Gegenüberstellung der Bau- und Planungsabläufe mit und ohne der Methode "Building Information Modeling". Analyse eines Bestandsgebäudes


Bachelorarbeit, 2015

64 Seiten, Note: 1,3


Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abstract

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung
1.1 Problemstellung und Ziel der Arbeit
1.2 Eingrenzung des Themas
1.3 Vorgehensweise

2. Bauen im Bestand
2.1 Maßnahmen im Bestand
2.1.1 Instandhaltung
2.1.2 Modernisierung
2.1.3 Umbau
2.1.4 Erweiterungen
2.1 Baubeteiligte

3. Ablaufplanung im Bestand
3.1 Bestandsaufnahme
3.2 Bauwerksanalyse
3.3 Kostenermittlung
3.4 Sanierungsplanung
3.4.1 Ausführungs- und Detailzeichnungen
3.4.2 Leistungsbeschreibung
3.4.3 Zeit- und Arbeitsplanung
3.4.4 Ausschreibung und Vergabe
3.5 Bausanierung

4. Building Information Modeling
4.1 Grundlagen
4.2 Besonderheiten beim BiB

5. Gegenüberstellung und Auswertung
5.1 Informationsaustausch und Auswertung
5.2 Ablaufplanung und Auswertung
5.3 Kostenplanung und Auswertung
5.1 Qualitätsmanagement und Auswertung

6. Fazit

Literaturverzeichnis

Gesetze, Normen, Richtlinien

Anhänge

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Vorgehensweise

Abbildung 2: Instandhaltung nach DIN 31051

Abbildung 3: Tachymeter

Abbildung 4: Photogrammetrie

Abbildung 5: Laserscanning

Abbildung 6: Lebenszyklus mit BIM

Abbildung 7: Farbliche Abtrennung im Bestand

Abbildung 8:Korrespondenz mit BIM

Abbildung 9: Zentrale Kommunikation

Abbildung 10: Zerstreute und dezentrale Kommunikation

Abbildung 11: Entwurfsplanung nach HOAI

Abbildung 12: Autodesk Revit - Modellerstellung aus Punktwolke

Abbildung 13: Projektbrowser

Abbildung 14: Umbau eines Bürotraktes einer Halle

Abbildung 15: Autodesk Revit – Phasen

Abbildung 16: Variantenplanung

Abbildung 17: Genehmigungsplanung nach HOAI

Abbildung 18: Ausführungsplanung nach HOAI

Abbildung 19: Variantenausführung

Abbildung 20: Ausschreibung und Vergabe nach HOAI

Abbildung 21: RIB ARRIBA – Benutzeroberfläche

Abbildung 22: RIB iTWO – Bemusterung

Abbildung 23: GAEB Austauschphasen

Abbildung 24: Objektüberwachung nach HOAI

Abbildung 25: MS-Project – Balkendiagramm

Abbildung 26: MS-Project – Netzplan

Abbildung 27: RIB iTWO – Zeitplan

Abbildung 28: RIB iTWO – Ausführungsplanung

Abbildung 29: RIB iTWO – Simulation

Abbildung 30: Objektbetreuung nach HOAI

Abbildung 31:Aufwands- und Kostenvergleich

Abbildung 32: Konventionelle Mengenermittlung

Abbildung 33: Auswertung der Kostenplanung

Abbildung 34: Gegenüberstellung - Informationsqualität

Abbildung 35: Sequentieller Planungsaufwand

Abbildung 36: BIM mit mobilen Endgeräten

Abbildung 37: Gesamtbeurteilung

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Kostenzusammenstellung nach DIN 276

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abstract

[Deutsch]

Gegenüberstellung der Bau- und Planungsabläufe mit und ohne die Methode „BIM“ anhand eines Bestandsgebäudes

