Das Umsetzungsprojekt beschreibt den iterativen Prozess zwischen Auftraggeber und dem Auftragnehmer zur Erstellung von Informationsanforderungen für die Ausschreibung. Bei dem Projekt ging es um die Erfassung und die Modellierung von Bestandsgebäuden. Die dabei erfassten Informationen und Geometrien sollten in ein Facility Management System des Auftraggebers überführt werden. Der in diesem Umsetzungsprojekt beschriebene Prozess war der eigentlichen Ausschreibung vorgelagert und sollte die künftig geltenden Vorgaben und Anforderungen an die Prozesse und dessen Schnittstellen erarbeiten und festlegen.
Zielsetzung
Ziel des Umsetzungsprojekts war die Entwicklung von Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA). Es sollten die Anforderungen einer Ausschreibung an die Bestandsvermessung und -modellierung, ihre Spezifikation, das Datenformat und dessen Dokumentation, definiert werden, damit diese für den Auftraggeber Volkswagen Financial Services (VWFS) verwertbar und auf sein bestehendes FM-System anwendbar sind. Das Unternehmen hat beispielsweise für die baulichen- und Gebäudeverwaltungsprozesse feste Vorgaben und BIM-Standards in der Modellierung, sowie in der Beschreibung und Benennung von Bauwerken und Bauteilen. Diese Vorgaben werden von VWFS in einem eigenen Wiki zur Verfügung gestellt und beinhalten durch standardisierte Bezeichnungen der Bauteile Rückschlüsse auf dessen raumgenaue Lokalisierung (Ortskennzeichnung) und die technische Nutzung der Objekte (Funktionskennzeichnung). Diese Parameter werden nach gültigen Normen (DIN EN 81346; DIN 6779-12) festgelegt. Begriffe wie Level of Information Need (LoIN), Level of Detail (LoD) und Level of Information (LoI) werden hier spezifiziert und in ihrem Umfang beschrieben.
Ausgangslage
Im Rahmen eines Forschungsprojektes hat die BIM-Baumeister-Akademie, die Teil der Jade Hochschule in Oldenburg ist, ein Projekt mit Volkswagen Financial Services (VWFS) umgesetzt. Dieses Forschungsprojekt mit dem Titel „Prozessentwicklung zur Bestandserfassung für das Facility Management von Volkswagen Financial Services“ untersucht, erprobt und evaluiert verschiedene Methoden zur Bestandsdigitalisierung für die Gebäudeverwaltung. VWFS digitalisiert derzeit rund 30 Gebäude und rund 7500 Büroarbeitsplätze an seinem Hauptstandort Braunschweig. Die Aufgaben des Facility Managements beschränken sich in diesem Fall nicht nur auf die Instandhaltung und Bewirtschaftung der Gebäude und Liegenschaften, sondern auch auf die Verwaltung der Büroarbeitsplätze. So sind pro Jahr durchschnittlich 2000 Änderungen bei den Arbeitsplätzen zu planen, zu koordinieren und umzusetzen.
BIM ist kein Neuland für VWFS
VWFS hatte schon sehr früh Berührungspunkte zum Themenfeld Gebäudedatenmodellierung, das unter dem Englischen Begriff Building Information Modeling (BIM) in Deutschland rasant Verbreitung findet. Das Projekt „BIMiD – BIM-Referenzobjekt in Deutschland“ war Teil der Förderinitiative „eStandards: Geschäftsprozesse standardisieren, Erfolg sichern“, die im Rahmen des Förderschwerpunkts „Mittelstand-Digital - Strategien zur digitalen Transformation der Unternehmensprozesse“ von November 2013 bis Februar 2017 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wurde. Ziel von BIMiD war es, die BIM-Methode anhand konkreter Bauprojekte beispielhaft zu demonstrieren. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse wurden in einem Leitfaden zusammengefasst und sollten dazu dienen, BIM insbesondere in der mittelständisch geprägten Bau- und Immobilienwirtschaft bekannt zu machen und zu verankern. Das zentrales BIM-Referenzprojekt war seinerzeit ein Verwaltungsneubau der VWFS AG in Braunschweig. Hierbei handelte es sich um ein fünfstöckiges Gebäude mit 400 modernen, flexiblen Arbeitsplätzen und einem großem Schulungsbereich. Infolge der positiven Erfahrungen aus dem BIMiD-Projekt entschied VWFS, bei allen künftigen Bauprojekten die genutzten BIM-Prozesse als Standard zu implementieren. Die modernen Methoden helfen seitdem dabei, die Bestandsgebäude effizienter zu verwalten und Prozesse transparent(er) darzustellen.
