Informierte Architektur: Building Information Modelling für die Architekturpraxis 9783035619133, 9783035619027

Citation preview

Marco Hemmerling Boris Bähre

INFORMIERTE ARCHITEKTUR

Building Information Modelling für die Architekturpraxis

Birkhäuser Basel

Marco Hemmerling Boris Bähre

INFORMIERTE ARCHITEKTUR

Building Information Modelling für die Architekturpraxis

Birkhäuser Basel

INHALT

VORWORT

6

Vanessa Miriam Carlow

PROLOG

8

Marco Hemmerling, Boris Bähre

INFORMIERTE ARCHITEKTUR

10

BUILDING INFORMATION MODELLING

18

 PRAXIS 1  MERCEDES-BENZ MUSEUM

30

Stuttgart

ORGANISATION

46

LIFECYCLE

47

BIM IM BESTAND

48

FRONTLOADING

49

BIM – BAM – BOOM

50

DIGITAL TWIN

5 1

RICHTLINIEN

52

EIR – BEP – MIDP

54

LOD – LOG – LOI

56

DIMENSIONEN

59

SIZE MATTERS?

60

 PRAXIS 2 

ASTOC ARCHITECTS AND PLANNERS

62

Köln

BARKOW LEIBINGER

72

Berlin

EIKE BECKER ARCHITEKTEN Berlin

82

TECHNOLOGIE MODELLIERUNG

92 93

LEVELS OF BIM

95

LITTLE – BIG – CLOSED – OPEN

96

COMMON DATA ENVIRONMENT

98

DATENAUSTAUSCH

99

BIM-SOFTWARE

101

  PRAXIS 3 

DELUGAN MEISSL ASSOCIATED ARCHITECTS

104

Wien

EM2N

116

Zürich

SOZIOLOGIE

128



EIN SOZIOTECHNISCHES SYSTEM

129



VERTRAUEN

130



NEUE ROLLEN

13 1

FEHLERKULTUR

134

BIM-SPRACHE UND -VOKABULAR

134

 LEHRE & FORSCHUNG  MIRCO BECKER

136

Leibniz Universität Hannover

JAKOB BEETZ

146

RWTH Aachen

ULRICH BLUM, HENRIETTE STROTMANN

154

FH Münster

EPILOG

164

Peter Russel

GLOSSAR

166

LITERATURVERZEICHNIS 172 ABBILDUNGSVERZEICHNIS

174

AUTOREN 175

VORWORT Vanessa Miriam Carlow

Als 2003 ein globales Medienunternehmen ein Konzerthaus ­eröffnete, führte der berühmte US-amerikanische Architekt Frank O. Gehry in einschlägigen Fachmagazinen auch die in die Planung eingeflossene Rechnerzeit als Beleg für die hohe Güte dieses Bauwerks an  – damals ein Argument, dem wenig entgegenzusetzen war und das in der Folge insbesondere architekturtheoretische Diskussionen provozierte. Nur etwas mehr als 15 Jahre später würde Gehrys Aussage vielleicht als kurios gewertet. Digitale Anwendungen durchdringen mittlerweile alle Bereiche des Lebens und der Arbeit. Für die zeitgemäße und innovative Architektur untersucht die Publikation Informierte Architektur die Potenziale digitaler Planungsmethoden. Das Buch diskutiert und illustriert begreiflich eine Reihe progressiver, praktikabler und anwendungs­orientierter Lösungen. Dabei bietet es einen Überblick über mögliche Anwendungen in allen Phasen der Architekturpraxis  – vom Entwurf über die Realisierung bis hin zum Betrieb von Gebäuden. Wenngleich in ­ nwendungsfelder verschiedenen Schlaglichtern unterschiedliche A digitaler Werkzeuge und auch deren ­Genese­und Einfluss auf die Architektur in den letzten Jahrzehnten in ­ ­ einem theoretischen ­Ansatz aufgezeigt werden, stehen zeitgenössische Prozesse des architektonischen Entwerfens und Planens im Vordergrund. Anhand von Beispielen aus Praxis, Lehre und Forschung werden ­Ergebnisse, Potenziale, aber auch Herausforderungen digital basierter Prozesse erfahrbar gemacht. In meiner Arbeit ist die Erforschung und Entwicklung ­digitaler, datengetriebener Werkzeuge im Bereich der Stadtplanung von zentraler Bedeutung. So arbeiten wir am Institute for Sustainable ­Urbanism der TU Braunschweig derzeit daran, Partizipation in Prozessen formaler Planung neu zu denken, indem wir sie im Spie­ ebenswelten verstehen. gel der digitalen Bedingungen heutiger L Ziel ist es, Teilhabe mittels Planungs- und Partizipationsprozessen – ­ esellschaftlichen Gruppen wissenschaftlich fundiert  – breiteren g und Schichten zu öffnen. Dort sehen wir wichtige Schnittstellen zu den in der vorliegenden Publikation vorgestellten Methoden. Mithilfe immersiver Medien wie Virtual oder Augmented Reality können zum

6

Beispiel hochbauliche Planungen in ihrem städtebaulichen Kontext anschaulich abgebildet und so der Diskussion oder Koproduktion ­einer breiteren Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Gleichzeitig können völlig neue Möglichkeiten offenbart werden, den Menschen in den Mittelpunkt der entwerferischen und planenden Praxis zu stellen. Einige Städte, Länder und Kommunen machen uns das bereits vor. Denkt man an öffentliche Bauten und ihre digitalen Zwillinge, ergeben sich beispielsweise im Bereich von Universi­täten, Schulen oder Museen vielfältige neuartige Lösungen, die in den Insti­tutionen vorhandenen Ressourcen effektiver zu nutzen. Aufbauend auf der Methode des Building Information ­Modellings (BIM) kann so zum Beispiel der Ressourcen- und Energiebedarf neuer Gebäude und Stadtquartiere genauer veranschlagt oder die »graue Energie« von Bauten am vermeintlichen Ende ihres Lebenszyklus bewertet werden. Einer nachhaltigeren, ressourcen­ schonenden Architektur und Stadtentwicklung könnte so Vorschub geleistet werden. Die mittels BIM erzeugten Daten und Informa­ tionen werden selbst zu einer Ressource, die es nachhaltig zu managen gilt. Das größte Potenzial datengetriebener Anwendungen liegt aber in der Möglichkeit, die Expertise ganz unterschiedlicher Diszi­plinen in gemeinsamen Modellen zusammenzubringen – nicht nur die von A ­ rchitekten1 und Ingenieuren, sondern auch die von Soziologen, Landschaftsplanern, Geoökologen oder Mobilitäts­ ­ planern. So könnten wir zur multidimensionalen und multiskalaren, holistischen ­Bewertung der gebauten und geplanten Umwelt kommen – hoch relevant angesichts unserer planetaren Grenzen.

1



Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wurde in vorliegender Publikation die männliche Form gewählt, nichtsdestoweniger beziehen sich die Angaben auf Angehörige aller Geschlechter.

7

PROLOG Marco Hemmerling und Boris Bähre

»Technology is the answer but what was the question?«1 Cedric Price

AUF DEM WEG ZU EINER INFORMIERTEN ARCHITEKTUR

1

8

Cedric Price (1979): Pidgeon’s Audio Visual publication.

Die von Cedric Price vor mehr als 40 Jahren formulierte Frage gibt auch heute noch zu denken – besonders in Zeiten, da die Digitalisierung auf alle Lebens- und Arbeitsbereiche unaufhaltsam einwirkt und diese umfassend verändert. Doch wie sehen diese Veränderungen aus? Welche Chancen und Risiken sind damit verbunden? ­Warum sollten wir überhaupt unsere Gewohnheiten, Denk- und Handlungsweisen anpassen und welcher Wert liegt dieser Transformation zugrunde? Diese Fragen lassen sich nicht kategorisch beantworten, da die Veränderungen meist graduell verlaufen und nicht abrupt Einzug halten. Viele der neuen Technologien werden immer noch eingesetzt, um bestehende Prozesse zu optimieren und sie effizienter zu gestalten. So simuliert zum Beispiel das zeichnungsorientierte Arbeiten mit CAD-Programmen lediglich traditionelle Prozesse mithilfe digitaler Werkzeuge. Das fundamentale Verständnis ist demnach noch das gleiche wie zuvor. Zum anderen verstellt der Hype um künstliche Intelligenz (KI), Blockchain und Drohneneinsatz, Industrie 4.0, Digitale Fabrikation und Building Information Modelling (BIM) den Blick auf wesentliche Fragestellungen und Probleme, die wir als Architekten, Ingenieure und Planer zu lösen versuchen. Diese sind in der Regel nicht in der Technologie begründet, sondern in gesellschaftlichen, sozialen, ökologischen, wirtschaftlichen und kulturellen Kontexten. Wenn wir unser planerisches und bauliches Handeln nach den Maßstäben einer nachhaltigen, sozialen und gerechten Umwelt innerhalb der Ressourcengrenzen des Planeten ausrichten, dann müssen wir nicht nur verstehen, wie, sondern auch warum wir entwerfen, planen und bauen. Wie können wir also digitale Technologien einsetzen, um mit weniger mehr zu erreichen? Wie lassen sich die Konsequenzen von Entwurfsentscheidungen besser voraussagen und wie können wir möglichst alle Projektbeteiligten frühzeitig in diese Prozesse einbinden? Der programmatische Titel des Buches Informierte Architektur steht stellvertretend für einen

integralen Ansatz, der Antworten auf diese Fragestellungen sucht. Der Wunsch nach Orientierung und Verbindlichkeit ist besonders in Zeiten der Veränderung nachvollziehbar. Ein Buch über einen sich dynamisch entwickelnden Prozess zu schreiben, ist jedoch eine Herausforderung. Zum einen, da nicht klar ist, ob sich der Fokus der dargestellten Themen in Zukunft doch anders entwickeln wird, und zum anderen, weil die aktuellen Erkenntnisse lediglich Momentaufnahmen eines laufenden, längst noch nicht abgeschlossenen Prozesses sind. Eine Entwicklung, die zunächst von technologieaffinen Spezialisten und Bauherrenvertretern im angloamerikanischen Ausland vorangetrieben wurde, hat  – nach anfänglichem Zögern  – nun auch im deutschsprachigen Raum unverkennbar Einzug gehalten. Dabei sind neben vollmundigen Versprechungen und absoluter Begeisterung auch große Unsicherheit und deutliche Kritik bis hin zu konsequenter Ablehnung zu beobachten. Es gibt demnach einen großen Informationsbedarf hinsichtlich der Voraussetzungen und möglichen Strategien bei der Implementierung und Anwendung ­digitaler Prozesse im Bauwesen. Wir begegnen diesem Bedarf in der vorliegenden Publikation mit einem konstruktiv-kritischen Blick auf die aktuelle Diskussion und haben versucht, das nötige Grundlagenwissen anschaulich aufzubereiten und die wichtigsten Zusammenhänge verständlich zu erläutern. Die leider oftmals fehlende Verbindung von Berufspraxis und akademischer Arbeit wollen wir dabei bewusst herausstellen und stärken. Da wir selbst als Architekten in der Berufspraxis sowie in Lehre und Forschung tätig sind, ist es uns wichtig, die Themen aus dem Blickwinkel der Architektur und nicht aus einer technologischen oder institutionellen Perspektive zu betrachten. Wir haben dazu, neben unseren eigenen Erfahrungen, die Expertise renommierter Architekturbüros sowie die Methoden und Erkenntnisse ­diverser Hochschullehrender über Interviews und Projektbeispiele in die Publikation mit aufgenommen, um den Diskurs auf eine breite Basis zu stellen und so die Vielfalt an Sichtweisen und individuellen Schwerpunkten aufzeigen zu können. Im Vordergrund stand auch hier die Frage nach dem Warum, sprich nach einer – von einer architektonischen Haltung und baukulturellen Qualität geprägten – Strategie im Umgang mit digitalen Prozessen in der Architektur. Das Buch richtet sich an Architekten, Planer und Ingenieure sowie an Studierende und Lehrende, die – mit Offenheit, Neugier und Interesse an einem veränderten Verständnis der Prozesse im Bauwesen – bereit sind, neue Wege zu gehen. Wir stehen mit der Digitalisierung in der Architektur erst am Anfang einer neuen Ära: Viele Gewissheiten werden infrage gestellt, Gewohntes wird sich maßgeblich verändern und vor allem wird Neues entstehen. Wir hoffen, dass dieses Buch dafür als nützliche Orientierung dient, im besten Falle wichtige Erkenntnisse und Inspirationen liefert und zu einem wertvollen Nachschlagewerk für das eigene Planen und Handeln wird. Auch wenn es sehr zügig gehen sollte, wir werden uns wohl die Zeit für eine geordnete und eigen gestaltete digitale Transformation nehmen müssen. Auf diesem Wege wünschen wir interessante Einblicke und viel Spaß bei der Lektüre!