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Gegenüberstellung der konventionellen Arbeitsweise und der BIM-Methode in Bezug auf Bauen im Bestand. Der Vergleich fixiert sich auf die Bau- und Planungsabläufe. Die gesamte Thesis besteht aus drei Teilen. Im ersten Teil der Bachelor-Thesis erfährt der Leser theoretische Grundlagen zu Abläufen und Arbeiten an Bestandsgebäuden. Des Weiteren wird die Grundfunktionalität des Building Information Modeling vorgestellt. Der zweite Teil der Bachelorarbeit umfasst die Gegenüberstellung und Auswertung der konventionellen Methode mit der BIM-Methode in verschiedenen Kriterienpunkten. Das Fazit entspricht dem dritten Teil der Thesis und fungiert als Schlussbetrachtung. Hierbei wird eine kurze Zusammenfassung der Auswertungen dem Leser präsentiert, um den Leser die Vorteile der BIM-Methode zu zeigen

[Englisch]

Juxtaposition from onsite and planning processes with and without “BIM” at an existing building

The bachelor thesis deals with the contrasting juxtaposition of the BIM method and the conventional method relating to the construction of existing buildings. The comparison is focussed on construction and planning processes. The thesis is separated into three parts. First of all the reader gets to know the theoretical foundations with regard to works and processes on existing buildings. This part also introduces the basic functionality of Building Information Modeling. In the second part is the contrasting juxtaposition and resulting evaluation of both methods in different contrasting points. The conclusion is the last part of the thesis. In this part the reader gets a short summary of all contrasting points to show the reader the pros of using the BIM method

1. Einleitung

1.1 Problemstellung und Ziel der Arbeit

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Gegenüberstellung von Bau- und Planungsabläufen mit und ohne BIM anhand eines Bestandsgebäudes. Hierbei soll es primär um progressive Verbesserungsmöglichkeiten für aktuelle Baumaßnahmen im Bestand gehen. Hierauf Bezug nehmend soll das Building Information Modeling, welches ein innovatives Planungsinstrument im Bauwesen ist, in Hinblick auf Bau- und Planungsabläufe analysiert werden. Im Zentrum dieser Arbeit soll die Gegenüberstellung beider Methoden stehen mit der resultierenden Auswertung bezüglich der Vorteile durch BIM.

Das zurückzuführende Problem liegt in den entstehenden Mehrkosten und Mehraufwand, die durch die konventionelle Planung entstehen. In einer Umfrage sagen 46%[1] von 590 befragten Bauherren, dass die Fertigstellung des jeweiligen Bauvorhabens länger gedauert hat als geplant. Hierbei sprechen 35%[2] von denjenigen Bauherren, dessen Baumaßnahmen sich verlängert haben von einer Bauzeitverlängerung bis zu einem halben Jahr. Des Weiteren sagen 72%[3] der Bauherren, dass die entstandenen Baukosten höher waren als die geplanten Kosten. Von den 72% sprechen knapp Dreiviertel[4] der Befragten von 10% bis 30% Mehrkosten. Als Grund für die entstandenen Bauzeitverlängerungen sprechen die Bauherren meistens von schlechter Organisation und Koordination des Bauvorhabens. Die Abweichung der tatsächlichen Kosten von den geplanten Kosten wird größtenteils begründet mit zusätzlich eingetretenen Bauleistungen bzw. Sonderwünschen. Die meistgelieferten Gründe sind hierbei Resultate aus fehlender Planung, um Entscheidungsprozesse früh abzuwickeln.

Es ist zu klären inwieweit die Planungs- und Bauabläufe verbessert werden können und ob die BIM-Methode eine Generallösung für alle Maßnahmen am Bestandsgebäude ist. Ziel der Arbeit ist es die BIM-Methode durch eine Gegenüberstellung zur konventionellen Ablaufplanung als innovative etablierte Lösung für Bausanierungsmaßnahmen zu demonstrieren.