BIM im FM
Um die BIM-Methode zielgerichtet für das Facility Management nutzen zu können, war es zunächst Aufgabe, die bestehenden Anforderungen und den Stand der Technik genau zu beschreiben. Die German Facility Management Association (GEFMA e.V.) gibt entsprechende Informationen und Handreichungen für den digitalen Betrieb und für das sogenannte Computer Aided Facility Management (CAFM). Die obige Abbildung beschreibt den BIM-Prozess im Facility Management. Zunächst wurden die Asset Information Requirements (AIR) durch den Betreiber definiert. Im Fall von VWFS waren dies beispielsweise die Nennung sicherheits- und wartungsrelevanter Objekte sowie die dafür erforderlichen Parameter (u.a. Ortskennzeichnung und Anlagenkennzeichnung). Diese flossen zunächst in die Auftraggeber Informationsanforderungen (AIA) ein, in denen seitens des Auftraggebers (VWFS) die BIM-Anforderungen im BIM-Wiki definiert werden. Auf diese reagieren dann Auftragnehmer und beschreiben in einem Dokument die individuelle Umsetzung der AIAs bezogen auf die geforderte Leistung. Dieser Vorgang wird auch als BIM Abwicklungsplan (BAP) bezeichnet. Während der Planungs- und Bauphase besteht ein Projekt-Informationsmodell (PIM), welches in einer gemeinsamen Datenumgebung, einem sogenannten Common Data Environment (CDE), allen Projektbeteiligten bereitgestellt wird. Aus diesem Modell werden alle Pläne, Dokumente und weitere Daten erzeugt. Nach Fertigstellung des Bauwerkes wird dieses Modell für das Facility Management vorbereitet und an das Asset-Informationsmodell (AIM) übergeben, in dem letztlich alle relevanten Informationen für die Verwaltung des Gebäudes oder der Liegenschaft enthalten sind. Bei VWFS beinhaltet dies unter anderem die proprietäre bidirektionale Nutzung der FM-Software mit der Modellierungssoftware. Genau diese relevanten Informationen galt es in diesem Forschungsprojekt herauszuarbeiten, um in darauffolgenden Ausschreibungen die AIA genauer definieren zu können.
Ausführung und Ablauf
Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde als erster Schritt eine Evaluation der möglichen Informationsaufnahmen und dessen Verwaltungssysteme erstellt. Die Frage war: welches System ist das Richtige für den spezifischen Anwendungsfall von VWFS? Das Unternehmen arbeitete bisher in einem FM System, das sich auf Gebäudedatenmodelle stützt. Somit wurde schnell klar, dass für die Ist-Bestandsaufnahme ein Gebäudedatenmodells in Form eines geometrischen Modells und dessen Anreicherung mit den für den Betrieb relevanten Informationen essentiell ist. Vor allem bei wiederkehrender Restrukturierung der Büroflächen und der Überwachung der technischen Anlagen soll das Geometriemodell einen großen Beitrag zur Organisation und visuellen Unterstützung leisten.
Alle der hier angewandten Methoden zur geometrischen Bestandsaufnahme sind in dem Technischen Bericht Digitalisierung im Bestandsbau beschrieben. Eine alternative Methode der Bestandsaufnahme und -Verwaltung durch Innenraumkartierungsmodelle wurde zwar in der Evaluation berücksichtigt, jedoch nicht präferiert, da die Nutzung eine komplette Umstrukturierung der Bestandsprozesse bedeutet hätte.
Bei der Bestandsaufnahme zeigte sich, dass eine Reduzierung auf nur ein Messverfahren für die Erfassung der Gebäudegeometrien nicht zielführend ist. Die Erfassung, so die im Projekt gemachten Erfahrungen, braucht in der Regel eine Kombination aus unterschiedlichen Methoden und Werkzeugen. Während sich für Innenräume in der Regel das 3D-Laserscanning als am sinnvollsten herausgestellt hat, kann das Scanning im Außenbereich in einigen Fällen beispielsweise mit einer photogrammetrischen Erfassung verknüpft werden. Besonders bei der Erfassung von großen Flächen bis hin zu ganzen Liegenschaften kann eine drohnengestützte Photogrammetrie deutliche wirtschaftliche Vorteile gegenüber klassischen Verfahren haben.
