerseits zu einem transparenteren, qualitätsbewussteren Bauablauf führt und dabei die für den Gebäudebetrieb wichtige asBuilt-Dokumentation automatisch realitätskonform entsteht.

Der zentrale Aspekt, wie das asBuilt-Modell im Bauablauf "essentiell" wird, liegt in der "modellbasierten" Bauabrechnung. Der Prozess der Bauabrechnung muss bei jedem Bauvorhaben nachvollziehbar und realitätsgemäß "wie gebaut" durchgeführt werden. Konventionell erstellen Bauauftragnehmer (BauAN) dafür prüfbare Skizzen und zugehörige Aufmaßblätter, welche durch die Örtliche Bauaufsicht (ÖBA) als Vertreter des Bauauftraggebers (AG) auf Konformität mit der gebauten Realität geprüft wird. Der konventionelle Ablauf ist jedoch aufwändig und fehleranfällig für BauAN und AG mit entsprechenden monetären Konsequenzen. Eine modellbasierte Bauabrechnung verspricht dagegen weitgehende Automatisierung des Prozesses (wenn Modell objektiv plausibel) mit entsprechendem Effizienzgewinn für BauAN und AG.

Nach der Erkenntnis, dass eine modellbasierte Abrechnung für BauAN und AG vorteilhaft ist, sind die notwendigen Rahmenbedingungen dafür zu definieren. Die modellbasierte Abrechnung benötigt ein realitätskonformes asBuilt-Modell. Der BauAN hat natürliches Interesse daran, dass das asBuilt-Modell zeitnah erstellt wird, da der verrechnete Umsatz seine vorab geleisteten Baukosten zeitnah ausgleichen muss. Ebenso trägt die angestrebte Realitätstreue dazu bei, dass die Rechnungsfreigabe durch die ÖBA rasch erfolgen kann. Der BauAN ist außerdem auch bisher - spätestens zur Übergabe fertiggestellter Bauteile - verantwortlich, die zugehörige Dokumentation zur von ihm gebauten Realität zu liefern.

Mit dem (lebenszyklusorientiert definierten) asBuilt-Modell als zentrale Abrechnungsgrundlage hat der BauAN sowie AG einen klar definierten Ort und Modus der Datenübergabe, welcher im asBuilt-modellbasierten Gebäudebetrieb sofort verwendbar ist (wäre) - jedenfalls hat eine so entstandene Baudokumentation durch die zeitnahe, klare Definition und baupraktikable Einbindung das Potential so gut wie möglich geliefert zu werden.

Der UseCase versucht häufig auftretende quantitative und qualitative Lieferprobleme betreffend der asBuilt-Dokumentation, d.h. der realitätstreuen Darstellung des gebauten Gebäudezustandes unter Nutzung der BIM-Methodik, durch essentielle Integration in den Bauablauf zu lösen. Es wird gezeigt, dass das baufortschrittsgemäße Vorhandensein des asBuilt-Modell einerseits zu einem transparenteren, qualitätsbewussteren Bauablaufe führt und dabei die für den Gebäudebetrieb wichtige asBuilt-Dokumentation automatisch realitätskonform entsteht.

Der UseCase fokussiert auf die Darstellung, wie ein praktikables Zusammenspiel von BIM-basierten Bau- und Planungsvorgängen ohne Mehraufwand zu einem vorteilhaftem BIM-basierten Betrieb führen kann.

Der UseCase bietet durch das baufortschittsgemäße asBuilt-Dokumentation in der CDE auch die Möglichkeit bereits baubegleitend (d.h. frühzeitig), am Aufbau eines betriebsfähigen AIM - Asset Information Models zu arbeiten. Die CDE wird dafür in einen PIM - Project Information Model sowie AIM Bereich geteilt. 