1.2 Eingrenzung des Themas

Da das Themengebiet der BIM-Methode in Bezug auf Bestandsgebäuden groß und umfangreich ist, soll es in der vorliegenden Arbeit hauptsächlich um die Arbeitsweise aus der Perspektive des Planers gehen. Die Perspektive aus Sicht des Fachplaners und die des Bauherrn werden nur punktuell in den Grundzügen behandelt. Die Untersuchung fixiert sich auf eine vertragliche Vereinbarung auf Grundlage der VOB. Des Weiteren konzentriert sich diese Analyse auf alle Prozesse in Bezug auf die Grundleistungen der LP 1 bis einschließlich LP 9 nach dem Leistungsbild für Gebäude und Innenräumen der HOAI. Im Rahmen der Genehmigungsplanung konzentriert sich die Arbeit nur auf die leistungsbezogenen Auswirkungen auf die anderen Leistungsphasen. In der Ablaufplanung wird die Objektbetreuung zeitnah zur Bauabnahme untersucht und beinhaltet keinen Übergang zum Thema Facility Management.

1.3 Vorgehensweise

Um die Lösung der zentralen Problemstellung zu veranschaulichen, erhält die Arbeit folgende Struktur:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Vorgehensweise5

Im Kapitel Bauen im Bestand wird allgemein das Themengebiet BiB aufgegriffen. In diesem Kapitel werden verschiedene Baumaßnahme beim BiB vermittelt, um verschiedene[5] Erhaltungsmaßnahmen an einem Bestandsgebäude differenzieren zu können. Im weiteren Verlauf werden vereinzelnd die Beteiligte und deren Funktion bei den Maßnahmen im Bestand beschrieben. Das Kapitel Ablaufplanung im Bestand beschäftigt sich detailliert mit Informationen zu den Vorgängen bei Maßnahmen am Bestand. In diesem Teil der Arbeit werden die einzelnen Hauptvorgänge, die sich in einer konventionellen Ablaufplanung im Bestand ereignen, chronologisch erläutert. Das Kapitel Building Information Modeling vermittelt dem Leser die Grundlagen zur Arbeitsmethodik mit entsprechender Angabe der Softwarelösung zur BIM-Methode. Das folgende Kapitel Gegenüberstellung und Auswertung verfolgt das Ziel der Gegenüberstellung der konventionellen Planung mit der demonstrierten BIM-Methode in einzelne Kriterien. Die einzelnen Vergleichspunkte sind hierbei der Informationsaustausch, die Ablaufplanung, die Kostenplanung und das Zeitmanagement. In den jeweiligen Unterkapiteln der Gegenüberstellung befinden sich zu jedem Vergleichspunkt die jeweilige Auswertung in Bezug auf das Themenfeld. Im Fazit der Arbeit werden die Auswertungen in der Gegenüberstellung zusammengefasst und eine Gesamtaussage zur BIM-Methodik anhand eines Bestandsgebäudes getroffen.

2. Bauen im Bestand

Der Oberbegriff Bauen im Bestand (BiB) bezieht sich auf Projekte die anhand eines Bestandsgebäudes mehrere hypothetisch aufeinanderfolgende Ereignisse ermöglichen, die zur Zielsetzung des Projektes führen.

2.1 Maßnahmen im Bestand

Durch die Beachtung aller Zusammenhänge kommen für das Bauen im Bestand mehrere Möglichkeiten in Frage. Die Maßnahmen im Bestand umfassen die Tätigkeiten der Instandhaltung, der Modernisierung, der Umbauten und die der Erweiterungen.[6]

2.1.1 Instandhaltung

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Instandhaltung nach DIN 3105110

Die Instandhaltung umfasst alle Aufgaben, die in Bezug auf alle Kombinationen aus „technischen und administrativen Maßnahmen sowie Maßnahmen des Managements während des Lebenszyklus einer Einheit, die dem Erhalt oder der Wiederherstellung ihres funktionsfähigen Zustands dient, sodass sie die geforderte Funktion erfüllen kann“[7]. Die Kategorie Instandhaltung unter den Maßnahmen beim BiB wird unterteilt in den Feldern Wartung, Inspektion, Instandsetzung und Verbesserung. Die Wartung enthält die Aufgabenfelder zur Verzögerung des Abbaus des vorhandenen Abnutzungsvorrats.[8] Die Inspektion, als weiteres Teilgebiet der Instandsetzung, beinhaltet „Maßnahmen zur Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes einer Einheit einschließlich der Bestimmung der Ursachen der Abnutzung und dem Ableiten der notwenigen Konsequenzen für eine künftige Nutzung.“[9] [10]