9

INFORMIERTE ARCHITEKTUR

»We shape our tools, and thereafter our tools shape us.« 1 Marshall McLuhan

1

Marshall McLuhan (1970): Die magischen Kanäle – Understanding Media.



In Anlehnung an Winston Churchill (1943): »We shape our buildings, and thereafter our buildings shape us.«

2 Robin Evans (1995): The Projective Cast: Architecture and Its Three Geometries.

10

Neue Technologien bewirken unabhängig von ihren Inhalten eine Veränderung der Wahrnehmung und des Denkens. Sie stellen neue Realitäten her. Für Marshall McLuhan wirkt die Entwicklung der Medientechnologien demnach als Triebfeder für sozialen Wandel. Digitale Inhalte beeinflussen die Räume, in denen wir leben, die Objekte, die uns umgeben, die Bilder, die wir sehen, und die Geräusche, die wir hören. Sie formen eine erweiterte Erkenntnis und Empfindung unserer Realität. Diese Entwicklung hat nicht nur einen radikalen Wandel unserer Umwelt zur Folge, sondern erzeugt darüber hinaus einen Gestaltungs- und Handlungsraum für Architekturschaffende. Die fortschreitende Digitalisierung schafft somit auch neue Randbedingungen für die Berufsbilder im Bauwesen. Im Entwurfs- und Planungsprozess ist der Computer nicht mehr wegzudenken und auch die Herstellung und Nutzung von Gebäuden basiert zunehmend auf der Integration digitaler Technologien. Doch worin besteht das Potenzial dieser technologischen Entwicklung für die Arbeit des Architekten? Der englische Architekturtheoretiker Robin Evans beschreibt in seinem Buch The Projective­­­ Cast  2, wie die Entwicklung der Architektur durch den Einfluss der Darstellungsmethode geprägt wurde. Besonders am Beispiel der Perspektivkonstruktion zeigt er anschaulich den ­Zusammenhang zwischen der Repräsentationsform und der Konzeption von architektonischen Entwürfen auf. Nach Evans sind alle planerischen und baulichen Aktivitäten eines Bauvorhabens mit den Mitteln einer projektiven Transaktion beschreibbar. Am Anfang steht dabei der innere Dialog des Gestalters über Skizzen und Zeichnungen, die als Artefakte erste Ideen sichtbar machen und so den Entwurfsprozess befördern. Die Kommunikation und Präsentation des Architekturentwurfs für andere Projektbeteiligte erfolgt klassischerweise über räumliche Darstellungsmethoden. Im dritten Schritt wird das Projekt mittels orthografischer Pläne für die Ausführung beschrieben. Die Fülle der Repräsentationsarten erfordert es, sich mit den Techniken und den Eigenarten der unterschiedlichen Werkzeuge vertraut zu machen, um diese gezielt für die eigene Arbeit auswählen und einsetzen zu können.

KT IVE PE

RS PE

SNG LU TEL NE RS VO EBE

PROJEKT

UN HM E NE HR EBEN WA GS

ORTHOGRAFISCHE PROJEKTION

Architetcture and Its Three Geometries Robin Evans

Digitale Werkzeuge bieten uns heute auf jeder der von Robin Evans beschriebenen Ebenen neue Möglichkeiten. Sowohl die Darstellung im Entwurfsprozess sowie die Kommunikation mit Projektpartnern als auch die Realisierung des Gebäudes auf der Grundlage von Datenmodellen basieren auf digitalen Methoden, die ein neues Verständnis der Architekturproduktion erfordern. Ein wesentlicher Vorteil in der Verwendung computergestützter Werkzeuge liegt in den vielfältigen Möglichkeiten, diese einzelnen Prozesse strategisch miteinander zu verknüpfen, Synergien zu nutzen und Abhängigkeiten frühzeitig zu erkennen und so nutzbar zu machen. Welche Potenziale und Anforderungen ergeben sich daraus für das Entwerfen, Bauen und Nutzen einer, in diesem Sinne, informierten Architektur?

ENTWURFS- UND PLANUNGSPHASE Der architektonische Entwurfsprozess ist von einer intuitiven Herangehensweise geprägt, die scheinbar nur schwer über den Computer erzeugt werden kann. Insbesondere bei Studierenden und der jüngeren Generation von Architekturschaffenden lässt sich dennoch bereits in der frühen Konzeptphase des Entwurfs eine selbstverständliche Ablösung des Stiftes durch den Computer beobachten. Das Potenzial des digitalen Entwerfens basiert jedoch nicht auf der Simulation von vormals analogen Operationen, sondern auf der Nutzbarmachung rechnerimmanenter Prozesse zur Erfassung, Verknüpfung, Verarbeitung und Auswertung komplexer Wechselbeziehungen. Hier liegt ein wesentlicher Unterschied



11

zur klassischen CAD-Anwendung, die zwar den Zeichenprozess ­unterstützt, aber keine neue Qualität der Entwurfsmethodik an sich darstellt. ­Digitale Werkzeuge unterstützen es hingegen durchaus, neue Wege zu g ­ ehen und räumliche Konzepte unter dem Einfluss von unterschiedlichen Parametern prozesshaft zu entwickeln. Da die Ergebnisse in Echtzeit dargestellt werden, entsteht ein d ­ irekter Dialog zwischen Entwerfendem und Entwurf. 3 Die Entwurfstätigkeit wird bei dieser Art der Architekturproduktion in hohem Maße von der Informa­tionstechnologie unterstützt, die gleichsam einen intuitiven Zugang bietet. Diese neue Entwurfsmethodik setzt allerdings sowohl architektur- als auch computerspezifische Kenntnisse voraus.

PRODUKTIONS- UND BAUPHASE Computergestützte Fertigungsmethoden ermöglichen die Übertragung digitaler 3D-Daten in physische Modelle, Prototypen und Bauteile. 3D-Drucker, Lasercutter, CNC-Fräsen und Roboter haben längst Einzug in die Bauproduktion erhalten. Digital erzeugte und maschinell gefertigte Bauteile erweitern das konstruktive Spektrum und beziehen die Randbedingungen, die sich über die Materialwahl und die Fertigungslogik ergeben, in den Entwurfsprozess ein. Die Erkenntnisse aus den Fertigungsverfahren fließen zudem als Parameter wieder in den digitalen Planungsprozess zurück. Diese Fertigungsmethoden haben jedoch nicht konsequenterweise eine formale Veränderung der Architektur zur Folge und definieren auch nicht a priori eine standardisierte Architektur. Vielmehr gilt es, die Methoden für die Weiterentwicklung und Optimierung der Bauprozesse anzuwenden. Neben einer ressourceneffizienten Produktion und einer materialspezifischen Planung entsteht durch die direkte Verbindung von Planung und Konstruktion eine Langlebigkeit der Architektur, wenn man so will eine digitale Nachhaltigkeit. In diesem Sinne ist die Anwendung digitaler Fabrikationsmethoden nicht nur einzelnen Bauwerken hoher Komplexität zuzuschreiben.

BETRIEBS- UND NUTZUNGSPHASE

3 Otl Aicher (1991): analog und digital. 4 Rem Koolhaas (2018): elements of architecture. 5 Charles Jencks (1971): Architecture 2000: Predictions and Methods.

12

Die fortschreitende Informierung der Architektur erweitert unseren Gestaltungs- und Handlungsraum auch in der Nutzung von Gebäuden. Intelligente Bauteile, die über cyberphysikalische Schnittstellen und Sensoren Informationen aufnehmen, verarbeiten und in zeitgebundene Raumszenarien überführen, sind bereits Teil unserer gebauten Realität. Anschaulich war diese Entwicklung in der von Rem Koolhaas kuratierten Ausstellung Elements of Architecture zur Architekturbiennale 2014 4 in Venedig zu sehen. Die zunehmende Integration technischer Endgeräte in unsere physische Umgebung kann im Bewusstsein des Nutzenden den Effekt eines subjektiven Raumkontinuums intensivieren – über die gebaute Realität hinaus. Als Konsequenz dieser Entwicklung steigt die Bedeutung der virtuellen Raumproduktion als architektonisch relevanter Aspekt gegen­ über der baulichen Tektonik. Sie erweitert das Aufgabengebiet in Ric­htung einer benutzerabhängigen Veränderbarkeit der räumlichen

Wahrnehmung und schafft darüber hinaus eine neue Interaktionsebene zwischen Mensch und Raum. Die Bedeutung der physischen und materiellen Umgebung wird in dem Maße geringer, wie die Attraktivität des Informationskontextes steigt. Die flexiblen Strukturen der Informationsarchitektur können hier einen relevanten Beitrag zur Architektur leisten, wenn sie bereits im Entwurfsprozess als Grundlage einer gestalterischen Intention entwickelt und erkennbar werden. Konsequenterweise schließt eine solch ganzheitliche Betrachtung ebenfalls die mögliche Nachnutzung, den Rückbau und die Wiederverwendung der Materialien und der verwendeten Ressourcen mit ein.

ARCHITEKTUR VERSUS INFORMATIONSTECHNOLOGIE Die vielen Facetten des Digitalen in der Architektur zeichnen ein heterogenes Bild – ähnlich der berühmten Grafik Evolutionary Tree to the Year 2000 von Charles Jencks aus dem Jahr 1971, in der er die Einflüsse unterschiedlicher gesellschaftlicher und technologischer Strömungen mit architektonischen Haltungen organisch ineinander fließen lässt. 5 Die Wechselwirkung von Architektur und Informationstechnologie lässt sich somit nicht als Endpunkt einer linearen Entwicklung oder als definierten Kreuzungspunkt verschiedener Entwicklungen beschreiben. Vielmehr gibt es zahlreiche Vorgeschichten und verzweigte Stränge, die sich gegenseitig beeinflussen. Zudem ist diese Entwicklung keine rein technologische, sondern sie wird durch gesellschaftliche und kulturelle Randbedingungen geformt.

