Building Information Modeling (BIM). Vereinfachte Preis- und Mengenermittlung durch computergestützte Programme am Beispiel von Natursteinfassaden


Masterarbeit, 2014
98 Seiten, Note: 1,3

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

1.Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Gegenstand der Untersuchung
1.3 Ziele der Untersuchung
1.4 Vorgehensweise

2. Konventionelle Vorgehensweise bei der Erstellung einer Angebotskalkulation
2.1 Vergabeform
2.2 Teilnahmebeschluss
2.3 Randbedingungen
2.4 Kalkulationsprozess

3. Building Information Modeling (BIM)
3.1 Anwendungsdimensionen
3.2 5D - Modellierung

4. Modellierung und Attributierung von Natursteinfassaden im Revit
4.1. Bezeichnung von Elementen im Revit am Beispiel des Bauobjekts Wand
4.1.2 Parameter
4.1.3 Benutzer definierte Parameter
4.2 Vorgehängte hinterlüftete Fassade (VHF)
4.3.1 Entwicklung von Natursteinfassaden im Revit
4.3.2 Bedeutung der Attribute
4.3.3 Attributierung und Erstellung des Natursteinfassaden - Modells
4.3.4 Einteilung der Attribute
4.3.5 Gemeinsam genutzte Parameter
4.4 Zusammenfassung der Modellierung und Attributierung im Revit

5. Contentbasierte Mengen- und Preisermittlung von Natursteinfassaden im iTWO
5.1 Importieren von CAD – Daten
5.2 Erstellung einer Ausstattung
5.3 Modell Check
5.4 Ausstattung
5.4.1 Erstellung von Leistungsverzeichnissen
5.4.2 Mengenabfrage
5.5 Bemusterung
5.5.1 Drag and Drop
5.5.2 Matchkey
5.5.3 Auswahlgruppen
5.6 Mengen
5.7 LV Zuordnung
5.8 Zusammenfassung der LV – Erstellung im RIB iTWO

6. Bedeutung der Modellierung, Attributierung und QTO – Mengenabfragen am Beispiel der Natursteinfassade

7. Auswirkungen der 5D – Planung auf die Angebotskalkulation

8. Zusammenfassung und Perspektiven

9. Literaturverzeichnis

10. Internetquellen

11. Anhang

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Einordnung der Angebotskalkulation in die Gesamtkalkulation

Abbildung 2: Auswahl der Kategorien im Revit

Abbildung 3: Typenparameter bzw. Parametergruppe der Systemfamilie "Basiswand"

Abbildung 4: Typenparameter bzw. Parametergruppe der Systemfamilie „Fassade“

Abbildung 5: Typ Basiswand

Abbildung 6: Konstruktion - Bearbeiten

Abbildung 7: Baugruppe bearbeiten

Abbildung 8: Querschnitt VHS - System

Abbildung 9: Abbildung 10: Querschtt VHS - System

Abbildung 11: Querschnitt Naturstein VHF - System

Abbildung 12: Material – Browser

Abbildung 13: Luftschicht im Material – Browser

Abbildung 14: Basiswand mit Luftschicht

Abbildung 15: Duplizieren

Abbildung 16: Erstellung des neuen Elements „5dfas_Nsf“

Abbildung 17: Natursteinvarianten

Abbildung 18: Querschnitt und Konstruktionsparamater Natursteinfassade

Abbildung 19: Musterleistungsverzeichnis

Abbildung 20: Speicherung des neu erstellten Natursteinfassadentyps

Abbildung 21: Natursteinfassaden – Modell im Revit

Abbildung 22: Erstellung "Gemeinsam genutzter Parameter"

Abbildung 23: Gruppen in "Gemeinsam genutzte Parameter"

Abbildung 24: Parametertypen

Abbildung 25: Projektparameter

Abbildung 26: Parametereigenschaften

Abbildung 27: Parameter der Natursteinfassade

Abbildung 28: Aufbau einer Ausstattung

Abbildung 29: Speicherung der Daten über die "CPI - Ausgabe"

Abbildung 30: Importieren der CAD - Modelle im iTWO

Abbildung 31: CPI – Informationen

Abbildung 32: LV - Erstellung im iTWO

Abbildung 33: Ausstatungserstellung

Abbildung 34: Natursteinfassaden - Modell im RIB iTWO

Abbildung 35: Prozessphasen der Ausstattung

Abbildung 36: Erstellung und Berechnung einzelner Positionen vor Verknüpfung

Abbildung 37: Erstellung und Berechnung einzelner Positionen nach Verknüpfung

Abbildung 38: LVs aktualisieren

Abbildung 39: Mengenübernahme im Naturstein - LV

Abbildung 40: Import von Leistungsverzeichnissen in Teilleistungskatalogen

Abbildung 41: Einfügen von Teilleistungen in die Ausstattungstabelle

Abbildung 42: Symbolfarbe der Teilleistungen

Abbildung 43: Leistungsverzeichnis aus Teilleistungen anlegen

Abbildung 44: LV Darstellung nach Gesamtkopie

Abbildung 45: Zusammensetzung der QTO-Mengenabfrage

Abbildung 46: Mengenabfrage inkl. einer Bedingung

Abbildung 47: Auflistung der Parameter im iTWO

Abbildung 48: Ja/Nein-Abfrage am Beispiel des Graffitischutzes im iTWO

Abbildung 49: Text-Abfrage am Beispiel der Oberflächenbearbeitung

Abbildung 50: Mengenabfrage einer Teilposition

Abbildung 51: Bedingung der Teilposition Natursteinfassade ohne WD

Abbildung 52:Methoden der Mengenabfrage

Abbildung 53: Bemusterung über "drag and drop"

Abbildung 54: Zuordnung der Flächen in "Objekt-Grunddaten"