Die Unterkategorie Instandsetzung setzt das Merkmal auf die physischen Maßnahmen, die ausgeführt werden, um die Funktion einer fehlerhaften Einheit wiederherzustellen.[11]

Die letzte Unterkategorie der Instandhaltung ist die Verbesserung. Sie definiert die „Kombination aller technischen und administrativen Maßnahmen sowie Maßnahmen des Managements zur Steigerung der Zuverlässigkeit und/oder Sicherheit einer Einheit, ohne ihre ursprüngliche Funktion zu ändern.“[12]

2.1.2 Modernisierung

Die Modernisierung eines Bestandsgebäudes beinhaltet primär bauliche Maßnahmen, die zur nachhaltigen Steigerung des Gebrauchswertes, Verbesserung der allgemeinen Wohnverhältnisse oder der nachhaltigen Einsparung von Energie und Wasser bewirken.[13]

2.1.3 Umbau

Der Umbau eines BiB-Objekts umfasst Umgestaltungen, die auf einen Eingriff in die Konstruktion und in den Bestand des Gebäudes voraussetzen. Ein Umbau behandelt teilweise das Thema des Neubaus und die des Abbruchs von Bestandsgebäuden.

2.1.4 Erweiterungen

Das Erweitern eines Bestandsgebäudes resultiert aus dem Aufstocken, Ergänzen oder eines Anbaus eines bereits vorhandenen Bauwerkes.

2.1 Baubeteiligte

Im Rahmen einer Baumaßnahme befinden sich mehrere Beteiligte zum Koordinieren des Soll-Objektes.

Der Bauherr ist für das Durchführen von Bauvorhaben rechtlich und wirtschaftlich verantwortlich. Es gehört zu seinen Pflichten einen Entwurfsverfasser, Unternehmer und einen Bauleiter für sein Bauvorhaben zu beauftragen. Der Bauherr ist rechtlich verpflichtet nötige Anzeigen und Nachweise nach öffentlich-rechtlichen Vorschriften der Bauaufsichtsbehörde vorzuweisen.[14]

Die Genehmigungsbehörde ist nach Landesbauordnung das Bauamt bzw. die Bauaufsichtsbehörde. Die Aufgabengebiete der Bauaufsichtsbehörde umfassen die Gebiete der baupolizeilichen Angelegenheiten, die der Bauordnungsbehörde sowie Aufgaben einer Baugenehmigungsbehörde.[15]

Der Entwurfsverfasser ist für die Vollständigkeit und Brauchbarkeit des Entwurfs verantwortlich. Dieser Baubeteiligte dient zur Lieferung der notwendigen Einzelzeichnungen, Einzelberechnungen und Anweisungen für die Bauausführung und muss die Kongruenz zu dem genehmigten Entwurf und zu den öffentlich-rechtlichen Vorschriften sicherstellen. Wenn der Entwurfsverfasser das nötige Spezialwissen in einem Fachbereich nicht verfügt, ist er dazu verpflichtet einen geeigneten Fachplaner einzubeziehen.[16]

Die Überwachung und Einhaltung der öffentlich-rechtlichen Vorschriften obliegt dem Bauleiter. Er ist dafür zuständig, dass die Baumaßnahme insbesondere den allgemein anerkannten Regeln der Technik und den Bauvorlagen entsprechend ausgeführt wird. Im Rahmen der Ausführung regelt er den bautechnischen Betrieb der Baustelle und übernimmt die Einhaltung der Arbeitsschutzbestimmungen.[17]