1900

1910

1920

1930

1940

1950

Evolutionary Tree of the Year 2000 Charles Jencks

1960

1970

A.LOOS

LOGICAL

INDUSTRIAL DESIGN

STIRLING

WAGNER

BEHRENS

AMSTERDAM SCHOOL DE STIJL GROPIUS

BAUHAUS

AALTO

SOCIAL-IDEALIST

SPEER

BACON

MCKIM MW

LUTYENS

NATIONALIST AUTOBAHNEN

KUROKAWA

POST MODERN BENSON

STIRLING ROSSI UNGERS

EXPOS

BUREAUCRATIC

MONEO

MIES NEO-INTERNATIONAL STYLE SOM

CLASSICISM

GEHRY

TAC

FACIST

MEJER

PRAGMATIC

HISTORICISM

HISTORICAL REVIVALIST

BEAUX ARTS

MINIMALISM

HOLLEIN SITE

JENCKS

CHANDIGARH

MEGAPLOIS

YRM

HOX

MODERN CLASSICISM

COPRORATE MODERNISM

CLASSIC REVIVALISM

REACTIONARY MODERNISM LINCOLN CENTRE

HOOD

RACIST

ART DECO

AALTO CAPITALIST & COMMUNIST TRADITION SCHAROUN

LIBESKIND

NEO-EXPRESSIONSIM

HORTA

INTUITIVE

BROOKES

YEANG

ROGERS

VENTURI

LLC INTERNATIONAL STYLE BREUER LLC

HEROIC PERIOD

MIES

BURNHAM SELFMONUMENTAL CONSCIOUS

NEW MODERNISM PAWSON ANDO

OSOZAKI

KAHN

BRUTALISM LE CORBUSIER

PURISM ARTS & CRAFTS BERLAGE

FOSTER

NERVI EAMES

LE CORBUSIER

2000

MAKI

EISENMAN CIAM

FUNCTIONALISM

1990

HIGH TECH

PROUVE

WERKBUND RATIONALISM

IDEALIST

1980

FOSTER ROGERS

ULM

GAUDI ART NOUVEAU WRIGHT

EXPRESSIONISM AALTO

FUTURISM

NATIONAL ROMANTICISM

WRIGHT

HARRIS

ARM

POP

WRIGHT

ARCHIGRAM

EISENMAN

ARAU

SCHINDLER

GEHRY

UTOPIA UTOPIE METABOLISM

ACTIVIST

PARTICIPATION IN DESIGN

BIOMORPHIC GEHRY

FOA

DECONSTRUCTION

SITE

YEANG

KOOLHAAS NOX

CONSTRUCTIVISM ECSTATIC TESSENOW

UNSELF CONSCIOUS 80 % OF ENVIRONMENT

CATALOGUE ARCHITECTURE

TRADITIONAL HYBRID

LE CORBUSIER

WRIGHT

KOCH TECHBUILT DO-IT-YOURSELF

PESSAC

GARDEN CITIES WELWYN

FOLK

WHEATLEY ACT

REVIVAL

HAUSZINSTEUR LOUCHEUR ACT

TCPA

PLASTICS

HHFA PHA

CONSUMER MODERN

WAR MINIMAL

CAD

GIZMOLOGY

MOBILE

ASIAN MIRACLE

AGA KHAN AWARDS

GLOBALISATION

ROGERS

INTERNET MILLENIUM

OZONE HOLE NATURAL CAPITALISM

13

Vor allem ist sie aber noch im Fluss – wir befinden uns derzeit mitten in dieser digitalen Transformation. Insofern stehen wir dem Prozess noch zu nahe, um ihn abschließend beschreiben zu können. Dies bedeutet auf der anderen Seite, dass wir die Möglichkeit haben, diese Evolution aktiv mitzugestalten. Hieraus ergeben sich zwei mögliche Perspektiven:

Wie prägt das Digitale das architektonische Denken? Technologische Entwicklungen verhalten sich nie neutral gegenüber Denkansätzen und Herangehensweisen. Der Einsatz von Computersystemen verändert nicht nur die Arbeitsweise der Architekten, er führt auch vielfach zu einem neuen architektonischen Verständnis. Mithilfe digitaler Werkzeuge lassen sich heute Entwürfe generieren, wie sie zuvor technisch und formal kaum möglich waren, da sie aufgrund ihrer Komplexität an den zur Verfügung stehenden zeitlichen und technologischen Mitteln scheiterten. Eine durchaus kritische Haltung zur formalen Abhängigkeit zwischen der Architektur und dem Computer nimmt Greg Lynn ein, einer der frühen Protagonisten digitaler Freiformenwelten: »Es gibt eine Sprache der Gestaltung, die der Computer mit sich bringt, und zuerst macht man, was die Software gut kann.« 6 Aus dieser »werkzeuggebundenen Freiheit« sind ab Mitte der 1990er Jahre viele amorphe Blob-Architekturen entstanden, die auch umgekehrt technologische Entwicklungen in der baulichen Umsetzung vorangetrieben haben. Die parametrische Freiformarchitektur hat zudem eine eigene Ästhetik entwickelt, die Patrik Schumacher als Parametrismus sogar zu einem neuen Internationalen Stil erhoben hat. 7

Welche Wirkung kann der architektonische Diskurs auf die Informationstechnologie haben?

6 Greg Lynn, zitiert nach: Peter Cachola Schmal (2001): digital real. 7

Patrik Schumacher (2009): Parametrismus – Der neue International Style.

8 Christopher Alexander (1979): A Pattern Language – Towns, Buildings, Constructions. 9 Pierre Smolarski (2017): Rhetorik des Designs – Gestaltung zwischen Subversion und Affirmation. 10 Unter anderem Kenz­o- Tange oder das Team 10 um Peter und Alison Smithson sowie Aldo van Eyck. 11 Anne Mikoleit (2011): Structuralism Reloaded. 12 Hans M. Wingler (2008): Das Bauhaus: Weimar, Dessau, Berlin 1919 – 1933.

14

Bei dieser Betrachtung ist der Einfluss, den die Architekturdebatte der 1960er und 1970er Jahre auf die fortschreitende Entwicklung in der Informatik ausübte, nicht zu unterschätzen. Vor allem Christopher Alexanders Publikation A Pattern Language kann in diesem Sinne als programmatischer Beitrag aus der Architektur verstanden werden. 8 So weisen die von ihm verwendeten Begrifflichkeiten aus der Sprachwissenschaft (wie zum Beispiel Vokabular, Syntax und Grammatik) schon deutlich den Weg zur Informatik. Seine Überlegungen zu Entwurfsmustern in der Architektur hatten in der Folge unter anderem nachhaltigen Einfluss im Softwareengineering und im Bereich der Mensch-Computer-Interaktion (Human-computer interaction, HCI). 9 Die Reflexion der technologischen Entwicklung auf räumliche und gesellschaftliche Strukturen durch Architekten wie Cedric Price und die Gruppe Archigram um Peter Cook sowie die Vertreter des Strukturalismus 10, die den systemischen Ansatz aus der Linguistik in die Architektur überführten, erzeugte ein über die

Architektur hinausgehendes Denken, das in die Zukunft blickte. Vor dem Hintergrund der fortschreitenden Digitalisierung der Prozesse in der Architektur greifen die aktuellen entwurfsmethodischen Diskussionen in der Tat wesentliche Gedanken dieser Zeit wieder auf. 11

1 2

3-JAHR

A

STOFFE N

DE N

W

S

EB

GL

EN

WISSEN

E

BAU U. INGENIEUR

ON

VERSUCHSPLATZ ENTWURF

FA RBE RA

GE

E UM EHR KOMLEHRE-FARBLL RE H PO S ITI ON S L E

EV

TON

N IO KT G TRU UN LEHRE DER KONS TELL RS UND DER DA

BAU

HR

WEMAT RK

HOL Z

BAUPLATZ

RE EH

EIN ST

RS TU D

M IU

ND - U RE AL GLEH I ERZEU

TALL ME

VOR LE HR

JAHR

E

VO RL NAT U

LE

MA T TE ELE E STAT R RIE M E N H STU TARE FORMLE ERK DIEN IN DER VORW

Schema zum Aufbau der Lehre am Bauhaus Walter Gropius

»DEN BAU DER ZUKUNFT GEMEINSAM GESTALTEN« 2019 wurde das Bauhaus zum hundertjährigen Gründungsjubiläum ausführlich gefeiert. Im Gründungsmanifest formulierte Walter Gropius den Anspruch, das Bauen als Gesamtkunstwerk zu verstehen, welches Architektur, Handwerk und Kunst in idealer Einheit verbindet. 12 In einer interdisziplinären Werkgemeinschaft sollte der »Bau der Zukunft« erdacht und erschaffen werden. In Anbetracht dessen scheint der zuvor beschriebene Ansatz wenig innovativ zu sein, bezieht er sich doch auf die gleichen Themen, die das Bauhaus bereits vor einem Jahrhundert proklamierte: Interdisziplinarität, Verbindung von Architektur und Handwerk und nicht zuletzt auch die Zukunft des Bauens. Andererseits ist der Anspruch an das Bauen als Gesamtkunstwerk noch immer aktuell und fordert mit veränderten Randbedingungen neue Denk- und Handlungsweisen ein. Interdisziplinäre Zusammenarbeit, Anwendung neuer Werkzeuge und innovativer Methoden sowie forschendes Lernen bedeuten, auch Bekanntes infrage zu stellen und Perspektiven zu wechseln. Dies erfordert eine aktive Beschäftigung mit den digitalen Technologien. László Moholy-Nagy hatte diese Notwendigkeit bereits zu Zeiten des Bauhauses erkannt:

15

»Maschinen benutzen heißt, im Geiste des Jahrhunderts zu handeln … Wir können Herr über die Maschine sein oder ihr Sklave.« 13 Deshalb ist es wichtig, dass Architekturschaffende Verantwortung übernehmen, indem sie die Digitalisierung für ihre Prozesse nutzbar machen, um nicht umgekehrt von ihnen bestimmt zu werden.

THE NEXT BIG THING? Die steigende Leistungsfähigkeit der Computersysteme und deren Entwicklung hin zu einer künstlichen Intelligenz (KI) wird zukünftig vermutlich deutlich mehr Einfluss auf die Arbeitsprozesse und unsere Vorstellung von Architektur haben, als wir es heute absehen können. Dabei wird es nicht darum gehen, Computern menschliche Denk- und Entscheidungsprozesse beizubringen, wie es noch in den Visionen der 1950er Jahre angedacht war. Vielmehr besteht der heutige Ansatz darin, über maschinelles Lernen die enormen ­Datenmengen zu filtern, darin Muster zu erkennen, Bezüge herzustellen und auf deren Grundlage informierte Entscheidungsprozesse zu gestalten. So könnten zum Beispiel unterschiedliche räumliche Aspekte wie das Verhältnis von Raumgröße, Erschließung und Belichtung miteinander in Beziehung gebracht und optimiert werden oder ein frühes Konzeptmodell im Entwurfsprozess analysiert und automatisiert in ein parametrisches Gebäudedatenmodell überführt werden. Die Wechselwirkung von technologischer Entwicklung und architektonischer Konzeption führt nicht automatisch dazu, dass wir nun alles anders machen müssen. Dennoch erzeugt die ­Digitalisierung einen kulturellen Wandel, den wir aus der Architektur heraus mitgestalten sollten. Diese Veränderung führt aus verständlichen Gründen auch zu Widerständen. Der Umstieg vom Vertrauten zum Neuen fällt naturgemäß schwer, gerade wenn es darum geht, Bewährtes infrage zu stellen, zumal das Neue zum jetzigen Zeitpunkt bei Weitem nicht perfekt ist. Viele Anwendungen sind komplex und schwierig zu bedienen und unterstützen nicht wirklich einen kreativen und intuitiven Entwurfsprozess. Trotzdem spricht vieles dafür, sich darauf einzulassen und sich einzubringen. Die Informationstechnologie wird den menschlichen Intellekt und seine Intuition nicht ersetzen, aber sie kann dabei unterstützen, Entwurfsmethoden und Bauprozesse integrativ neu zu denken.