Abbildung 55: Mengenermittlung durch "Gesamtberechnung"

Abbildung 56: cpiFitMatchKey Parameter

Abbildung 57: Matchkey der Natursteinfassade

Abbildung 58: Matchkey im iTWO

Abbildung 59: Objekt-Filter - Bauteiltyp

Abbildung 60: Objekt-Auswahlgruppen

Abbildung 61: Erstellung der Auswahlgruppe "Test-Objekt"

Abbildung 62: Auswahlgruppen in der Ausstattungstabelle

Abbildung 63: Darstellung einer Teilposition mit den zugehörigen Instanzen und Flächen

Abbildung 64: Hervorheben einer Teilfläche

Abbildung 65: Manuelle Zuordnung in LV-Zuordnung

1.Einleitung

1.1 Problemstellung

„Der Erfolg und damit die Realisierung von Ertrags- und Wettbewerbszielen eines Bauunternehmens wird maßgeblich durch die Struktur und Qualität der individuellen Kosten- und Leistungsrechnung beeinflusst.“[1]

Im Zentrum aller Kosten- und Leistungsrechnungen steht die Angebotskalkulation. Diese bildet das Fundament der zu erwartenden Kosten und wird als Urkalkulation bezeichnet. Aus den „resultierenden Ergebnissen der Angebotskalkulation werden Aufträge gewonnen, unabhängig davon, ob es sich um einen Systemanbieter, der bereits in einer sehr frühen Phase sein Projektmanagement beginnt, oder ein Unternehmen mit einem singulären Gewerkeprofil handelt.“[2] Somit trägt die Angebotskalkulation wesentlich zum wirtschaftlichen Erfolg eines Unternehmens bei. Trotz der wichtigen Stellung der Angebotskalkulation in der Wertschöpfungskette des Bauwesens entstehen nach wie vor Probleme, die unvollständige, falsche und fehlerbehaftete Angebotsbearbeitungen hervorbringen. Die konventionelle Vorgehensweise der Angebotsbearbeitung erfolgt unterschiedlich je nach Projekt- und Vertragsform.[3] Geprägt von mangelnder Kommunikation und Qualität ergeben sich bereits in der frühen Planungsphase Fehler und Unstimmigkeiten, die in der Angebotskalkulation weitergetragen werden. Zusätzlich beeinflussen diverse Rahmenbedingungen die Erstellung der Angebotskalkulation. So werden aus Mangel an Zeit und Kapazität sowie der aktuellen Wettbewerbssituation Angebote erstellt, die eine unzureichende Qualität vorweisen. Es resultieren falsche Kostenermittlungen, die sich im Laufe eines Bauvorhabens zu Ungunsten des Auftragnehmers ausschlagen. Im Mittelpunkt der Angebotskalkulation steht die Mengenermittlung. Die ermittelten Mengen werden mit Einheitspreisen verknüpft, die in der Summe den Angebotspreis ausmachen. Vielfach werden durch die gegebenen Umstände sowie durch konventionelle Vorgehensweisen, in der Mengen manuell ermittelt werden, falsche Werte errechnet.

In der vorliegenden Arbeit „Vereinfachte Mengen- und Preisermittlung durch computergestützte Programme am Beispiel von Natursteinfassaden“ wird konkret an einem Beispiel der Untersuchung nachgegangen, welche Möglichkeiten zur Verbesserung der gegenwärtigen Angebotsbearbeitung bestehen.

1.2 Gegenstand der Untersuchung

Die aktuellen Umstände der Angebotsbearbeitung erfordern eine Umstrukturierung der gegebenen Arbeitsmodalitäten. Deshalb wird in dieser Arbeit untersucht, inwieweit computergestützte Programme die Situation der Angebotsphase verbessern. Dies wird am Beispiel der Natursteinfassade mit Hilfe der Programme Revit von Autodesk und RIB iTWO 5D veranschaulicht. Hierzu wird auf Grundlage eines Leistungsverzeichnisses der Natursteinfassade ein Modell im Revit – Programm erstellt, das im RIB iTWO weiter verarbeitet wird. Die daraus ergebenden Resultate werden anschließend analysiert.

1.3 Ziele der Untersuchung

Ziele der vorliegenden Arbeit sind die Chancen die sich durch die Nutzung computergestützter Programm ergeben, darzustellen und zu untersuchen. Dabei erfolgt die Orientierung anhand nachstehender Leitfragen:

- Werden durch die Verwendung von computergestützten Programmen Qualitätsverbesserungen hinsichtlich der Angebotskalkulation erzielt?
- Wird eine genaue Kosten- und Mengenermittlung durch computergestützte Programme gewährleistet?
- Erweisen sich wesentliche Vorteile gegenüber der konventionellen Vorgehensweise?

1.4 Vorgehensweise

Um die Notwendigkeit einer Neuorientierung der Angebotskalkulation zu erfassen, ist eine Darstellung der gegenwärtigen Situation erforderlich, weshalb dies zu Beginn der Arbeit beleuchtet wird. Der gesamte Verlauf von Vergabeform, über Teilnahmebeschluss, Randbedingungen und Kalkulationsprozess wird aus Sicht eines ausführenden Unternehmens beschrieben. Eine Möglichkeit zur Verbesserung des Angebotsprozesses wird in Kapitel 3 anhand der Building Information Modeling Methode aufgezeigt. Hierzu werden bestehende Definitionen angeführt und die Arbeitsweise erläutert. Wie die Angebotskalkulation mit Hilfe von BIM in Deutschland umgesetzt wird, ist ebenfalls Gegenstand der Betrachtung. Dies wird in den folgenden Kapiteln genauer analysiert, indem die Programme Revit von Autodesk und RIB iTWO am Beispiel der Natursteinfassade vorgestellt und erklärt werden.