Zusätzlich zur Erfassung von sichtbaren Geometrien konnte durch den Einsatz von Bodenradar auch demonstriert werden, dass selbst unterirdische Strukturen wie Rohrleitungen ohne ein Freilegen vermessen werden können. Bei all diesen Messverfahren ist jedoch eine genaue Kenntnis der erforderlichen und erreichbaren Genauigkeiten, die Arbeit mit unterschiedlichen Koordinatensystemen und die daraus abzuleitenden Messergebnisse zwingend erforderlich.
Ein steter Bestandteil des Projektes war der kontinuierliche Austausch zwischen Mitarbeitern des Auftraggebers, der VWFS (vor allem in Sachen Bewirtschaftung und spätere Nutzung der Daten) und dem Auftragnehmer, der BIM-Baumeister-Akademie (Vermessung und Modellierung). In dieser Kommunikation wurden die Anforderungen an die Gebäudemodellierung und die zu integrierende Bauteilbeschreibung definiert. Die BIM-Baumeister-Akademie modellierte das Gebäude anhand der vorher aufgenommenen („vermessenen“) Punktwolke und konnte in Abstimmung mit VWFS definieren, welche Bauteilattribute welche Bedeutung haben und wie diese nach den oben benannten DIN-Normen zu kennzeichnen sind.
Diese Anforderungen an Informationen und an das Modell wurden bei dem Projekt mit VWFS iterativ in wöchentlichen Telefonkonferenzen festgelegt. Durch gemeinsames Betrachten und Evaluieren der Punktwolken und Panoramabilder des Scans wurde festgelegt, welche der Bauteile in welchem LOD zu modellieren und zu beschreiben sind. Dabei bieten die Funktionalität und die Leistungsfähigkeit des 3D-Modells bereits in dieser Phase eine hohe Transparenz, die eine zielgerichtete und klare Kommunikation drastisch erleichtert. Die gemeinsamen Besprechungen am Modell beanspruchten ca. zehn Prozent der Projektarbeitszeit und waren essentiell für die Deutung und den Aufbau eines Gebäudedatenmodells. Auch die bi-direktionale Ansteuerung und Verknüpfung der FM-Software wurde in dieser Projektphase erprobt.
Der Datenaustausch fand in einer vom Auftraggeber aufgebauten Datenumgebung statt. Die Modellierungsprozesse konnten mit Hilfe von visueller Programmierung, wie in diesem Blogbeitrag beschrieben, in vielen Fällen beschleunigt werden. Diese Art der Arbeitserleichterung hilft vor allem bei wiederkehrenden Prozessen, wie beispielsweise dem Füllen und Beschreiben von Bauteilattributen.
Fazit und Ausblick
Das Forschungsprojekt half dem Betreiber (dem Bauherren und Eigentümer) seine Informationsbestände und seine Anforderungen an das FM System zu definieren und für die Ausschreibung die nötigen AIA aufzubereiten. Jeder Betreiber und Immobilieneigentümer, der sich mit seinem FM System auseinandersetzt, wird vor der Aufgabe stehen, seine Anforderungen an eine FM-gerechten Bestandsdigitalisierung schon vor der Ausschreibung zu definieren, um dem potentiellen Auftragnehmer die Möglichkeit zu geben, den Arbeitsaufwand richtig einzuschätzen und zu überlegen, wie die erhobenen Informationen zu übergeben sind. Die Genauigkeit der Datenerhebungsmethoden durch das LoIN, das LoD und das LoI gilt es in den AIA zu beschreiben. In diesem Projekt konnten viele Methoden zur messtechnischen Erfassung und der anschließenden Bestandsmodellierung für die spezifischen Anforderungen von VWFS entwickelt werden. Wichtigster Aspekt dieses Projekts war die kontinuierliche Abstimmung zwischen Auftraggeber und Auftragnehmer, um die Daten gemeinsam zu sichten, sie zu klassifizieren und zu evaluieren, damit sie für den Betrieb und die Nutzungsphase des Bauwerks brauchbar sind. Dazu müssen beide Parteien – Auftraggeber und Auftragnehmer – sich über die Funktionalität und die Leistungsfähigkeit ihrer eigenen Prozesse bewusst werden, um diese bestmöglich zu optimieren. Dieses Projekt führt vor Augen, wie essenziell die dezidierte Definition der AIA im Hinblick auf den Gebäudebetrieb ist. Sollte die Expertise im eigenen Unternehmen nicht zur Verfügung stehen, ist eine entsprechende externe Beratung aus unserer Sicht empfehlenswert.