13 Laszlo Moholy-Nagy, zitiert nach Sibyl Moholy-Nagy (1972): Laszlo Moholy-Nagy – ein Totalexperiment.

16



17

BUILDING INFORMATION MODELLING

»Architecture demands a broad, co-ordinating mind, not the narrow specialist.« 1 Walter Gropius

WARUM BIM? In den letzten zehn Jahren hat die Digitalisierung eine Vielzahl von Industriezweigen nachhaltig verändert. Im Zuge dieser Transformation kam es zu einer enormen Steigerung der Produktivität, Produktqualität und Produktvielfalt in den unterschiedlichsten Bereichen. Auch in der Bauindustrie werden zunehmend digitale Technologien für die Planung, die bauliche Umsetzung und den Betrieb von Gebäuden eingesetzt. Dennoch weist der Bausektor im Vergleich zu anderen Industriezweigen weiterhin den geringsten Digitalisierungsgrad auf, wie dem McKinsey-Report von 2017 2 zu entnehmen ist: »Während die deutsche Gesamtwirtschaft seit 1995 um 1,32 Prozent jährlich produktiver wurde, hinkt die Baubranche mit 0,26 Prozent jährlichem Produktivitätswachstum hinterher.«

Effizienz­ und Produktivitätsdefizite sowie Emissionen in der Bauindustrie weltweit.

Ein Grund dafür ist sicherlich die stark fragmentierte Bauindustrie, die aus vielen unterschiedlichen Einzelakteuren besteht. Zudem ist fast jedes Bauprojekt eine Maßanfertigung mit immer neuen Projektbeteiligten. Somit ist es schwierig, Skaleneffekte zu generieren, die bei einer großen und effizienten Produktion zu Kosteneinsparungen führen könnten. Gleichzeitig ist das Baugewerbe für einen Großteil des Energie- und Ressourcenverbrauchs sowie des CO�-Ausstoßes mitverantwortlich. 3 Die sich daraus ergebende Verpflichtung, den Primär- und Endenergieverbrauch sowie die Emissionen zu senken, ist mehr als evident.

30 %

92 %

37 %

10 %

38 %

aller Projekte halten das ursprüngliche Programm/Budget nicht ein.

der Planer bestätigen, dass ihnen in der Planungsphase nicht alle Informationen zur Verfügung stehen.

der verwendeten Baumaterialien werden zu Abfall.

der Projektkosten sind durchschnittlich auf Änderungsaufträge zurückzuführen.

aller CO2-Emissionen werden von Gebäuden (nicht Autos!) verursacht.

CO2 18

Ein wesentliches Problem bei der Erreichung einer höheren Produktivität und einer gleichzeitigen Reduzierung des Verbrauchs – nach dem Motto »More with less!« – stellt die fehlende Durchgängigkeit bei der Nutzung digitaler Informationen entlang der Prozesskette in der Planungs-, Bau- und Betriebsphase sowie die fehlende Einbindung aller Projektbeteiligten in den Informationsaustausch dar. Allzu oft gehen wertvolle Informationen verloren, weil die Daten immer noch überwiegend in Form von zweidimensionalen Zeichnungen, wie Grundrisse, Schnitte und Ansichten, dezentral weitergegeben werden. Diese Planungen werden zudem oft separat voneinander erzeugt, beinhalten nur die Informationen zu einem bestimmten Bereich des Entwurfs und stellen nicht das Gebäude als Gesamtes mit all seinen Abhängigkeiten dar. Diese Arbeitsweise ist nicht nur fehler­anfällig und zeitintensiv, da Informationen mehrfach erzeugt und überprüft werden müssen, vor allem nutzt sie das Potenzial der Informationstechnologie nicht aus, um Planungsabläufe zu optimieren und den Austausch zwischen den Projektbeteiligten zu unterstützen sowie Energie, Materialien und Kosten einzusparen, sodass letztendlich die Qualität der Architektur verbessert wird. Vor diesem Hintergrund zielt die Methode des Building Information Modelling (BIM) auf einen ganzheitlichen und tief greifenden Einsatz der Informationstechnologie, die alle Phasen eines Bauprojekts und alle beteiligten Akteure integriert.

WAS IST BIM UND WAS NICHT? Der wohl grundlegendste und wichtigste Aspekt, den es zu klären gilt, ist, dass BIM keine Software und auch kein Werkzeug oder gar eine Reihe von Werkzeugen ist. BIM ist eine Methode, die vielfältige Aspekte rund um das Planen, Bauen und Betreiben einer Architektur verbindet und auf der Idee einer durchgängigen Nutzung digitaler Gebäudedatenmodelle über den gesamten Lebenszyklus eines Bauprojekts basiert. In diesem Sinne steht Building Information Modelling für eine strategische Herangehensweise, die einen Prozess beschreibt, und nicht für ein Produkt. Das offensichtlichste Merkmal eines Building Information Models (deutsch: Gebäudedatenmodell) ist die dreidimensionale Repräsentation des zu planenden Gebäudes. Alle Elemente der Architektur werden konsequent von Beginn an als 3D-Objekte erzeugt. Diese modellorientierte Planungsmethodik unterscheidet sich vor allem durch die umfassende Betrachtung der Entwurfsaufgabe von der zeichnungsorientierten Arbeitsweise. Während bei einer fragmentierten 2D-Planung die räumliche Verknüpfung einzelner Ausschnitte des Projekts, wie Grundriss oder Schnitt, durch den Entwerfenden gedanklich hergestellt werden muss, bildet ein konsistentes 3D-Modell nicht nur den Gesamtentwurf als Ganzes ab, sondern zeigt im Entwurfsprozess auch die Auswirkungen von Änderungen und die Abhängigkeiten der einzelne Bauteile untereinander an. Das räumliche Gestalten bedarf einer solchen dreidimensionalen Repräsentation im Entwurfsprozess, um die komplexen Zusammenhänge begreifen und darauf basierend Entscheidungen treffen zu können.



1

Walter Gropius (1937): Scope of Total Architecture.

2 McKinsey Global Institute (2017): Reinventing Construction: A Route to Higher Productivity. Februar 2017. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.mckinsey.com/~/media/McKinsey/ Industries/Capital%20Projects%20 and%20Infrastructure/Our%20Insights/ Reinventing%20construction%20through %20a%20productivity%20revolution/ MGI-Reinventing-construction-A-routeto-higher-productivity-Full-report.ashx. 3 So verursachte das deutsche Baugewerbe dem Bericht des Statischen Bundesamtes zufolge im Jahr 2017 Emissionen in Höhe von rund 4,3 Millionen Tonnen CO�-Äquiva­ lenten. Aus: Statistisches Bundesamt, Umweltnutzung und Wirtschaft (2019): Tabellen zu den umweltökonomischen Gesamtrechnungen – Teil 3: Antropogene Luft­emissionen, Tabelle 4.1.2.

19

Um das zu planende Gebäude jedoch in allen seinen Aspekten umfassend zu beschreiben, ist es wesentlich, dass weitere ­semantische Daten an die 3D-Geometrie gekoppelt werden können. So werden Informationen zu Material- oder Produkteigenschaften, Kostenwerten oder bauphysikalischen Parametern an die jeweiligen Bauelemente wie Wand, Tür oder Fenster im Modell angebunden. Diese bauteilorientierte Planung ermöglicht es, die einzelnen Gebäudekomponenten mit ihren jeweiligen Charakteristika umfassend zu definieren. Die so entstehende digitale Kopie bildet eine virtuelle Repräsentanz des zu realisierenden Projekts in all seinen Aspekten. Man könnte auch sagen: Das Gebäude entsteht zweimal. Zunächst als digitales Gebäudedatenmodell und dann auf der Baustelle im Maßstab 1 : 1. Einen weiteren wichtigen Aspekt stellt die Fortschreibung des Datenmodells nach Übergabe an den Auftraggebenden dar. Die Anreicherung des Modells mit Betriebs- und Nutzungsdaten führt zu einer aktiven Datenbank, die bis über den Rückbau oder den Abriss hinaus wichtige Informationen liefern kann. Aus der digitalen Kopie entsteht so der »digitale Zwilling«. Neben der umfassenden geometrischen und semantischen Beschreibung ist die parametrische Verknüpfung der Bauteile untereinander wichtig, um Abhängigkeiten erkennen und festlegen zu können, Kollisionen zu prüfen sowie Planungsänderungen effizient durchzuführen. Diese intelligenten Bauteilverbindungen beziehen sowohl grafische als auch nichtgrafische Informationsebenen mit ein. Die Modifikationen, die auf einer dieser Ebenen durchgeführt werden, wirken sich direkt auf die anderen Bereiche aus, unabhängig davon, ob die Darstellung des Datensatzes als 3D-Modell, Grundriss oder in Form von Bauteillisten angepasst wird. So wirken sich beispielsweise Änderungen der Fenster, die im M ­ odell vorgenommen werden, automatisch auf alle anderen Darstellungen des Datensatzes, wie Grundriss, Ansicht und Fensterlisten, aus. Über die Beschreibung der tektonisch-räumlichen Merkmale hinaus lassen sich anhand des Gebäudedatenmodells auch vielfältige Analysen und Simulationen durchführen, um Szenarien hinsichtlich des Energieverbrauchs, der Tageslichtsituation oder des Tragverhaltens zu untersuchen. Eine Evaluierung der Gebäudeperformance kann somit bereits in frühen Planungsphasen Vorhersagen für den späteren Betrieb liefern. Insofern ist BIM ebenso ein Instrument zur informierten Entscheidungsfindung. Die gesamten Planungsinformationen eines Gebäudes werden in einem zentralen Datensatz organisiert, auf den alle Projektbeteiligte zugreifen, um ihre Beiträge einzupflegen und unter­ einander zu koordinieren. Die Verwendung einer gemeinsamen Datenbasis, die ständig synchronisiert wird, sowie die unmittelbare Verfügbarkeit aller aktuellen und relevanten Daten führt zu einer wesentlichen Verbesserung des Informationsaustausches und im besten Fall zu einer allseitig abgestimmten und optimierten Planung, bevor die Bauaktivitäten beginnen. BIM bewirkt aber vor allem eine Veränderung der ­Arbeitsweise, insbesondere in der Zusammenarbeit mit anderen Projektbeteiligten. Die Planung und Realisierung von Gebäuden ist ein komplexes Unterfangen, an dem ein breites Spektrum von

20

Interessengruppen aus verschiedenen Bereichen beteiligt ist. Für ein erfolgreiches Bauvorhaben ist ein kontinuierlicher Abgleich und intensiver Austausch zwischen diesen Beteiligten notwendig. Auch wenn der Computer eine effektive Schnittstelle für die Zusammenarbeit verschiedener, am Bau beteiligter Akteure bildet, hängt das Gelingen eines Projekts doch entscheidend von den soziokulturellen Prägungen und disziplinären Randbedingungen der agierenden Personen ab. Neben den technologischen Herausforderungen der Digitalisierung stellen daher die unterschiedlichen Arbeitsweisen, Anforderungen und Zielstellungen oftmals eine Hürde bei der erfolgreichen Kooperation und Durchführung von Bauaufgaben dar. Der Sinn von BIM besteht deswegen nicht nur darin, digitale Werkzeuge in den eigenen Arbeitsprozess einzuführen. Damit BIM erfolgreich sein kann, muss sich die Art und Weise, wie die beteiligten Akteure einerseits und die Projektstruktur andererseits organisiert sind, anpassen. Dies setzt zwangsläufig voraus, dass sich die handelnden Personen auf diesen Prozess einlassen und die damit verbundene »neue Kultur der Zusammenarbeit« als Mehrwert verstehen. Darin, dass die Kooperation und der Austausch bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt Teil des Projekts werden, liegt einer der Hauptvorteile in der Anwendung der BIM-Methode. Im Ergebnis führt dies nicht nur zu einer Optimierung der Planungsabläufe, sondern es ermöglicht auch eine nachhaltigere Architekturproduktion.