Abschließend wird zusammengefasst welche Vorteile sich aus der Anwendung von computergestützten Programmen in der Angebotskalkulation ergeben. Diese beziehen sich sowohl konkret auf die Natursteinfassade als auch auf die allgemeinen Vorteile innerhalb der Angebotsbearbeitung.

2. Konventionelle Vorgehensweise bei der Erstellung einer Angebotskalkulation

Eine Kalkulation besteht aus einer Vor-, Arbeits- und Nachkalkulation. Diese lässt sich im Bereich der Vorkalkulation in eine Angebots-, Auftrags- und Nachtragskalkulation gliedern [siehe Abb. 1].[4] Dabei bildet die Angebotskalkulation die Urkalkulation. Diese wird als Grundlage zur Preisbildung aller folgenden Kalkulationen verwendet.

Zusätzlich trägt die Angebotssumme der Urkalkulation wesentlich zur Beauftragung eines Unternehmens bei. Aus dem Grund ist die Angebotskalkulation für den wirtschaftlichen Erfolg eines Unternehmens von großer Bedeutung.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Einordnung der Angebotskalkulation in die Gesamtkalkulation

2.1 Vergabeform

Zu Beginn einer Angebotskalkulation werden zunächst sämtliche Unterlagen, die für ein geplantes Bauwerk notwendig sind, von Seiten des Bauherrn zusammengestellt. Diese Unterlagen sind für die Ausschreibung zwingend erforderlich und umfassen Informationen über das Bauvorhaben, den Bauherrn sowie Hinweise über Vertragsform und etwaige besondere Bedingungen.[5] Anschließend legt der Bauherr sich für eine Form der Vergabe fest.

Die herkömmliche Vergabeform in Deutschland ist die wettbewerbliche Vergabe. In der wettbewerblichen Vergabe erhält der Bieter mit dem niedrigsten Angebot den Zuschlag. Dies erfordert jedoch die frühzeitige Fertigstellung der Planung, in der Zeichnungen, Baubeschreibung und Leistungsverzeichnis bereits in der Ausschreibungsphase übereinstimmen und im späteren Bauverlauf nicht ständig angepasst und ergänzt werden müssen. Andernfalls können Kostenvorteile, die in der Angebotskalkulation entstanden sind und Anteil am niedrigen Preis haben, sich im Verlaufe des Bauvorhabens negativ auf den Bieter auswirken.[6] In aller Regel werden, gemäß der HOAI und der Teilung der Leistungsphasen, unterschiedliche Planer für die Erstellung der Unterlagen und Pläne beauftragt. Die dadurch erhöhte Anzahl der Schnittstellen und isolierte Bearbeitung der Leistungsphasen einzelner Planer führt unweigerlich zu Widersprüchen und Fehlern in den Plänen und Ausschreibungsunterlagen. Dies hat zur Folge, dass zum einen Bieter einen erhöhten Mehraufwand haben, um Informationsverluste und Fehler in der Ausschreibung auszubessern, und zum anderen Fehler unweigerlich übernommen und weitergetragen werden. Zudem liegen oftmals innerhalb einer Angebotskalkulation Pläne mit unterschiedlichen Bearbeitungsständen vor. So kann es sein, dass Pläne aus der Entwurfsphase, die der Leistungsphase drei der HOAI entspricht, vorliegen, die nach Abschluss der Angebotskalkulation in die Leistungsphase vier und fünf (Genehmigungs- und Ausführungsphase) übergehen. Annahmen und Kalkulationen entstehen auf dem Wissenstand vorliegender Unterlagen. Änderungen und Alternativen sind in der Kostenbildung nicht mit berücksichtigt. Dadurch ist der Angebotspreis der Urkalkulation nicht länger auf das Bauvorhaben übertragbar.

Ein weiterer Faktor, der zu Unstimmigkeiten in Plänen führt, liegt in der heterogenen Weitergabe von Datenformaten. Die Probleme im Datenaustausch ergeben sich durch fehlende Kommunikation, in denen Festlegungen von einheitlichen und verbindlichen Formaten nicht erfolgen. Erneut sind manuelle Nachbesserungen von Seiten der ausführenden Unternehmen erforderlich.[7]

Maßgebend für die wettbewerbliche Vergabe sind Verträge in Form von Einheits- oder Pauschalpreisen. Allerdings ist die Flexibilität in Bezug auf Preisänderungen in Einheitspreisverträgen größer, da Mengenänderungen mit gleichbleibenden Preisen je Einheit automatisch angepasst werden. Bei Änderungen von mehr oder weniger als zehn Prozent ändert sich jedoch der Einheitspreis, je nach Mehrung oder Minderung, zum Vorteil bzw. Nachteil des Auftragnehmers.[8]

2.2 Teilnahmebeschluss

Unternehmen entscheiden sich für die Beteiligung an Ausschreibungsprozessen erst nach Prüfung interner und externer Faktoren. Hierbei sind verschiedene Aspekte zu prüfen, die sich mit der Art der auszuführenden Arbeit, der Örtlichkeit des Bauvorhabens, der vorhandenen Kapazitäten und Ressourcen des Unternehmens oder der Form der Vertragsgestaltung befassen. Möglichkeiten zum Abbruch des Angebotsprozesses bestehen nach gründlicher Überprüfung der Ausschreibungsunterlagen auf Vollständigkeit oder nach Fertigstellung des Angebotspreises. Aufgrund von Unstimmigkeiten in Planunterlagen und weiteren Hemmnissen innerhalb der Angebotskalkulationen werden oftmals Angebote erstellt, die nicht mit den Anfangsschätzungen übereinstimmen. So werden häufig entstehende Mengen- und Kosten erst nach Abschluss einer Kalkulation ersichtlich.[9]

2.3 Randbedingungen

Ausführende Unternehmen sind innerhalb der Kalkulationsprozesse mit diversen Randbedingungen konfrontiert, die die eigentliche Angebotserstellung beeinflussen. Hierzu zählen insbesondere die Faktoren Zeit, Qualität, Kapazität sowie die Situation des gegenwärtigen Wettbewerbs.