Das bauausführende Unternehmen ist zuständig für die Fertigstellung der zugeteilten Bauarbeiten. Dabei ist zu beachten, dass sie ordnungsgemäß nach den Regeln der Technik arbeitet und die der Bauvorlage entsprechend befolgt. Das bauausführende Unternehmen muss erforderliche Nachweise über die Verwendbarkeit der verwendeten Bauprodukte und Bauarten erbringen.[18]

3. Ablaufplanung im Bestand

3.1 Bestandsaufnahme

Der erste Schritt jener Bestandsaufnahme ist die Bauaufnahme. Eine vollständige Bauaufnahme beinhaltet als ersten Schritt das Aufmaß an Ort und Stelle. Hierbei wird eine zeichnerische Wiedergabe des Objektes in Bestandszeichnungen erstellt. Einschließlich der Bestandszeichnungen werden Detailpunkte beigefügt. Neben den zeichnerischen Elementen wird eine Beschreibung des Objektes hinzugefügt, die eine systematische Auskunft über das Gebäude geben soll, wie zum Beispiel Informationen zur Firstrichtung und zum Tragsystem. Des Weiteren soll eine Beschreibung einzelner Räume folgen, die Daten zum Zustand und zur Visualisierung der Räumlichkeiten geben soll. Es werden daraufhin fotografische Darstellungen angefertigt, die vorher in der Beschreibung erfasst wurden. Bei historischen Bestandsgebäuden ist die Ermittlung von baugeschichtlichen Daten von wichtiger Bedeutung. Signifikante Daten sind beispielsweise die Erbauungszeit oder die Umbaumaßnahmen zu verschiedenen Zeitpunkten.[19] Das Produkt der Bestandsaufnahme erfolgt in der Durchführung von Gebäudeaufnahmen. Der Arbeitsumfang dieses Schrittes beinhaltet die Anfertigung von Grundrissen der jeweiligen Geschosse, das Erstellen von Schnittebenen, Ansichten und die eines Lageplans.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 3: Tachymeter20

Um die Geometrie des Gebäudes aufzunehmen werden verschiedene Verfahren angewendet. In der Praxis wird in der Regel die Tachymetrie, die Fotogrammetrie oder das Laserscanning zur geometrischen Erfassung der Gebäudedaten verwendet. Das elektronische Handaufmaß besitzt als einziges Aufmaßsystem nur eine Genauigkeit auf Dezimeterebene und wird daher nur als Ergänzungsverfahren herangezogen[20]. Der Tachymeter ist ein optoelektronisches Messgerät[21] und errechnet über die Laufzeit des Lasers die einzelnen aufgenommenen Distanzen zu den Einzelpunkten einer Fläche.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 4: Photogrammetrie23

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 5: Laserscanning24

Die Fotogrammetrie[22] gehört zu den ältesten Vermessungsmethoden und vermisst ein Objekt am Bild selbst, indem ein oder mehrere Messbilder überlagert werden und maßstabsgetreu anhand einer Software vermessen wird. Das Laserscanning[23] ist die innovativste und gleichzeitig die kostenintensivste Methode zur Vermessung eines Gebäudes. Die Messtechnik funktioniert ähnlich, wie die Tachymetrie, jedoch wird bei diesem Anwendungsverfahren die gesamte Oberfläche des Objektes gescannt und erstellt eine große Anzahl an Messpunkten. Das Produkt des Laserscannings[24] nennt sich Punktwolke. Die drei Messmethoden haben jeweils Vor- und nach Nachteile, sodass eine Kombination innerhalb der Vermessung sich anbietet und in der Praxis auch verwendet wird. Bestandspläne wie Grundrisse, Schnitte und Ansichten werden in der Regel im Hochbau in einem Maßstab von 1:100 aufgenommen. Der Lageplan wird gewöhnlich in einem Maßstab von 1:500 oder 1:1000 gewählt. Bei[25] Detailkonstruktionen, wie beispielsweise Fenster- und Türenkonstruktionen werden Abbildungsmaßstäbe von 1:5 und 1:10 verwendet. Ein weiterer Bestandteil der Gebäudeaufnahmen ist das dokumentieren von Nachbarobjekten bis zur ersten Fensterachse, um in der Sanierungsplanung Sicherheitskonzepte und Beweissicherung in Bezug auf das Nachbarobjekt zu planen.[26] Ein Bestandsgebäude benötigt je nach Sanierungsfall und Baujahr des Gebäudes eine Baudokumentation. Die Baudokumentation erfolgt in acht Einzelschritten:

1. Auswertung vorhandener Pläne
2. Auswertung vorhandener bildlicher Darstellung
3. Auswertung schriftlicher Quellen
4. Auswertung mündlicher Überlieferungen
5. Bestandsaufnahme des Objektes
6. Fotodokumentation des Objektes
7. Mündliche Beschreibung des Objektes
8. Zusammenfassende Analyse aus Schritt 1-7.

Die Baudokumentation stellt hierbei eine Gesamtdokumentation dar, die als Grundlage für die Bauwerksanalyse steht.[27]

[...]


[1] http://www.interhyp.de/bauen-kaufen/tipps-zur-immobilie/baukosten-gute-planung-zahlt-sich-aus.html,Interhyp AG, (16.11.2015)

[2] Ebd.

[3] Ebd.

[4] Ebd.

[5] Eigene Darstellung

[6] Vgl. Kalusche (2012), S. 44 ff.

[7] DIN 31051:2012-09, 4.1.1

[8] Vgl. DIN 31051:2012-09, 4.1.2

[9] DIN 31051:2012-09, 4.1.3

[10] Eigene Darstellung in Anlehnung an DIN 31051:2012-09, 4.1

[11] Vgl. DIN 31051:2012-09, 4.1.4

[12] DIN 31051:2012-09, 4.1.5

[13] Vgl. Kalusche (2012), S. 46 f.

[14] Vgl. §57 Abs. 1 BauO NRW

[15] Vgl. http://www.juraforum.de/lexikon/bauaufsichtsbehoerde, Einbock GmbH (08.11.2015)

[16] Vgl. §58 BauO NRW

[17] Vgl. §59a BauO NRW

[18] Vgl. §59 BauO NRW

[19] Vgl. Moschig (2014), S.5-8

[20] Vgl. André Borrmann u.a. (2015), S.347-349

[21] Vgl. André Borrmann u.a. (2015), S. 350

[22] Vgl. André Borrmann u.a. (2015), S.353

[23] Vgl. André Borrmann u.a. (2015), S.358

[24] André Borrmann u.a. (2015), S.353

[25] André Borrmann u.a. (2015), S.358

[26] Vgl. Moschig (2014), S.27-43

[27] Vgl. Moschig (2014), S.43-44

Ende der Leseprobe aus 64 Seiten

Details

Titel
Gegenüberstellung der Bau- und Planungsabläufe mit und ohne der Methode "Building Information Modeling". Analyse eines Bestandsgebäudes
Hochschule
Universität Duisburg-Essen  (Institut für Baubetrieb und Baumanagement)
Note
1,3
Autor
Jahr
2015
Seiten
64
Katalognummer
V316745
ISBN (eBook)
9783668162501
ISBN (Buch)
9783668162518
Dateigröße
2410 KB
Sprache
Deutsch
Schlagworte
BIM, Building, Information, Modeling, Bestandsgebäude, Bauablauf, Bauingenieurwesen, Bauinformatik, Planungsablauf, Bauabläufe, Kostenplanung, Terminplanung, Gegenüberstellung, Vergleich
Arbeit zitieren
Ayosha Aghazadeh (Autor), 2015, Gegenüberstellung der Bau- und Planungsabläufe mit und ohne der Methode "Building Information Modeling". Analyse eines Bestandsgebäudes, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/316745

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