NORWAY 2016 shared on openBIM certification

FINLAND 2007 requires IFC for new buildings and operation based on integrated models BELGIUM No BIM requirement planned

UK 2016 BIM obligatory for government projects

FRANCE 2017 planned Introduction PORTUGAL BIM programme in place

MEXICO 2017 Standards for BIM projects PERU 2022 BIM obligatory for government projects

Open BIM standards and mandate

Mandates in place

AUSTRIA 2015 BIM standards based on IFC

SPAIN 2018–2019 planned introduction DUBAI Restricted mandate in place

NETHERLANDS 2012 based on open BIM

BRAZIL No BIM requirement planned CHILE 2020 BIM obligatory for government projects

RUSSIA 2017 BIM obligatory for all federal orders

DENMARK 2012 BIM for all government offices and university buildings GERMANY 2017–2020 phased introduction

SWITZERLAND No BIM requirement planned UNITED STATES 2008 BIM obligatory for government projects

Stand 2017

SWEDEN Restricted Mandate in place

SCOTLAND 2017 Level 2 BIM to be introduced CANADA 2014–2020 BIM implementation programme

Übersicht zur BIM­Implementierung weltweit

QATAR 2017 planned introduction

ITALY No BIM requirement plannend

CZECH REPUBLIC No BIM requirement planned

Future mandate fixed

BIM programmes planned

SINGAPORE 2015 obligatory for all buildings > 5,000 sqm

KOREA 2012 BIM standard of Korea JAPAN BIM Guideline CHINA Strong government support HONG KONG Mandate in place since 2014 AUSTRALIA Restricted mandate in place

NEW ZEALAND No BIM requirement planned

No BIM requirement

21

GESETZLICHER RAHMEN UND AKZEPTANZ

4 Geschäftsstelle Bau, WKÖ (2016): Building Information Modeling. Juni 2016. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.wko.at/branchen/gewerbe-­ handwerk/bau/BIM-Broschuere.pdf. 5 Reiß & Hommerich (2017): Bericht zum Thema Building Information Modeling (BIM) – Bundesweite Befragung der Mitglieder der Architektenkammern der Länder. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.diearchitekten.org/fileadmin/news/ Fuer_Mitglieder/Statistiken/Bundeskammerstatistik/2017_BAK_BIM_Berichtsband_alle_Befragten.pdf. 6 Bundesarchitektenkammer (2017): Neuer Leitfaden »BIM für Architekten­ leistungsbild, Vertrag, Vergütung«. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.bak.de/presse/pressemitteilungen/ pm-17-17-neuer-leitfaden-bim-fuer-architekten-leistungsbild-vertrag-verguetung/. 7

Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (2015): Stufenplan Digitales Planen und Bauen. Einführung moderner, IT-gestützter Prozesse und Technologien bei Planung, Bau und Betrieb von Bauwerken. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.bmvi. de/SharedDocs/DE/Publikationen/ DG/stufenplan-digitales-bauen. pdf?__blob=publicationFile.

8 Gilles A. van Nederveen, Frits P. Tolman (1992): Modelling Multiple Views on Buildings. 9 Robert Aish (1986): Building Modelling – The Key to Integrated Construction in CAD. 10 Charles Eastman (1975): The Use of Computers Instead of Drawings in Building Design.

22

Im Zuge der steigenden globalen Relevanz von Digitalisierung, Klimawandel, Ressourcenverbrauch und demografischem Wan­ del ist der Ruf nach ganzheitlichen Konzepten für zukünftige Planungs-, Bau- und Nutzungsprozesse lauter geworden. Vor diesem Hintergrund sind Regierungen weltweit aufgerufen, die ­gesellschaftlichen und rechtlichen Grundlagen zur Verwendung der BIM-Methode zu legen. Aufgrund der Fragmentierung des Bauwesens und oftmals sehr unterschiedlichen Bautraditionen findet der notwendige Wandel jedoch nicht aufeinander abgestimmt oder einheitlich statt. So sind einige Länder bereits in der zweiten Entwicklungsstufe des BIM angekommen, während andere das BIM nicht als zukünftige Methode in ihre Gesetzesvorlagen aufnehmen wollen. Als größter Auftraggeber der Bauindustrie erkennt der Staat in vielen Länder die Notwendigkeit, diesen Wandel mit herbeizuführen. BIM etabliert sich daher immer mehr durch die Steuerung von oben, wobei die Zahl der Anwender stark variiert. Als Vorreiter in Europa gelten Großbritannien, die Nieder­ lande und der skandinavische Raum. Hier ist hauptsächlich die ­öffentliche Hand die treibende Kraft, welche BIM-Projekte fordert. Die Verwendung von BIM in diesen Ländern lag 2016 bereits bei 30 bis 50 Prozent. Im Gegensatz dazu wurden zur gleichen Zeit im deutschsprachigen Raum nur etwa 10 bis 15  Prozent der Projekte mit BIM abgewickelt. 4 Im Rahmen einer Erhebung im Auftrag der Bundesarchitektenkammer aus dem Jahr 2017 gaben lediglich 12 Prozent der Architekturbüros an, BIM zu nutzen, und davon setzte nur knapp die Hälfte die Methode durchgängig ein. 5 Ein Grund für diese Zurückhaltung liegt sicherlich in den bisher nicht ausreichend ­geklärten Fragen zur Haftung, zur Honorierung erbrachter Leistungen und zum Urheberschutz. Der Leitfaden BIM für Architekten, den die Bundesarchitektenkammer 2017 herausgegeben hat, unternimmt den Versuch, die Auswirkungen auf die Bereiche Leistungsbild, Vertrag und Vergütung entsprechend aufzuzeigen. 6 Die Verabschiedung des Stufenplans Digitales Planen und Bauen 7 durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) soll die Umsetzung von BIM in Deutschland vorantreiben. Darin fordert das BMVI die Einführung von modernen, IT-gestützten Prozessen sowie Technologien zur Planung für den Bau und das Betreiben von Bauwerken. Es werden vertragliche ­Regelungen definiert, die enge Zusammenarbeit der Baubeteiligten erklärt und die teamorientierte Planung im technischen Sinne aufgezeigt. Ab 2020 sollen die Regelungen für alle neu zu planenden Projekte des infrastrukturbezogenen Hochbaus als verpflichtend gelten. Die Komplexität der notwendigen Veränderungen in Bezug auf den gesamten Planungs-, Bau- und Betriebsprozess erfordert jedoch in einem föderalen System mit all seinen Instanzen, wie es in Deutschland existiert, eine nicht zu unterschätzende Zeit, bevor entsprechende Regelungen umgesetzt werden.

VON DER IDEE ZUM BEGRIFF Der Begriff Building Information Modelling (BIM) taucht erstmals 1992 in einer Publikation von Gilles A. van Nederveen und Frits Tolman auf. 8 Schon 1986 hatte Robert Aish in einem Konferenzbeitrag in London von building information gesprochen. 9 Der Ansatz, dreidimensionale Datenmodelle als Grundlage für die Planung zu verwenden, führt jedoch noch weiter zurück. Ein wichtiger Ausgangspunkt dieser Methodik findet sich in dem von Charles Eastman 1974 vorgestellten Konzept eines Building Description System (BDS), 10 das schon wesentliche Grundlagen des BIM beinhaltete. Eastman schreibt darin: »Architekturzeichnungen haben viele inhärente Schwächen. Sie sind hoch redundant und beschreiben den gleichen Teil eines Gebäudes in mehreren verschiedenen Maßstäben. Da Zeichnungen zweidimensional und ein Gebäude dreidimensional sind, sind mindestens zwei Zeichnungen erforderlich, um einen Teil der Gebäudeanordnung zu charakterisieren, und auf diesen muss mindestens eine Dimension zweimal dargestellt werden. Somit sind Informationen auf Zeichnungen von Natur aus redundant und eine Konstruktionsänderung führt zu Änderungen in einer ganzen Reihe von Zeichnungen. Mit großem Aufwand werden die verschiedenen Zeichnungen konsistent gehalten.« Die weitreichende Verbreitung des Begriffs Building Information Modelling ging allerdings von dem Softwareunternehmen Autodesk aus, welches BIM erstmals in einem 2003 veröffentlichten ­White­Paper genauer als Methode beschreibt. Seit rund 20 Jahren wurde eine Vielzahl von Planungswerkzeugen mit leistungsfähigen BIM-Funktionalitäten von unterschiedlichen Softwareanbietern auf den Markt gebracht, sodass sich das aus der akademischen Forschung stammende Konzept inzwischen in der Praxis etabliert hat.

BDS · Design application Glide · Design application · Estimation

BPM · Design application · Estimation · Construction process · Involvement of construction players

Die Definition von BIM in der zeitlichen Entwicklung

BIM · Building life cycle GBM · Use of computer software · Concepts, technologies, · Tool to control projects standards and projects · Methodology of interacting · Constructability and projects construction management · Use of technologies · Coprporate and · Increase effectiveness and construction activities efficiendy · Physical information and · Project simulation using architecture of building 3D modeling technology

The Development of BIM Definition

1970s



1980s

1990s

2000s

2010s

23

Ein weiterer wichtiger und naheliegender Impuls für BIM kommt aus dem Computer Aided Design (CAD). Auch wenn die digitale Gebäudedatenmodellierung nicht als direkte Folge der Entwicklung des CAD abgeleitet werden kann, ist es dennoch unbestritten, dass es eine nachvollziehbare Verbindung gibt. Es lohnt sich also, die Geschichte digitaler Planungswerkzeuge in der Architektur etwas genauer zu betrachten.