Die Zeit der Angebotsbearbeitung hat große Auswirkungen auf die Qualität einer Kalkulation. „Je kürzer die Zeit ist, die hierzu zur Verfügung steht, desto schwieriger wird eine genaue Kalkulation.“[10] In der Regel beträgt die Bearbeitungszeit weniger als drei Wochen, wodurch sich die Einholung von Subunternehmerangeboten und die Erstellung einer eigenen Kalkulation als schwierig erweist.

Eine gute Kalkulation basiert hauptsächlich auf einer detaillierten Erfassung aller Leistungen, in denen die Massen so exakt wie möglich ermittelt werden. Um dies zu realisieren sind ausreichende Angaben und Informationen zum Bauvorhaben notwendig, die in den Ausschreibungsunterlagen wiederzufinden sind. Jedoch stehen den ausführenden Unternehmen im Arbeitsalltag ungenaue Pläne und Baubeschreibungen zur Verfügung, die geprägt sind von fehlerhaften Zeichnungen, widersprüchlichen Angaben und lückenhaften Leistungsverzeichnissen, die zum größten Teil funktional ausgeschrieben sind und sehr viel Interpretationsspielraum erlauben. Zusätzlich tragen unvollständige Unterlagen zur Abgabe falscher Kosten bei oder zum Übersehen wichtiger Hinweise und Details. Notwendigkeiten der Aufbereitung ergeben sich, die zu einem hohen Maß zeit- und kostenaufwendig sind. Zudem verursacht jede Kalkulation dem Bieter Kosten, die mit der Dauer der Bearbeitung steigen und selten vom Auftraggeber vergütet werden. Deshalb wird bereits während der Angebotsbearbeitung der Aufwandsumfang reduziert. Dies hat zur Folge, dass ungenaue Kalkulationen erstellt werden, die im Laufe des Bauvorhabens negative Auswirkungen mit sich ziehen und schwer zu korrigieren sind.

Aufgrund der aktuellen Markt- und Wettbewerbssituation nimmt eine Vielzahl von Unternehmen an Ausschreibungsprozessen teil. Dadurch ergeben sich geringere Chancen der einzelnen Bieter bei der Beauftragung von Bauprojekten. Um die Erfolgsquoten anzuheben werden mehrere Ausschreibungen gleichzeitig bearbeitet. Durch den Anstieg der Angebotsabgaben steigen zwar die Chancen einer Beauftragung, jedoch erleidet die Kalkulation erhebliche Qualitätsverluste, die sich in ungenauen und falsch erstellten Preisabgaben widerspiegeln.[11] Es wird ersichtlich, dass mit der steigenden Genauigkeitsanforderung ein erhöhter Kalkulationsaufwand verbunden ist. Dieser Aufwand besteht hauptsächlich aus dem Faktor Zeit und Kapazität. So steigt die Genauigkeit einer Kalkulation mit ausreichender Kapazität und Bearbeitungszeit. Demgegenüber stehen die geringen Erfolgschancen, die eine Erhöhung des Arbeitsaufwandes verhindern.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 1: Rahmenbedingungen innerhalb einer Angebotskalkulation

2.4 Kalkulationsprozess

Während Architekten erste Kostenermittlungen nach der Systematik der DIN 276 (Kosten im Hochbau) erstellen, sind für ausführende Unternehmen keine festgesetzten Regelwerke und Normen vorgesehen. Die DIN 276 schreibt dabei eine Kostenauflistung vor, die bauteil- und ausführungsorientiert gegliedert ist. Dagegen besteht die herkömmliche Verfahrensweise der Kostenfeststellung bei Unternehmen aus der gewerkeweise Gliederung der Leistungen.[12] Dieses Verfahren ist durch die gewohnte Vergabe- und Ausschreibungsstruktur für den Auftragnehmer gut geeignet, um Kalkulation, Ausschreibung, Einzelausschreibungen an Nachunternehmern und Kostenkontrollen strukturiert durchzuführen. Zudem ermöglicht diese Methode eine Annäherung an genaue Kostenermittlungen.[13]

Zu Beginn einer Kalkulation wird auf Basis der Ausschreibungsunterlagen ein internes Leistungsverzeichnis erstellt, in dem die Leistungen aller ausführenden Gewerke gegliedert sind. So sind zum Beispiel die Hauptgewerke Fassade, Rohbau und Technische Gebäudeausrüstung (TGA) in verschiedenen Ebenen gegliedert. Weitere Unterteilungen folgen zum Beispiel im Gewerk Fassade, das in einzelne Haupt- und Untergruppen unterteilt ist. Im nächsten Schritt werden die Positionen erstellt. So enthält die Hauptgruppe „Fenster und Glasfassade“, die Untergruppe „Alu-Fenster/ -Fassaden“, die die Position des „einflügeligen Fensters“ enthält. Die Position einflügeliges Fenster besteht aus diversen Einzelleistungen und Materialien, die zum Einbau des Fensters notwendig sind. Die Fensterposition wird zum Beispiel über die Einzelpreise Systemprofil, Dichtung, Beschlag, Montage, Anschlussarbeiten und Zubehör ermittelt.