Mit der AIA-Forderung der Weiternutzung eines zu erstellenden asBuilt-Modells in der Gebäudebetriebsphase, ist die lebenszyklusorientierte Intention von BIM zur gemeinsamen effizienten Datennutzung und -weitergabe auf Bauprojektseite erfüllt und bietet beste Voraussetzungen zur weiteren Verwendung der Gebäudeinformationen im gesamten Gebäudelebenszyklus. Dieses BIM-Ziel erfordert einen interdisziplinär kompetenten Umgang mit BIM!

Folgende übliche Umstände von BIM-Projekten bilden einen Rahmen für den UseCase:

• Durchgängige und effiziente BIM-Zusammenarbeit über einige Disziplinen/Beteiligte und Projektphasen nötig.
• Es müssen gewünschte (von AG, aber auch AN) BIM-Anwendungsfälle definiert werden, um BIM-Ziele und Umsetzung konkret "bepreisbar" zu machen.
• Ein Common Data Environment (CDE) nach ISO19650-1 ist nötig. Durch die Vielzahl an ineinandergreifenden BIM-Anwendungsfällen sollte eine Lösung mit möglichst integrierten
  BIM-Funktionen verwendet werden, um die Datenflüsse zu den Anwendungen effizient zu halten. Generell sind BIM-Anwendungsfälle am Ende gesamtheitlich verknüpft zu lösen.
• Tätigkeiten im Bauvorhaben werden "weitestgehend" BIM-basiert gewünscht.
• asPlanned-BIM-Modelle eines Generalplaners (GP) sind Grundlage
  für die Ausführung. Die Ausführung basiert größtenteils auf Modell-abgeleiteten 2D-Plänen und Details.
• closedBIM oder openBIM Abläufe sind erlaubt und werden je nach AN-Konstellation/Bedürfnis gewählt. An Phasenendpunkten bzw. bei geforderten Übergaben an den AG sind (bei öffentlichen Auftraggebern) jedenfalls auch openBIM basierte Lieferungen lt. AIA gefordert.
• asBuilt-Modelle mit Elementen bis zu LOI500 werden an AG übergeben. Öffentliche AG verlangen mindestens offene Datenformate.
• Forderung nach konsistenten und fehlerfreien Planungen/Modellen verlangt einerseits nach sauber definierten BIM-Abläufen und Zuständigkeiten, andererseits nach Modellkontrolle
  und Koordination.
• Abstimmung und Änderungs-/Freigabemanagement sollte modellbasiert stattfinden.
• Eine Forderung nach modellbasierten Visualisierungen, welche bedarfsgerecht fokussiert auf geometrische und technische Klarheit für effiziente Disziplinabstimmung/-zusammenarbeit bzw. Koordinationsbesprechungen ist sinnvoll.
• Die Aufteilung in Fachmodelle (bei asPlanned/asBuilt) sollte mit Mindestanforderungen definiert werden.
• Eine BIM-kompetente ÖBA, die ihre ÖBA-Zuständigkeiten BIM-basiert erledigen kann/soll ist essentiell für den Übergang von asPlanned-BIM zu Baurealität zu asBuilt-BIM.

 

Durch die folgende zusammenhängende Beschreibung wesentlicher Aspekte der Lösung wird der UseCase einerseits grundsätzlich verständlich, andererseits werden weiterführende Vorteile des Zusammenspiels erkennbar, wofür andere UseCases ausgearbeitet werden können.

 

ISO19650-1 CDE–CommonDataEnvironment

Im Zentrum von BIM-Zusammenarbeit ab BIM-Reifegrad Level 2 auch immer eine gemeinsame, zentrale (Web-basierte) Datenumgebung genutzt werden – Common Data Environment
(CDE). Nach ISO19650-1 sollen dort Dokumente mit den definierten Status WorkInProgress, Shared, Published und Archived abgelegt werden (siehe Abbildung 1). Diese Dokumente sind versioniert mit Historie.