DIGITALE WERKZEIGE IM RÜCKBLICK

11 Ivan Sutherland (1963): Sketchpad – A Man-Machine Graphical Communication System.

24

Das von Ivan Sutherland 1963 am MIT entwickelte Programm Sketch­pad gilt gemeinhin als Ursprung digitaler Planungswerk­ zeuge. 11 Die von ihm programmierte grafische Oberfläche, auf der man mithilfe eines Lichtstiftes zweidimensionale Geometrien zeichnen konnte, schaffte die Voraussetzungen für die Datenstrukturen und Benutzeroberflächen heutiger Softwareapplikationen in der Architektur. Aus dieser Entwicklung ist Mitte der 1970er Jahre das von der französischen Firma Dassault Systèmes entwickelte Programm CATIA (Computer Aided Three Dimensional Interactive Application) hervorgegangen, welches Frank O. Gehry in den 1980er Jahren als einer der ersten Architekten für die Planung einsetzte. Später erweiterte er mit seinem Unternehmen Gehry Technologies die Software als Digital Project für die Anwendung in der Architektur. Das Gebäude des Guggenheim-Museum in Bilbao steht heute beispielhaft für den Einsatz dieses digitalen Werkzeugs. Die Software der ersten Generation, die in die Architekturund Planungsbüros Einzug hielt, versteht sich hingegen noch als reines Zeichenwerkzeug, indem es lediglich die Möglichkeiten von Stift und Papier simuliert. Die Eingabe erfolgt 2D und die Informationsträger sind einfache Linien und geometrische Grundfiguren. Man spricht hier vom »Computer Aided Drafting«, wobei die Software allerdings noch nicht auf die Besonderheiten des jeweiligen Gestaltungsgebietes reagiert oder den Schritt in die dritte Dimension ermöglicht. Die zweite Generation von CAD-Software, ab Mitte der 1980er Jahre, ist bereits stärker ausgereift und schafft so den Wechsel vom Computer Aided Drafting zum Computer Aided Design. Durch die Verwendung spezieller Aufsätze bieten die Programme Funktionen, die mehr geometrische Freiheiten und Variationsmöglichkeiten einräumen. Außerdem beginnt man in dieser Phase, auch am Bildschirm mit einfachen dreidimensionalen Objekten zu arbeiten. Programme der dritten Generation, ab den 1990er Jahren, arbeiten bereits objektorientiert und bieten umfangreiche 3D-Modellierfunktionen an. Im Fall der Architektursoftware heißt das: Neben den einfachen Geometriedarstellungen werden auch vordefinierte und referenzierte Architekturobjekte wie Wände, Fenster und Treppen angeboten, die sich automatisch an spezielle Randbedingungen, wie Abmessungen und Konstruktionsarten, anpassen. Zudem bieten diese Systeme die Möglichkeit, nichtgrafische Informationen, wie Material- und Masseneigenschaften, an die Zeichnung anzubinden. Diese auf die Architektur angepassten Zeichenwerkzeuge des Computer Aided Architectural Design (CAAD) wurden ab Ende der 1990er Jahre zum Standard in den Architekturbüros.

Die Bandbreite an Softwareprodukten hat sich seitdem stetig erweitert und ausdifferenziert. Neben CAAD-Programmen kommen vermehrt Anwendungen zur 3D-Modellierung, Visualisierung, Animation, Simulation sowie zu Bildbearbeitung, Grafik und Layout zum Einsatz. Seit rund 20 Jahren haben Architekten außerdem Zugang zu Programmierwerkzeugen, um eigene Skripte und Routinen zu schreiben und sich so von den oftmals sperrigen Arbeitsumgebungen der CAD-Programme zu befreien. Visuelle Programmieroberflächen und objektbasierte Programmiersprachen ermöglichten so die Erstellung eigener Werkzeuge und den Aufbau parametrischer Modelle für eine schnelle Variantenbildung im Entwurfsprozess. Zu Beginn des Millenniums wird daraufhin der Einfluss dieser Programmiermöglichkeiten auf die formale Gestalt der Architektur in vielen Entwürfen deutlich sichtbar. Diese Entwicklungsgeschichte führt, wie schon zuvor angedeutet, nicht direkt zur BIM-Methode. Sie beinhaltet aber Bausteine, die eine ganz wesentliche Grundlage dafür bilden, wie der Übergang von der 2Dzur 3D-Planung, die Definition von Bauteilen und die Einbindung semantischer Informationen, die Verwendung parametrischer Modelle und der Einfluss der Programmierung im Entwurfs- und Planungsprozess erfolgen kann.

Bildrecherche im Internet zum Begriff »Parametric Architecture«

STANDARDISIERUNG DER PROZESSE Parallel zu den zuvor beschriebenen Digitalisierungsschritten in der Architektur wurde in anderen Bereichen, wie im Industriedesign oder dem Maschinen- und Flugzeugbau, schon Mitte der 1980er Jahre mit sogenannten product models gearbeitet. Diese parametrischen Modelle basierten auf einem Datensatz, der unterschiedliche Darstellungsformen des Modells automatisch generieren konnte und zudem Metadaten – also erweiterte Informationen zu Merkmalen des Bauteils – an die Geometrie koppelte. In diesem Zuge wurde das STEP-Format (Standard for the Exchange of Product Model Data) entwickelt, das den Austausch von Produkt- und Objektdaten



25

zwischen unterschiedlichen Systemen unterstützen sollte und als Referenz für die Entwicklung des IFC-Formats (Industry Foundation Classes) gilt, welches heute als offener Standard im Bauwesen zur digitalen Beschreibung von Gebäudemodellen eingesetzt wird. Diese Standardisierung der Datenformate zielt im open BIM-Ansatz auf die disziplinenübergreifende Interoperabilität verschiedener Softwareprodukte, um so eine möglichst schnittstellenfreie Zusammenarbeit aller Planungsbeteiligten zu ermöglichen. Dabei werden nicht architektonische Elemente standardisiert, wie sie zum Beispiel dem Gedanken des modularen Bauens zugrunde liegen, sondern Prozesse und Algorithmen, die zunehmend die Grundlage von Entwurf und Planung bilden. 12 Diese Art der Standardisierung führt somit nicht zwangsläufig zur einer standardisierten Architektur, wie viele Kritiker annehmen. Die Hoffnung liegt vielmehr darin, dass eine gestalterische Differenzierung auf Basis einer standardisierten Informationsplattform sowohl die Freiheit im Entwurf ermöglicht als auch Sicherheit und Effizienz im Prozess erzeugt  – oder wie Mario Carpo es in seinem Buch The Second Digital Turn formuliert: »Die Standardisierung ist nicht mehr ein Kostensparer und Variationen sind keine Geldverschwendung mehr. Tatsächlich ist in einem digitalen techno-kulturellen Umfeld oft das Gegenteil der Fall.« 13

BIM – EINE (?) DEFINITION BIM ist ein Phänomen, dass sich aus diversen Einflüssen und Sichtweisen speist. Es verbindet die unterschiedlichen Akteure mit entsprechend vielfältigen Zielen, Prioritäten und Vorstellungen. Die relativ langsame und durch die aufstrebenden Digitalisierungsprozesse nach und nach initiierte Einführung von BIM hat weltweit zu einer breiten Definitionsvielfalt geführt. In anderen Worten: Die EINE Definition gibt es nicht. Die Einführung ist kein regional beschränkter, sondern ein globaler Prozess, der durch eine Vielzahl an Ideen, Konsortien und unterschiedlichen Kulturen geprägt ist, wie die folgende Auswahl an Definitionen von BIM zeigt: 55 BIM bezeichnet eine kooperative Arbeitsmethodik, mit der auf der Grundlage digitaler Modelle eines Bauwerks die für seinen Lebenszyklus relevanten Informationen und Daten konsistent erfasst, verwaltet und in einer transparenten Kommunikation zwischen den Beteiligten ausgetauscht oder für die weitere Bearbeitung übergeben werden. Bundesarchitektenkammer Deutschland

55 BIM ist eine Methode, die Planungsteams in allen Phasen bei der integralen Planung und Realisierung von Bauwerken unterstützt. Sie beruht auf der Nutzung digitaler ­Gebäudemodelle und Prozessen zur Erstellung und Nutzung dieser Modelle. Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein (SIA)

26

55 BIM is a digital representation of physical and functional characteristics of a facility. As such it serves as a shared knowledge resource for information about it forming a reliable basis of decision during its life cycle, from earliest conception to demolition. Royal Institute of British Architects (RIBA)

55 Building Information Modelling is a new approach to build­ing design, construction, and management. It supports the continuous and immediate availability of project design scope, schedule, and cost information that is high quality, reliable, integrated, and fully coordinated. Though it is not itself a technology, it is supported to varying degrees by different technologies. Autodesk BIM ­Whitepaper, 2003

55 BIM beschreibt eine Methode der vernetzten Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden und anderen Bauwerken mithilfe von Software. Dabei werden alle relevanten Bauwerksdaten digital modelliert, kombiniert und erfasst. Das Bauwerk ist als virtuelles Modell auch geometrisch visualisiert. Wikipedia

55 BIM [ist] die zeitgemäße Arbeitsmethode für das Planen und Realisieren von Bauvorhaben, basiert auf der aktiven Vernetzung aller am Bau Beteiligten. Für die damit verbundenen Prozesse und Schnittstellen zwischen den Beteiligten sind klar definierte Konventionen erforderlich. buildingSMART DEUTSCHLAND

Die US-amerikanische Definition des National Building Information Model Standard Project Committee, kurz NBIMS, 14 bietet im Folgenden einen vielversprechenden Ansatz zur Beschreibung der wesentlichen Aspekte der Methode: 55 Building Information Modelling (BIM) ist eine digitale Darstellung der physikalischen und funktionalen Eigenschaften einer (baulichen) Anlage. Ein BIM (-Model) ist eine gemeinsame Wissensressource für Informationen über eine (bauliche) Anlage , die eine zuverlässige Grundlage für Entscheidungen während ihres gesamten Lebenszyklus bildet – von der ersten Konzeption bis zum Abriss. 55 Eine Grundprämisse von BIM ist die Zusammenarbeit verschiedener Interessengruppen in (den) verschiedenen Phasen des Lebenszyklus einer (baulichen) Anlage, um Informationen in das BIM einzufügen, zu extrahieren, zu aktualisieren oder zu ändern. Jeder Interessenvertreter muss seine Rolle wahrnehmen und die anderen Beteiligen partnerschaftlich unterstützen.



12 Jan Bovelet (2019): Digitale Standards. 13 Mario Carpo (2017): The Second Digital Turn – Design Beyond Intelligence. 14 NBIMS (2019): Frequently asked questions about the national BIM-Standard-United States™. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.nationalbimstandard.org/ faqs#faq1.

27

BIM ist nichts gänzlich Neues oder dem Bauwesen Unbekanntes. Die meisten Teilaspekte sind bereits aus klassischen Bauprozessen als Einzelziele bekannt. Das Neue an BIM ist das Ziel, alle Prozessschritte unter einem Dach integral zu vereinen. Die Verwendung bestehender Workflows und Techniken ist dabei nicht ausgeschlossen, sondern, sofern der ganzheitlichen Prozessführung dienend, explizit gewünscht.