Anschließend werden die einzelnen Positionen der Gewerke mit Leistungsbeschreibungen verknüpft und die zugehörigen Mengen ermittelt. Die Mengenermittlung wird als Kernteil der Kalkulation betrachtet. Dabei ergibt sich der Preis einer Position durch die Multiplikation der Menge mit dem Einheitspreis. Der Gesamtpreis bildet sich aus der Summe der Preise aller Positionen.[14]

Die herkömmliche Mengenermittlung erfolgt manuell anhand von Plänen und Bauunterlagen. Die unvollständigen und ungenauen Pläne sowie die bereits erwähnten Randbedingungen, denen Kalkulatoren ausgesetzt sind, verhindern oftmals die Ermittlung von exakten Mengen. Vielmehr basieren Mengenermittlungen auf groben Schätzungen und Richtwerten. Dadurch entstehen Massen, die sowohl mit Fehlern behaftet als auch schlecht nachvollziehbar sind. Die entstandenen Fehler werden nach Beauftragung des Unternehmens innerhalb von Bauprozessen ersichtlich. Mengen und Preise stimmen mit den erbrachten Leistungen nicht überein, wodurch der wirtschaftliche Erfolg von Bauvorhaben gefährdet ist. Dies zeigt sich insbesondere in Pauschalverträgen, in denen Auftragnehmer das Mengenrisiko gemäß § 2 Nr. 7 VOB/B übernehmen. Kostenüberschreitungen gehen zu Lasten der Auftragnehmer. Anders sieht es bei Entwurfsänderungen aus, die von Seiten des Auftraggebers ausgehen. Diese sind nicht Gegenstand des Pauschalvertrages und müssen daher vom Auftraggeber vergütet werden.[15]

Nach Fertigstellung der Mengenermittlung erfolgt die eigentliche Kalkulation, in der die einzelnen Positionen mit Einheitspreisen versehen werden. Für die Einholung von Preisen sind diverse Vorgehensweisen möglich. Großunternehmen wie die Züblin AG senden hierfür zunächst die nicht bepreisten Leistungsverzeichnisse zuzüglich notwendiger Ausschreibungsunterlagen an Nachunternehmer, die innerhalb einer festgesetzten Frist die Leistungsverzeichnisse bearbeiten und für die Arbeiten Angebotspreise bereitstellen. Anhand mehrerer erhaltener Angebote eines Gewerkes entnimmt der Kalkulator das preisgünstigste und setzt dieses in seine Kalkulation ein. Dieses Vorgehen erfolgt für alle Gewerke. Aus den Angeboten der Subunternehmer bildet der Kalkulator ein günstiges Gesamtangebot, das die Chance einer Beauftragung durch den Auftraggeber erhöht. Jedoch ist hierfür eine sowohl schnell erstellte als auch genaue und strukturierte Massenermittlung und Leistungsbeschreibung, an die sich der Subunternehmer problemlos orientieren kann, erforderlich. Doch durch die kurzfristigen Abgabetermine, die von den Bauherren festgelegt sind, lassen sich fehlerhafte und unvollständige Bearbeitungen nicht vermeiden. Daher ist der Subunternehmer zunächst mit der Aufbereitung der Unterlagen und des Leistungsverzeichnisses beschäftigt, was sowohl zeit- als auch kostenintensiv ist. Fristen können innerhalb der kurzen Bearbeitungszeit nicht eingehalten werden. So werden Fehler übernommen, die zur Abgabe falscher oder keiner Angebote führen. In Folge dessen erhält der Kalkulator wenige oder keine Preise für die Leistungen bestimmter Gewerke. Zusätzlich hat der Subunternehmer, der nicht als Generalunternehmer agiert, aufgrund der aktuellen Marktsituation in vielen Fällen die freie Auswahl zwischen mehreren Angebotsbearbeitungen. Ein entscheidender Faktor zur Auswahl ist hierbei die Qualität des Leistungsverzeichnisses und der Ausschreibungsunterlagen. So trägt ein ausführlich bearbeitetes und gut strukturiertes Leistungsverzeichnis, in dem die Mengen vollständig und sorgfältig ermittelt worden sind und die Leistungsbeschreibungen im Einklang mit den Positionen stehen, zur Angebotsbearbeitung bei.

Gleichzeitig erstellt der Kalkulator parallel zur der Angebotsbearbeitung der Subunternehmer eine eigene Kalkulation auf. Hierzu werden die Positionen mit internen Preisen bestückt, die aus Referenzobjekten, Datenbanken oder aus aktuellen Marktpreisen entstammen. Die eigene Angebotserstellung dient dem Kalkulator als Vergleich zu den Subunternehmerangeboten. Auf Basis dieser internen Kalkulation erfolgt eine Prüfung der eingegangenen Angebote. Die Angebote werden dabei auf Vollständigkeit und Abweichungen geprüft. Zusätzlich dient die eigene Kalkulation als Sicherheit im Falle von fehlenden Subunternehmerangeboten.

Vielfach erhalten Subunternehmer Ausschreibungsunterlagen, die ein uneinheitliches Datenformat besitzen und die Erstellung von Angeboten erschweren. So sind oftmals Datenmenge und Datenqualität fraglich und erfordern eine umfassende Aufarbeitung.[16] Während Leistungsverzeichnisse im einheitlichen GAEB – Format den einfachen Datenaustausch unterstützen sind die heterogenen Formate vieler Dateien maßgebend an der Störung von Arbeiten beteiligt.[17] Aus dem Grund erstellen viele Subunternehmer unvollständige, falsche oder keine Angebote.