WorkInProgress definiert Dokumente in Bearbeitung durch den Erzeuger. SharedDokumente haben einen definierten beschränkt-außentauglichen Entwicklungszustand erreicht und dienen der gegenseitigen Koordination/Referenzierung/Genehmigung während abhängiger disziplinübergreifender Entwicklungen. Publisheddefiniert Dokumente, die abgestimmt geprüft sind und für detailliertere Folgeentwicklungen als Grundlage dienen dürfen; sie zeigen einen definierten voll-außentauglichen Fertigstellungszustand. Durch neue Versionen ersetzte Dokumente werden in den Status Archiveverschoben.

Außerdem definiert ISO19650-1 lebenszyklusorientiertes Informationsmanagement von Gebäuden. Es trennt Informationen in der Bauphase als Project Information Model (PIM) von jenen in der Betriebsphase Asset Information Model (AIM).

Viele CDEs entwickeln sich sinnvollerweise Richtung "Kollaborationsplattform" rund um Gebäudedatenverwaltung und besitzen teilweise auch Möglichkeiten zur Einbindung in BIM-Autoren
Softwares. Außerdem sind nur CDEs zu empfehlen, die auch Viewer-Funktionalität haben, im Idealfall Hybrid-Viewer, d.h. 2D Pläne, 3D BIM-Modell, 3D Laserscan-Punktwolke, 360°-Fotos und
Modellkommentare sind in einer Ansicht gleichzeitig anzeigbar. Das ist ein enormer Vorteil für flexible Verwendungsmöglichkeiten für verschiedenartige Nutzer über die Baubeteiligten hinweg bzw. sogar über den Lebenszyklus.

Jeglicher Datenaustausch im Projektteam wird zwingend über eine CDE abgewickelt. Jedes Dokument erhält einen Status nach ISO19650-1 WorkInProgress, Shared, Published oder Archive. Projektdaten sind unter Project Information Model (PIM) > [Projektbezeichnung] abgelegt. Unter Asset Information Model (AIM) > [Gebäudebezeichnung] liegen endgültige asBuilt-Modelle zum Gebäude (und sonstige, im gegenständlichen Projektkontext nicht weiter behandelte Daten) für den Gebäudebetrieb. Je nach Dateiart muss eine im BAP vorgegebene Dateibenennung eingehalten werden.

 

Modellbasierte Kommunikation und Kollaboration

Modellbasierte Kommunikation kann über das offene BIM Collaboration Format - BCF oder über native CDE-Kommunikation stattfinden.

Die Idee ist, dass Nachrichten, sog. «Issues», mit passenden Zuständigkeiten, Beschreibungen, Bildern an BIM-Elementen hinterlegt werden können. Zuständige Personen können ihre Nachrichten befolgen (z.B. Mängelbehebungsanforderung) und rückbestätigen bzw. über Rückmeldungen ein modellbasiertes Gespräch führen.

Prinzipiell sind auch CDE-Nachrichten meist BCF-kompatibel exportierbar; es hat jedoch große Vorteile, wenn die Kommunikation in der gesamten Datenumgebung stattfinden kann – denn nicht alles in gut/vielseitig (auch betrieblich) genutzten CDEs sind Modelle.

 

Aspekte der BIM-basierten Planung

Fachplaner bearbeiten ihre Planungen nach den Projektvorgaben und legen aktuelle in Ausarbeitung befindliche Daten mit Status WorkInProgress ab. Nur sie haben Zugriff auf ihre Daten.

Sollen Dateien mit anderen Planern geteilt werden, muss der BIM-Fachkoordinator der teilenden Disziplin die betroffenen Daten auf Konformität zu den BAP-Vorgaben (Informationstiefe, disziplininterne Kollisionen) prüfen. Probleme werden modellbasiert dokumentiert. Für fachliche Richtigkeit ist immer der Fachplaner selbst verantwortlich. Bei bestandener Prüfung wird die Datei in den Status Shared verschoben – diese Daten sind nun für andere Planer zugänglich und werden auch in Planungsbesprechungen verwendet. Die aus Modellen abgeleiteten Dokumente erhalten unter Verantwortung des Fachplaners immer maximal den Status des zusammenhängenden Modells.