Projektinformation

BIM-Worflow

Informationsverlust

Konventioneller Workflow Informationverlust aufgrund von Unter­ brechungen im Arbeitsverlauf im Vergleich von BIM-basierten und konventionellen Prozessen über die Planungs-, Bauund Nutzungsphase

Entwurfsplanung

Ausführungsplanung

Bauphase

Nutzungsphase

BIM ist, kurz gesagt, ein Ansatz, den gesamten Prozess in definierten Schritten methodisch zu durchlaufen. Im Gegensatz zu traditionellen Prozessführungen, bei denen der Fokus auf einer Planung und Ausführung in rechtlich separaten Schritten liegt, wird bei BIM ein sich ständig weiterentwickelndes Datenmodell über den gesamten Lebenszyklus einbezogen. Näher betrachtet umfasst Building Information Modelling drei Hauptaspekte: 15 55 Einen Modellierungsprozess, der sich über längere Zeiträume erstrecken kann, mit der Prämisse, möglichst viele der am Prozess Beteiligten – wie Bauherren, Planer, Ingenieure, ausführende Firmen und Behörden – einzubeziehen. 55 Ein semantisches Datenmodell, das auch aus mehreren zusammenhängenden Einzelmodellen bestehen kann, die wiederum über ein Referenzmodell miteinander verbunden sind und kontextrelevante Beschreibungen enthalten. 55 Ein Management des Datenmodells, das die Planung, Koordination sowie die Daten- und Informationsflüsse beinhaltet.

15 André Borrmann, Markus König, Christian Koch, Jakob Beetz (2015): Building Information Modeling: Technologische Grundlagen und industrielle Praxis.

28

Um diesen Prozess zu durchlaufen, können viele verschiedene Werkzeuge unterschiedlichen Charakters und Qualität eingesetzt werden. Welche Softwarepakete zum Einsatz kommen, kann je nach Projekt und Zusammensetzung des Teams stark variieren.

Neben der technischen Definition ist die notwendige Einbeziehung aller am Prozess Beteiligten bemerkenswert – mit dem Ziel, den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes zu betrachten. Dieser Ansatz ist gegenüber dem klassischen Prozessverständnis deutlich erweitert und ganzheitlicher angelegt. Er verlangt in der Tat nach einer umfassenden und integrativen Herangehensweise auf organisatorischer, technologischer und nicht zuletzt soziologischer Ebene. Das Zusammenspiel dieser drei Faktoren ist letztendlich entscheidend für einen reibungslosen, gelungenen Projektverlauf. Die Umsetzung der BIM-Arbeitsweise ist auf unterschiedliche Art und innerhalb einer großen Anwendungsbandbreite möglich. Vor allem ist dieser Prozess nicht statisch oder a priori definiert, sondern muss bei stetig wechselnden Anforderungen projektbezogen anpassbar sein. Daher ist es wesentlich, die Methode als eigenen Entwurf zu verstehen und diesen aktiv für jedes Projekt individuell zu gestalten.

Drei Ebenen der BIM-Methode: Organisation, Technologie und Soziologie



29

MERCEDES-BENZ MUSEUM Mercedesstraße 100 70372 Stuttgart www.mercedes-benz.com/de/ classic/museum/architektur/ www.unstudio.com

30

Das Mercedes-Benz Museum ist eines der größten firmeneigenen Museen der Welt. Die Architektur beherbergt die wichtigsten Fahrzeuge der Marke Mercedes-Benz, die das Unternehmen seit der ­Erfindung des Automobils im Jahr 1886 produziert hat. Es werden insgesamt 1 500  Exponate ausgestellt, 160  davon sind Fahrzeuge. Das Gebäude nimmt etwa 3 500 Quadratmeter Grundfläche ein und bietet über neun Geschosse verteilt rund 17.000 Quadratmeter Ausstellungsfläche. Der Besucherweg umfasst, je nach gewählter Route, zwischen 1,5 und 5,0 Kilometer. Das Gebäude ist 47,5 Meter hoch und hat einen umbauten Raum von 210 000 Kubikmeter bei einem Gewicht von 110 000 Tonnen. In der Fassade sind 1 800 trapezförmige Glasscheiben verbaut, von denen keine einer anderen gleicht. Vom Entwurf bis zur Planung bildete ein dreidimensionales Datenmodell die Grundlage der Planung, das im Verlauf der Bauzeit 50 relevante Überarbeitungen erfuhr und aus dem mehr als 35 000  Werkpläne automatisiert generiert wurden.

Mercedes-Benz Museum, Stuttgart

PRAXIS 1

UNStudio, Amsterdam/Stuttgart 2001 – 2006

»Objects in the rear mirror are closer than they appear.«1

Als frühes gebautes Beispiel einer konsequent digital entwickelten Architektur wurde das vom niederländischen Büro UNStudio entworfene und 2006 fertiggestellte Museum in Stuttgart als Aufbruch in die »Digitalmoderne« beschrieben. 2 Es ist ein Gebäude, das aufgrund seiner geometrischen und konstruktiven Komplexität nur durch den Einsatz neuester Computertechnologie realisiert werden konnte. Trotz oder gerade wegen des digitalen Entwicklungsprozesses erwartet den Museumsbesucher ein einzigartiges Raumerlebnis. In einer Zeitreise durch die Geschichte des Automobils bewegt er sich entlang von Rampen, Treppen und Ausstellungs­plateaus und vollzieht dabei vielfältige Perspektivwechsel, die ihn mit dem Raum und der Ausstellung verbinden. Dieses Verhältnis von geometrischer Komplexität und intensiver Raumwirkung auf der einen Seite sowie einer rationalen, nahezu wissenschaftlichen Strategie für die bauliche Umsetzung des Gebäudes auf der anderen Seite weist durchaus Parallelen zum Sydney Opera House (1957 – 1973) auf. Die Zusammenarbeit des Architekten Jørn Utzon und des Ingenieurs Ove Arup wurde damals bereits bei der Entwicklung der bekannten »spherical solution« 3 zur Definition der Gebäudegeometrie durch den Einsatz von Software unterstützt. Als Pionierleistung auf dem Feld der computergestützten Planung und industriellen Fertigung bildete die Oper von Sydney den Anfang digitaler Prozesse in der Architektur und stellt somit auch eine wichtige Referenz für das Stuttgarter Museum dar.

INTEGRALER UND KOLLABORATIVER PLANUNGSPROZESS Aus heutiger Perspektive steht das Mercedes-Benz Museum für eine informierte Architektur, die digitale Entwurfs-, Planungs- und Fertigungsmethoden in einem ganzheitlichen und kollaborativen Ansatz zusammenführt. Die Entwurfsentwicklung mittels eines digitalen 3D-Modells und der Austausch aller projektrelevanten Informationen über einen zentralen Datensatz sowie die Nutzung einer Projektkommunikationsplattform, auf die alle Projektbeteiligten zugreifen konnten, beschreibt bereits wesentliche Eigenschaften der BIM-Methode – auch wenn dieser Begriff damals nicht explizit im Projektverlauf auftauchte.



1

Die konvex geformten Autorückspiegel lassen Objekte kleiner und somit weiter entfernt erscheinen als sie in Wirklichkeit sind. Im Rückblick sind die digitalen Planungsmethoden des Mercedes-Benz Museums auch heute noch aktuell und dienen daher an dieser Stelle als Einstieg in die BIM-Praxis.

2 Hanno Rauterberg (2005): Barock aus dem Rechner. 3 The Spherical Solution. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.sydneyoperahouse.com/our-story/ sydney-opera-house-history/spherical -solution.html.

31

Die Entscheidung des Bauherren, alle Planungsbeteiligten während der Bauphase in einem Gebäude nahe der Baustelle unterzubringen, war eine wichtige Voraussetzung für die gelungene Zusammenarbeit und somit für den Projekterfolg hinsichtlich der Qualität sowie der Termin- und Kostensicherheit. Trotz modernster Datentechnik ist der direkte, persönliche Austausch insbesondere bei komplexen und technologisch anspruchsvollen Aufgaben unverzichtbar, um schnelle und effiziente Lösungen bei unvorhergesehenen Problemen finden zu können. Der aufwendige architektonische Entwurf und die Neuentwicklung des Museumskonzepts wurden in nur vier Jahren geplant und realisiert. Für die Projektorganisation bedeutete dies, simultane Prozesse bei allen an Planung und Bau Beteiligten zu installieren. Bestimmte Planungsthemen wurden gezielt vertieft, Aspekte der Ausführungsplanung vorgezogen und Baufirmen zu einem sehr frühen Zeitpunkt bereits mit eingebunden. Um frühzeitig Planungssicherheit zu erhalten, wurde eine sechsmonatige Optimierungsphase im Anschluss an den Wettbewerb eingeführt, um Risiken hinsichtlich Konzeption, Kosten und Zeit zu minimieren. Im Rahmen konventioneller Planungsprozesse wird diese Klarheit oft erst im Stadium der Werkplanung erreicht.

VOM ENTWURF ZUR REALISIERUNG

4 Andreas K. Vetter (2006): UN Studio – Mercedes-Benz Museum: Design Evolution.

32

Der erfolgreiche Wettbewerbsbeitrag von UNStudio aus dem Jahr 2001 integriert die räumlichen und funktionalen Programmanforderungen, dessen Grundlage das Büro HG Merz zuvor bereits ent­ wickelt hatte, in einem ganzheitlichen Entwurfsansatz und nimmt in seiner städtebaulichen Ausprägung direkten Bezug zur Umgebung, die durch eine industrielle Nutzung und Großstrukturen wie das Gottlieb-Daimler-Stadion (heute Mercedes-Benz Arena), die Cannstatter Wasen, den Stuttgarter Gaskessel und das Mercedes-Benz Werk in Untertürkheim geprägt ist. Der Entwurf des Mercedes-Benz Museums basiert nicht auf zweidimensionalen Darstellungen, wie Grundrissen, Schnitten und Ansichten, sondern wurde von Beginn an als dreidimensionales Modell konzipiert, anhand dessen Raumwirkungen erforscht und Bewegungsstudien aus Betrachterperspektive durchgeführt wurden. Diese Arbeitsweise ermöglichte es, in der Folge auch technische und konstruktive Aspekte im Entwurf zu integrieren und deren direkte Auswirkungen auf die räumliche Komposition zu beurteilen. Untersuchungen zu mathematischen Modellen (unter anderem Knoten, Regel-, Translations- und Minimalflächen sowie Schraubflächen und Spiralgeometrien), die zuvor teilweise an anderen Projekten – wie dem Möbius Haus oder dem Bahnhof in Arnheim – durchgeführt wurden, spielten darüber hinaus eine wichtige Rolle bei der Entwurfsfindung. 4 In der Wettbewerbsphase wurden dazu bereits vielfältige Studien anhand von digitalen und physischen Arbeitsmodellen mit dem Ziel durchgeführt, möglichst viele Aspekte des Entwurfs miteinander zu verbinden und auf diese Weise Synergien von programmatischen, technischen, strukturellen, funktionalen und gestalterischen Themen zu schaffen.