Nach Fertigstellung der Gesamtkalkulation werden Zuschläge beaufschlagt, die einen Zuschlag für die allgemeinen Geschäftskosten, für Wagnis und Gewinn, beinhalten. Diese orientieren sich an der gegenwärtigen Marktsituation und werden anhand von subjektiven Bewertungen zusammengestellt. Jedoch ist festzuhalten, dass der Gewinn- und Wagnisanteil einen geringen Anteil der Kalkulation ausmacht. Hauptsächlichen Anteil nimmt die eigentliche Kalkulation, die aus der Zusammenstellung der Kosten der Teilleistungen besteht.[18] Aus diesem Grund ist der Gewinn stets von der Angebotserstellung abhängig. „Ein Fehler in der Kalkulation von 1 bis 2% kann eine Gewinnbuße von 30 bis 60% bedeuten.“[19]

Die übliche Kalkulationsweise sieht eine Verfeinerung und höhere Genauigkeit der Kalkulation erst im Laufe der Auftrags- und Arbeitskalkulationen vor. Dadurch können vertraglich festgelegte Preise nur schwer nachgerückt werden.[20] Die Notwendigkeit einer genauen und strukturierten Angebotskalkulation ergibt sich. Ein möglicher Ausweg findet sich in der neuartigen Methode des Building Information Modelings, auch BIM genannt.

3. Building Information Modeling (BIM)

Der Ursprung des Begriffes „BIM“ lässt sich auf die 1990er Jahre zurückführen, in der Softwareprodukte eine digitale Abbildung von Gebäuden möglich machen sollten. Zur Durchsetzung des Ausdrucks kam es 2003 durch den Softwarehersteller Autodesk, der mit dem Schlagwort seine Produkte vermarkte.

Eine einigende Definition und Beschreibung durch die Wissenschaft ist bis heute nicht verfügbar. Vielmehr herrschen unterschiedliche Definition in der Literatur und unter Herstellern und Anwendern vor, die aber alle in gewisser Weise auf den gleichen Inhalt abzielen.

Die Definitionen sehen dabei wie folgt aus:

„Building Information Modeling (BIM ) als richtungsweisende Methode. Der Begriff bezeichnet ein neues Konzept der digitalen Planung, bei dem alle Vorgänge rund um den Lebenszyklus eines Gebäudes miteinander in Verbindung stehen.“ Autodesk

„BIM ist die digitale Abbildung der physikalischen und funktionalen Eigenschaften eines Bauwerks und dient als Informationsquelle und Datendrehscheibe für die Zusammenarbeit über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks. Unter BIM versteht man ganz allgemein eine Methode für eine integrierte Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Bauwerken auf Basis eines virtuellen Bauwerksmodells.“ BAM Deutschland AG, Dresden

“Building information modeling (BIM) is an emerging tool in the design industry that is used to design and document a project, but is also used as a vehicle to enhance communication among all the project stakeholders. This tool has already begun changing how designers work with their consultants and with builders, but it also the ability to help guide the industry in a more sustainable direction by allowing easier access to the tools necessary to quantify a greener design approach.” Green BIM

Mehrfach wird betont, dass BIM keine einfache Softwarelösung oder Erweiterung von CAD-Programmen ist, sondern eine neue Methode, die geprägt ist von einer Umstrukturierung in der Denkweise. „It is important to keep in mind that BIM is not just a technology change, but also a process change.” “In the architectural, engineering, and construction (AEC) industry, there is a misconception by some that BIM is only a piece of software. Although the software is a necessary part of this process, it is much more than an application […]. When we refer to BIM, we are discussing the methodology or process that BIM creates.”

Um Missverständnisse zu vermeiden, wird die Arbeitsmethode als BIM bezeichnet und das virtuelle Gebäudemodell als Produkt von BIM betrachtet.

Daher ist das augenfälligste Merkmal von BIM die digitale 3D-Modellierung von Bauwerken. Als zentrale Drehscheibe stellt es allen Baubeteiligten Projektdaten im Laufe des Bauvorhabens zur Verfügung. Informationen, Pläne, Materialeigenschaften, Zeiten und Kosten können somit jederzeit auf Knopfdruck abgerufen werden und sind stets auf dem neusten Bearbeitungsstand.[21]

3.1 Anwendungsdimensionen

Für die Art der BIM - Anwendung sind unterschiedliche Ansätze möglich. Man unterscheidet hierbei zwischen der „großen“ und „kleinen“ BIM -Lösung. Die große BIM – Lösung basiert auf einer partnerschaftlichen Zusammenarbeit aller Projektbeteiligten über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks. Im Zentrum aller Arbeiten steht das virtuelle Gebäudemodell, das dem ständigen Planungs- und Baufortschritt angepasst wird. Diese Art der Anwendung entspricht dem Kerngedanken BIMs. Hieraus resultieren Vorteile, die sich entlang der gesamten Wertschöpfungskette ergeben.

Demgegenüber stehen diverse Voraussetzungen und Hemmnisse, die die nationale Anwendung der BIM – Methode in dieser Form behindern. Hierzu zählen die Faktoren der Organisation, der Kosten, der Technik, des Rechtswesens und der Akzeptanz [siehe Tabelle 2]. Die wohl wichtigste Voraussetzung, die zur Implementierung der großen BIM - Lösung beiträgt, besteht in der Förderung BIMs durch die Öffentliche Hand. Länder, die BIM in dieser Weise anwenden, werden vom Staat durch Richtlinien, Gesetzgebungen und weiteren Fördermaßnahmen unterstützt. Dies hat zur Folge, dass das Verständnis und die Akzeptanz der Anwender für die Methodik wächst und eine schnelle und flächendeckende Umsetzung BIMs erfolgen kann.