Es finden regelmäßige BIM-Koordinationssitzungen zur BIM-Qualitätsüberprüfung statt, an denen alle BIM-Fachkoordinatoren und der BIM-Gesamtkoordinator teilnehmen. Probleme werden modellbasiert dokumentiert. Nur durch den BIM-Gesamtkoordinator positiv auf Kollisionsfreiheit geprüfte Gesamtkoordinationsmodelle inkl. aller Shared IFC-Fachmodelle erhalten den Status ReadyToBePublished. Planungsverantwortliche geben Modelle aus ReadyToBePublished für Published frei. Die aus Modellen abgeleiteten Dokumente erhalten unter Verantwortung des Fachplaners immer maximal den Status des zusammenhängenden Modells.

Published Planungsdaten sind in BIM-Terminologie, als "asPlanned" zu bezeichnen.

 

Aspekte der BIM-basierten asBuilt-verantwortlichen Ausführung

Nur Published asPlanned-Daten aus der CDE sind für die Bauausführung zu verwenden.

Bauunternehmen und Professionisten bauen aufgrund der asPlanned-Daten nach dem mit der ÖBA koordinierten Bauablauf. Fertiggestellte Bauteile werden unter Verantwortung des BauAN zur objektiven Beweissicherung idealerweise mit 3D-Laserscans aufgenommen (im untergeordneten Fall mit ÖBA-gemeinsamen Aufmaß) sowie jedenfalls mit 360°-Fotos mit Standortnotiz. Diese Aufmaßdatensätze werden als "asMeasured" bezeichnet.

BauAN müssen ihre Bauleistungen grundsätzlich realitätskonform nachprüfbar abrechnen und der ÖBA zur Prüfung übermitteln. Um dies tun zu können, muss in diesem modellbasierten Abrechnungsansatz ein asBuilt-Modell für die abzurechnende Leistung erstellt werden. Grundsätzlich ist der jeweilige asPlanned-Modell Planer auch für das asBuilt-Modell auf Basis seines asPlanned-Modells zuständig (closedBIM Effizienz).

 

Zusammenspiel asBuilt-verantwortliche Ausführung mit asBuilt-Planer

Der asBuilt-Ersteller wird vom BauAN für die Erstellung des asBuilt-Abrechnungsmodells beauftragt, indem der BauAN (Abrechnungstechniker) asPlanned und asMeasured Daten modellbasiert vergleicht und signifikante Abweichungen im asPlanned-Modell als "deltaBuilt-Issue" markiert (Die Schwelle der Abweichungs-Signifikanz ist elementbasiert als asBuilt-Toleranz in den AIAs festzulegen). Alle ausgeführten und abzurechnenden Elemente werden vom BauAN als "wasBuilt-Issue" (für engl. "wurde gebaut") markiert (Nicht im asPlanned-Modell passende oder enthaltene Elemente müssen im wasBuilt-Issue Kommentar näher beschrieben werden).

Im Zuge dieser asBuilt-Abrechnungsvorbereitung werden auch die Informationen zu eingebauten Produkten im asPlanned-Modell als "asBuiltInfo-Issue" (nach LOI Anforderung in den AIAs) markiert.

Dieses Vorgehen und die Verantwortung des BauAN entspricht einer fehlerverminderten, verursachungsgerechten Dateneingabeidee. Weiters wird der BauAN ein intrinsisches Interesse daran haben, die Daten korrekt einzugeben, da das entstehende asBuilt-Modell für seine modellbasierte Abrechnung und damit seinen Umsatz relevant ist. Zudem wird der Aufwand für deltaBuilt-Issues dazu bewegen, nicht leichtfertig von der Planung abzuweichen. Gegebenenfalls könnten deltaBuilt-Issues aufgrund nicht argumentierbarer Bauabweichungen auch pönalisiert werden.