Aufgrund fehlender Fördermaßnahmen des deutschen Staates wird von den Nutzern der BIM - Methode überwiegend der kleine Ansatz bevorzugt. Dieser wird als Zwischenritt zur großen BIM – Lösung betrachtet und findet vereinzelt in der Wertschöpfungskette Verwendung. Hierbei nutzen Ingenieur-, Architekturbüros oder Bauunternehmen meist innerhalb der Angebotsphase die Vorteile dieser Arbeitsform.[22] So erstellen beispielsweise die Kalkulatoren der Züblin AG auf Grundlage von Ausschreibungsunterlagen und mit Hilfe des BIM – Programms Revit von Autodesk dreidimensionale Gebäudemodelle. Aus diesen Modellen werden Informationen entnommen, die in die Kalkulationen einfließen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabelle 2: Voraussetzungen[23]

3.2 5D - Modellierung

Die Erweiterung des geometrischen Gebäudemodells um eine zeitliche Komponente führt zur 4D - Modellierung. In der 4D – Ebene werden sämtliche Bauteile des dreidimensionalen Modells mit Zeitangaben versehen. Dabei enthalten die Bauteile Informationen über Einbau, Ausbau- und Fertigungstermine. Möglich ist dies durch eine Kopplung des Modells mit einem Bauzeitenplan. Um den Prozess des Bauablaufes visuell abzubilden, werden Animationen auf Grundlage der zeitlichen Angaben erstellt. Montagevorgänge und Baustelleneinrichtungen werden nachgestellt, anhand diesen Störungen und Behinderungen bereits vor Baubeginn festgestellt werden. Gegenmaßnahmen können rechtzeitig eingeleitet und spätere Konflikte verhindert werden.[24] Zudem können Ressourcen optimiert eingeplant und eingesetzt werden. „So kann das Unternehmen benötigte Materialien, auf der Baustelle aktiv tätiges Personal und die eingesetzten Baumaschinen und –geräte jederzeit überblicken.“[25]

Das 5D – Modell enthält das geometrische Gebäudemodell sowie den Faktor der Zeit und die ergänzende Komponente der Kosten. Hierbei werden mengenbezogene Werte wie Flächen, Volumen, Stückzahl oder Materialangaben aus dem geometrischen Modell entnommen, nach Abfrageregelungen gefiltert und mit Positionen eines Leistungsverzeichnisses verbunden. Anschließend werden den Positionen Preise zugeordnet. Dabei lassen sich die Mengen nach verschiedenen Vorgaben errechnen, wie etwa nach den Standards der deutschen Verdingungsordnung für Bauleistungen (VOB) nach Detailmengen oder nach spezifischen Bauteilen.

Das Kalkulationsprogramm „RIB iTWO“ ermöglicht die Verbindung zwischen Gebäudemodellen und Leistungsverzeichnissen. Mit Hilfe des Buttons Construction Process Integration (CPI) werden Gebäudemodelle ohne Verlust von Informationen und Fehlübertragungen im 3D – Viewer von RIB iTWO eingelesen und zusammengeführt.

Anschließend werden Mengen anhand von Abfragungen ermittelt. Diese Mengen werden mit Positionen und zugehörigen Preisen verknüpft. Dies hat zur Folge, dass „die Konsistenz zwischen CAD-Modell, berechneten Mengen und Kosten nachhaltig gesichert“[26] bleibt.[27]

4. Modellierung und Attributierung von Natursteinfassaden im Revit

Führende Großunternehmen wie die Züblin AG verwenden für die Erstellung von Leistungsverzeichnissen die Programme Revit von Autodesk und RIB iTWO. Das folgende Kapitel befasst sich mit der Erstellung und Attributierung von Natursteinfassadensystemen. Diese werden auf Basis eines im RIB iTWO angelegten Leistungsverzeichnisses entworfen.

Im zweiten Abschnitt wird eine Verknüpfung zwischen allen Teilpositionen des Leistungsverzeichnisses und den entwickelten Modellen hergestellt. Hierzu werden Modelle und Informationen aus Revit ins RIB iTWO transformiert.

Darstellung der Aufgaben im Hauptteil:

- Entwicklung der Revit – Bauteile (Optimierung der Attributierung in Revit).

Erster Teilabschnitt

- Entwicklung des Contents im iTWO (Ausstattung und Abfrageregeln für die Mengenermittlung sowie Verknüpfung zum LV).

Zweiter Teilabschnitt

- Dokumentation der modellbasierten Arbeitsweise

4.1. Bezeichnung von Elementen im Revit am Beispiel des Bauobjekts Wand

Die Bezeichnungen für die verschiedenen Objekte im Revit unterscheiden sich nach Funktion, Eigenschaft und zeichnerischer Gestaltung. Hierbei werden Bauelemente nach Gemeinsamkeiten in verschiedenen Ebenen gruppiert und zusammengefasst.

In der Hauptgruppe „Kategorien“ werden alle wesentlichen Elemente, die zur Gestaltung von Gebäudemodellen zur Verfügung stehen, abgebildet. Hierzu zählen die Hauptelemente wie Wand, Tür, Fenster oder Stütze, die zur Modellierung von Bauwerken unablässig sind [siehe Abb. 2].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Auswahl der Kategorien im Revit[28]

Die Kategorien gliedern sich in „Familien“. „In einer Familie werden Elemente mit gemeinsamen Parametern (Eigenschaften), derselben Verwendungsweise und ähnlicher graphischer Darstellung gruppiert.“[29] Eigenschaften und Werte von Elementen sind in Parametergruppen, auch Typenparameter genannt, vorzufinden. Die Parameterwerte können manuell festgelegt werden, während die Eigenschaftsbeschreibungen fest vorgeschrieben sind und unverändert bleiben. Der Aufbau der Parametergruppe ist innerhalb einer Familie stets gleich. Allerdings liegen verschiedene Werte zwischen den Elementen einer Familie vor. So enthält die Kategorie „Wand“ die Systemfamilien „Basiswand“, „Fassade“ und „Geschichtete Wand“ [siehe Abb. 3 und 4]. Die Systemfamilie „Basiswand“ spaltet sich in eine Mehrzahl von Wandelementen, die sich anhand verschiedener Parameterwerte voneinander unterscheiden.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Typenparameter bzw. Parametergruppe der Systemfamilie "Basiswand"[30]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Typenparameter bzw. Parametergruppe der Systemfamilie „Fassade“[31]