Der zuständige asBuilt-Planer erhält die Issues in seiner Modellierumgebung und kann damit schnell und effizient das asBuilt-Modell um die neu gebauten Bauteile+Bauinformationen erweitern (die LOD Spezifikation des BAPs für asBuilt ist zu beachten. Umgang mit nicht enthaltenen Elementen…). asBuilt-Abweichungen können dadurch auch im aktuellen WorkInProgress-Planungsstand nachgezogen werden, damit die geänderte Bausituation für folgende Planungen berücksichtigt ist.

Das aktuelle asBuilt-Modell wird wieder in die CDE exportiert und dort im Zuge der BIM-Gesamtkoordination für published vorbereitet. Der asBuilt-Planer exportiert das wasBuilt-Modell (nur wasBuilt-Elemente) für den Abrechnungstechniker in die CDE.

 

BIM-basierte Abrechnung

Der Abrechnungstechniker des BauAN kann das aktuelle wasBuilt-Modell modellbasiert zügig abrechnen (im BAP ist modellbasierte Abrechnung zu definieren) und an die ÖBA inkl. zugehörigem wasBuilt-Modell und asMeasured-Daten per CDE übermitteln.

 

BIM-basierte ÖBA Rechnungsprüfung

Die ÖBA erhält alle Daten und kann aufgrund des Vertrauens in die unabhängige wasBuilt-Planung sowie die eigene Plausibilitätsprüfung durch asMeasured-Überlagerungen (3D-Laserscanpunktwolken und oder 360°-Fotos) und die modellbasierte Abrechnung sehr schnell/effizient prüfen bzw. die Zahlung freigeben.

 

BIM-basierte ÖBA Mängel-Begehungen

Abzurechnende bzw. kürzlich abgerechnete Bauteile werden von der ÖBA zeitnah bei Begehungen auf offensichtliche Mängel inspiziert, welche modellbasiert im aktuellen asBuilt-Modell als "defectBuilt-Issue" für den BauAN zur Behebung markiert werden. Der Mangel ist somit einerseits bereits "in Behebung", andererseits bereits im später betrieblich verwendbaren asBuilt-Modell in der CDE dokumentiert. D.h. im Betrieb wird die Historie von Mängeln an Bauteilen sichtbar, was für Gewährleistungsansprüche bzgl. verdeckter Mängel für Betreiber interessant sein dürfte.

 

BIM-basierte ÖBA Abnahmen

Auch die Bauteil-Abnahmen/Übergaben, können im asBuilt-Modell dokumentiert werden, wodurch Gewährleistungsthematiken usw. bauteilorientiert griffbereit sind. Eventuell ergeben sich durch solche Issues für den asBuilt-Planer neue asBuilt-Informationsergänzungen in den Modellelementen.

 

BIM-basierte ÖBA Fortschrittskontrolle

Aufgrund der fortlaufend im Zuge der Abrechnung wachsenden asBuilt- bzw. wasBuilt-Modelle kann die ÖBA in der modellbasierten Terminplanung direkt Abweichungen zum aktuellen asBuilt Zustand nachtragen. Die Termincontrolling Aufgaben einer ÖBA werden hierdurch sehr effizient.

 

BIM-basierte Besprechungen

Aufgrund der fortlaufend im Zuge der Abrechnung wachsenden asBuilt- bzw. wasBuilt-Modelle, sowie asPlanned-Modelle (verschiedenster Veröffentlichungszeitpunkte) in der CDE können mit entsprechenden Modell-Viewer Softwares jederzeit modellbasierte Besprechungen mit verschiedenen Zwecken geführt werden. Die modellbasierte Kommunikation ermöglicht gute, schnelle Kommunikation über das gesamte Projektteam hinweg.

 

Diese Beschreibung macht deutlich, wie vorteilhaft ein kontinuierlich wachsendes asBuilt-Modell im Bauablauf verwendet werden kann. Durch diese Vorteile und die kontinuierliche Verwendung der Daten wird die Datenqualität/Realitätstreue natürlich hoch sein und dementsprechend wird auch der spätere betriebliche Nutzen der asBuilt-Dokumentation erwartbar hoch sein.

 

Der UseCase fokussiert auf die Darstellung, wie ein praktikables Zusammenspiel von BIM-basierten Bau- und Planungsvorgängen ohne Mehraufwand zu einem vorteilhaftem BIM-basierten Betrieb führen kann. Das Ziel des UseCases liegt somit auf dem Bedürfnis des Betreibers, dass eine möglichst realitätskonforme asBuilt-Dokumentation entsteht. 

• Es ergibt sich eine wünschenswert-kontinuierliche Fortschreibung der asBuilt-Modelle nach
  realem Baufortschritt und Abrechnung.
• Damit natürliche Fortschrittsdokumentation.
• Natürliches Interesse zur zeitnahen/korrekten Lieferung von asBuilt – da für BauAN umsatzrelevant.
• asBuilt-modellbasierte Abrechnung + über Laserscan (virtuell-) effizient-plausible
  Prüfungen.
• asBuilt entspricht der bezahlten Bau-Realität – AG + BauAN Interessen fördern natürlich die
  Realitätskonformität.
• asBuilt ist wie gefordert (für Betrieb), weil LOI für asBuilt + Baurealität = «zahlungsrelevant»
• Der Ausführende hat natürliches Interesse daran, «nahe an» (Toleranzen sinnvoll auf
  Elementbasis wählen) asPlanned zu bauen wg. Kosten+Dauer für asBuilt-Anpassungen.
  Kosten für ungenehmigte Abweichungen könnten z.B. für Verursacher pönalisiert werden.
• Ein vorhandenes asBuilt-Modell als zentrales Element im Bauablauf hat einige weitere Vorteile in Bezug auf qualitätsvolle Bauabläufe und Transparenz, welche jedoch nicht Teil dieses UseCase Beschreibung sind.
• Die Möglichkeit zur transparenten, baubegleitenden Dokumentation beliebiger (betriebsrelevanter) Natur (z.B. gewährleistungsrelevante Mängel)
  im stets zur Verfügung stehenden asBuilt-Modell erlaubt frühzeitig wesentliche
  Informationen für spätere Betriebsbedürfnisse im Modell (AIM - Asset Information Model) zu hinterlegen bzw. ein solches aufzubauen.

Der UseCase fokussiert auf die Darstellung, wie ein praktikables Zusammenspiel von BIM-basierten Bau- und Planungsvorgängen ohne Mehraufwand zu einem vorteilhaftem BIM-basierten Betrieb führen kann. Ermöglicht wird dies dadurch, dass sich der Prozess in den Bauablauf integriert und in der Bauausführung intrinsische Motivation für die realitätskonforme asBuilt-Dokumentation entsteht. Die Weitergehende Nutzung und Vorteile des baufortschrittsgemäßen asBuilt-Modells im Bau- und Planungsprozess werden daher hier nur angemerkt und sollten in anderen Bauablauf-optimierenden/fokussierenden UseCases ausgearbeitet werden.

Der UseCase geht dabei nicht vollumfänglich darauf ein, wie einzelne BIM-basierte Standardanwendungen (z.B. "modellbasierte Abrechnung") im Detail aufgebaut sein müssen. Die Details beschränken sich auf Prozess-Notwendiges, um das bauablaufintegrale BIM-Zusammenspiel zu ermöglichen bzw. die betrieblichen asBuilt-Ziele zu erreichen. In jeweiligen Bauvorhaben, die den vorliegenden UseCase umsetzen wollen, sind die enthaltenen BIM-Standardanwendungen sehr wohl projektgemäß im BAP (bzw. auch AIA) zu definieren.

Anforderungen an das asBuilt-Modell selbst sind gebäudebetrieblich sehr unterschiedlich und müssen im AIA eines jeweiligen Bauprojekts spezifiziert werden. Jedes asBuilt-Modell ist dann im Rahmen des vorliegenden UseCases prozessual umsetzbar.