Die verschiedenen Elemente einer Familie sind der Untergruppe „Typen“ zugehörig. Typen stellen eine vielfältige Auswahl von Bauelementen zur Verfügung. So enthält die Familie „Basiswand“ unterschiedliche Typen von Basiswänden, die sich in Material oder Aufmaß voneinander unterscheiden. Als Beispiel hierfür dient das Bauelement Gipskartonwand mit einer Gesamtdicke von 10cm (GK 10.0) oder die 24cm breite Mauerwerkswand (MW 24) [siehe Abb. 5]. Eine Zuordnung beider Elemente in die Familie der Basiswand erfolgt trotz wesentlicher Unterschiede in der Konstruktion. Gemeinsamkeiten sind in den identisch beschriebenen Parametergruppen vorzufinden, die sich hinsichtlich der Parameterwerte voneinander unterscheiden.

Zusätzlich können mit Hilfe des Parameters „Konstruktion“ Aufmaß und Material eines Elements geändert werden, so dass neue Bauelemente entstehen [siehe Abb. 6 und 7].

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Typ Basiswand[32]

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Abbildung 6: Konstruktion - Bearbeiten[33]

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Abbildung 7: Baugruppe bearbeiten[34]

Einzelne Elemente, die im Projekt eingefügt und im Modell ersichtlich sind, werden als Exemplare bezeichnet. Exemplare sind die eigentlichen Einbauobjekte im Revit, die in Verbindung mit anderen Exemplaren das Gebäudemodell virtuell abbilden. Daher sind Modelle von den Eigenschaften und zeichnerischen Darstellungen der Exemplare geprägt. Ein Exemplar der Familie Basiswand ist ein „GK 10.0“ Wandelement.

4.1.2 Parameter

Ähnlich wie Typen besitzen auch Exemplare Eigenschaften. Diese enthalten Information zu den Eigenschaften eines Exemplars in Form von Abmessungsdaten oder geometrischen Abhängigkeiten.

Typeneigenschaften hingegen verfügen über Information aller Exemplare eines Typs, die gebündelt in Parametergruppen vorliegen. Hieraus ergibt sich der wesentliche Unterschied zwischen den Eigenschaften von Typen und Exemplaren. Typenparameter nehmen automatisch Bezug auf alle Exemplare eines Typens, während Exemplarparameter sich auf einzelne Elemente eines Typs beziehen.

[...]


[1] G. Girmscheid, (2007), Vorwort

[2] G. Girmscheid, (2007), Vorwort

[3] Vgl.: G. Girmscheid, (2007), Vorwort

[4] Vgl.: D. Jacob u.a., (2011), S.11

[5] Vgl.: D. Jacob u.a., (2011), S.60

[6] Vgl.: D. Jacob u.a., (2011), S.60

[7] Vgl.: W. Günthner/ A. Borrmann, (2011), S.12

[8] Vgl.: D. Jacob u.a., (2011), S.40

[9] Vgl.: D. Jacob u.a., (2011), S.46

[10] Heine, (1995), S.48

[11] Vgl.: M. Engl, (2002), S.20

[12] Vgl.: M. Engl, (2002), S.19

[13] Vgl.: M. Engl, (2002), S.23 f.

[14] Vgl.: D. Jacob u.a., (2011), S.24

[15] Vgl.: P. Drees, (2008), S.238

[16] Vgl.: W. Günthner/ A. Borrmann, (2011), S.12

[17] Vgl.: URL, GAEB, (31.10.2013)

[18] Vgl.: D. Jacob u.a., (2011), S.43 f.

[19] D. Jacob u.a., (2011), S.43

[20] Vgl.: D. Jacob u.a., (2011), S.39

[21] F. Tawakol, (2013), S.18 f.

[22] F. Tawakol, (2013), S. 24 ff.

[23] F. Tawakol, (2013), S.32

[24] Vgl.: F. Tawakol, (2013), S. 22

[25] V. Mikeleit, (2010), S. 6

[26] W. Günthner/ A. Borrmann, (2011), S.88

[27] Vgl.: W. Günthner/ A. Borrmann, (2011), S.88

[28] Revit 2013 – 5D, (12.10.2013)

[29] URL, Autodesk, (15.11.2013)

[30] Revit 2013 – 5D, (12.10.2013)

[31] Revit 2013 – 5D, (12.10.2013)

[32] Revit 2013 – 5D, (12.10.2013)

[33] Revit 2013 – 5D, (12.10.2013)

[34] Revit 2013 – 5D, (15.10.2013)

Ende der Leseprobe aus 98 Seiten

Details

Titel
Building Information Modeling (BIM). Vereinfachte Preis- und Mengenermittlung durch computergestützte Programme am Beispiel von Natursteinfassaden
Hochschule
Universität Duisburg-Essen  (Abteilung Bauwissenschaften)
Veranstaltung
Baubetrieb und Baumanagement
Note
1,3
Autor
Jahr
2014
Seiten
98
Katalognummer
V272989
ISBN (eBook)
9783668706378
ISBN (Buch)
9783668706385
Dateigröße
5654 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
building, information, modeling, vereinfachte, preis-, mengenermittlung, programme, beispiel, natursteinfassaden
Arbeit zitieren
Farsad Tawakol (Autor), 2014, Building Information Modeling (BIM). Vereinfachte Preis- und Mengenermittlung durch computergestützte Programme am Beispiel von Natursteinfassaden, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/272989

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