PRAXIS 1

Die komplexe und dennoch geometrisch klar definierte Geometrie des Museums synthetisiert diese Themen in einer integralen Organisationsform, die einen kontinuierlichen Raumfluss erzeugt und das Gebäude zu einer organischen Struktur werden lässt. Das verwendete geometrische Modell basiert auf einem kleeblattförmigen Gefüge, das aus drei tangential miteinander verbundenen Kreisen besteht. Die in der Höhe versetzt zueinander angeordneten Bauteilkreise definieren die einzelnen Ausstellungsebenen. Diese Ebenen sind durch Rampen räumlich miteinander verbunden und schrauben sich um ein zentrales Atrium. Von dort beginnt das Museumserlebnis: In der sogenannten Pre-Show – einer Zeitreise zurück in das Jahr 1886 – gelangt der Besucher über Aufzüge auf die oberste Ebene des Gebäudes, von welcher zwei Hauptwege durch die Ausstellung nach unten führen. Die zweiteilige Ausstellung wird durch die beiden Wegeführungen in Form einer Doppelhelix erschlossen. Der eine Besucherweg führt durch die sogenannten Kollektionsräume, in denen die Automobil- und Lastwagensammlung thematisch aufbereitet ist. In den chronologisch organisierten Mythosräumen leitet der andere Weg vorbei an historischen Ausstellungsstücken. Beide Wegeführungen durchdringen die räumliche Struktur des Gebäudes spiralförmig von innen nach außen und kreuzen sich an mehreren Stellen, sodass der Besucher seine Route im Verlauf des Rundgangs mehrfach wechseln kann. Diese Organisation schafft im Inneren ein unvergessliches Raumerlebnis. Das Gebäude dreht und wendet sich vom Betrachter ab und eröffnet auf fast kaleidoskopartige Weise neue Blicke nach außen sowie in die angrenzenden Räume im Inneren und zum Atrium. Alle Ausstellungsräume des Museums sind als horizontale Plateaus versetzt im Raum angeordnet und durch verschlungene Rampen und Treppen miteinander verbunden. Diese verbindenden Bauteile – die Mythosrampe und der Sammlungstwist  – sind konstruktiv am anspruchsvollsten; nicht nur aufgrund ihrer geometrischen Komplexität, sondern auch durch ihre tragenden Funktion. Da die Mythosräume doppelt so hoch sein sollten wie die Kollektionsräume, wurden die Ebenen jeweils durch die Drehung jedes Plateaus um 120 Grad und den Versatz um je ein Geschoss in der Kleeblattgeometrie organisiert. Dadurch entsteht über den Mythosräumen ein Luftraum, der zu der gewünschten doppelten Raumhöhe führt, während die Kollektionsräume eingeschossig bleiben. Die beiden Ausstellungsbereiche spiegeln sich nach außen als jeweils durchgängig geschlossene und offene Spiral­fläche wider. Die Glasflächen, die entlang der Kollektionsräume verlaufen, sind aus trapezförmigen, raumhohen Scheiben gefertigt, deren Kanten die geometrische Form der schräg gestellten Tragstützen aufgreifen. Die als hinterlüftete Fassade ausgeführte Aluminiumverkleidung der Mythosräume erzeugt ebenso wie die Glasfassade eine kontinuierliche Fläche um das Museum. Anstatt sofort einen Aufschluss über die komplexe innere Organisation des Gebäudes zu geben, schafft die Fassade vielmehr eine verbindende Maßstäblichkeit zu den benachbarten Großstrukturen.

33

»Das Mercedes-Benz Museum in Stuttgart ist ein außer­ ordentlich komplexes Gebäude, dessen Geometrie, Statik und Betrieb ein integrales System bilden. Entwurf und Realisierung wären ohne eigens entwickelte digitale Technologien kaum denkbar gewesen. Die Raum­wirkung, die traditionelle Konzepte weit hinter sich lässt, ist atemberaubend.« Peter Cachola Schmal, Direktor des Deutschen Architekturmuseums (DAM), Frankfurt am Main

5 Peter Cachola Schmal (2006): Meisterwerk für Mercedes. 6 Das parametrische Modell des Museums hat im Wesentlichen der Architekt Arnold Walz aufgebaut, der sich auf die Entwicklung von Skripten zur Generierung und Optimierung komplexer Baugeometrie spezialisiert hat.

34

Die im Zitat 5 angedeutete Wechselwirkung von Entwurfsmedium und Architektur wird bei dem Mercedes-Benz Museum nicht nur im Ergebnis, sondern vor allem auch im Prozess sichtbar. Am Beispiel dieses Gebäudes lassen sich vielfältige Aspekte des digitalen Planens und Bauens erkennen, die in der heutigen Diskussion um BIM eine wichtige Rolle einnehmen. Neben dem bürointernen Bedarf an Spezialisten in der Anwendung digitaler Werkzeuge wurden aufgrund der Komplexität des Bauvorhabens zusätzliche Experten für die Softwareprogrammierung, Geometrieoptimierung und die computergesteuerten Produktionsprozesse hinzugezogen. 6 Die Wettbewerbsphase des Projekts war noch stark von der Durchmischung analoger und digitaler Medien bestimmt, die wechselseitig zur Entwicklung der Entwurfsidee herangezogen wurden. Die dem Büro eigene experimentelle, diagrammatische Herangehensweise an eine architektonische Aufgabenstellung fand bereits in dieser frühen Phase über digitale und physische 3D-Modelle ihre Entsprechung. Auch die folgenden Planungsphasen waren von einer dreidimensionalen Entwurfsmethodik, die maßgeblich über CAAD, 3D-Modelling, Simulations- und Visualisierungsprogramme vorangetrieben wurde, geprägt. Parallel wurden Modelle über digitale Fabrikationsverfahren wie 3D-Drucker und CNC-Fräsen erzeugt, anhand derer der Entwurf abgeglichen und weiterentwickelt werden konnte. Neben der internen Entwurfsentwicklung dienten die computergenerierten Darstellungen und Modelle ganz wesentlich zur Kommunikation der gestalterischen Ideen mit anderen Projektbeteiligten. Für das Mercedes-Benz Museum arbeitete UNStudio nicht nur am Entwurf selbst, sondern entwarf auch besondere Techniken für dessen Realisierung. Die Komplexität des Gebäudes sowie der eng bemessene Fertigstellungstermin erforderten eine vollständige dreidimensionale Entwicklung des Gebäudes mithilfe neuester Computertechnologien. Die digitale Steuerung der Geometrie ermöglichte es, jede Anpassung schnell und effizient im Planungsund Realisierungsprozess zu berücksichtigen und zeitlich vorauszudenken. Aufgrund der komplexen geometrischen Randbedingungen war es erforderlich, ein Instrument für eine effiziente und effektive Entwurfs- und Ausführungsplanung zu entwickeln, das auf der einen Seite flexibel auf Veränderungen reagiert, andererseits aber auch alle relevanten Parameter umfassend (miteinander) verknüpft und darüber eine schnelle Planerstellung und -verteilung ermöglicht. Das parametrische Gebäudemodell erfüllte diese Anforderungen und wurde im Folgenden das zentrale Entwurfs- und



PRAXIS 1

Ausführungsmedium, von dem sich alle weiteren Planungen ableiteten. Die Programmierung des dreidimensionalen Gebäudemodells wurde auf der Basis des digitalen Entwurfsmodells der Architekten erstellt und kontinuierlich mit Informationen angereichert. Die aus tangential verbundenen Bauteilkreisen aufgebaute Basisgeometrie des Gebäudes ist aus weniger als 100  Parametern aufgebaut, die in Abhängigkeit zueinander stehen, sodass Änderungen schnell eingearbeitet und deren Auswirkungen auf sämtliche anderen Gebäudeteile direkt erkannt werden konnten. Dies ermöglichte eine ganzheitliche Betrachtung der Konsequenzen einer Anpassung der Geometrie. Ohne diesen konsequenten Aufbau des parametrischen Modells hätte es keinen kreativen Freiraum für die Entwicklung der Architektur geben können. Die Möglichkeit der Variantenbildung im Planungsprozess wurde folgerichtig zur Entscheidungsfindung und Optimierung des Entwurfs eingesetzt. Diese Arbeitsweise führte letztendlich zur Reduktion des Fehlerrisikos, zur Qualitätssicherung sowie zu einer Kosten- und Terminsicherheit. Dieser integrale Ansatz bringt die Einbindung technischer Aspekte zwingend mit sich. Nicht mehr die einzelnen Komponenten sind ausschlaggebend für die Fachplanung, sondern deren Einbindung in das Ganze. Im besten Falle lassen sich über die architektonische Konzeption bessere technisch-konstruktive Lösungen erzeugen. Im Falle des Brandschutzkonzeptes  – im Speziellen bei der Konzeption zur Entrauchung des Gebäudes  – ist die technische Lösung über die Voraussetzungen der Architekturgeometrie in einzigartiger Weise gelungen. Sollte es brennen, hält ein zentraler Luftwirbel im Atrium den Rauch von den nicht betroffenen Ausstellungsebenen fern und leitet ihn mithilfe eines Ventilators durch das Dach aus dem Gebäude. Zur Überprüfung der Situation im Falle eines Brandes und zur Bewertung der Brandrauchströmung wurde eine Untersuchung an einem Gebäudemodell im Maßstab 1 : 18 durchgeführt. Es zeigte sich, dass thermische Ausgleichströmungen zwischen den klimatisierten Ausstellungsebenen und dem Atrium  – zur Rauchabführung genutzt  – eine vollständige Entrauchung des Gebäudes ermöglichen. Im Realisierungsprozess dienten die Daten des parametrischen 3D-Modells unter anderem als Grundlage für die Produktion der Betonschalungen oder die Herstellung der Glas- und Aluminium­ fassaden sowie anderer geometrisch und produktionstechnisch anspruchsvoller Bauteile. Über parametrische Bauteilmodelle wurden so unter anderem die Geometrien für die Twist-Flächen optimiert, um die Montage der doppelt gekrümmten Schalungen aus planebenen Holztafeln zu ermöglichen. Die auf CNC-Maschinen präzise vorgefertigten Schalungselemente wurden vor Ort, unter Einbeziehung der Elastizität des Materials, in die gewünschte Form gebogen. Zur Verifizierung der Konstruktion und Ausführungsqualität des Twists wurde vor Baubeginn ein Segment des doppelt gekrümmten Hohlkastenträgers im Originalmaßstab produziert. Auch für diverse andere Bauteile wie Fassaden, Decken und Ausbauelemente wurden entsprechende Mock-ups gefertigt. Die Erkenntnisse konnten anschließend wieder in den digitalen Planungsprozess zurückgeführt werden und zum weiteren »Informieren« des

35

zentralen 3D-Modells dienen. Das parametrische 3D-Modell wurde darüber hinaus für die Koordination aller weiteren Planungs- und Ausführungsschritte der verschiedenen Gewerke herangezogen. So wurden Ausschreibungs- und Vergabeverfahren sowie spätere Freigabeprozesse mit Firmen und der Abgleich zwischen den Gewerken (zum Beispiel Rohbau und Fassade) über das zentrale 3D-Modell umgesetzt. Während des Bauprozesses konnten aus dieser Referenzgeometrie tausende verschiedener Pläne bedarfsgerecht für die Bauausführung generiert werden. Alle technischen Einbauten, von Lüftungsauslässen, Sprinklern und Elektroinstallationen über Beleuchtungselemente bis hin zu den Anschlagpunkten für die Fassadenreinigungsanlage, wurden konsequent in das digitale Gebäudemodell eingearbeitet. Die beteiligten Firmen wickelten in der Bauausführung die Produktions- und Montageplanung bis hin zur Simulation der Baulogistik in enger Abstimmung mit den Architekten und Fachplanern ebenfalls über den digitalen 3D-Datensatz ab. Die positiven Erfahrungen der Projektbeteiligten bei der integralen Planung und Realisierung des Mercedes-Benz Museums legten vielfach den Grundstein für die Anwendung der BIM-Methode bei Folgeprojekten.

PLANUNGSBETEILIGTE 55 Bauherr:  Daimler Chrysler AG, Stuttgart 55 Architekten:  UN Studio, Amsterdam (Ben van Berkel, Tobias Wallisser, Caroline Bos) 55 Projektleitung UNStudio:  Marco Hemmerling, Hannes Pfau 55 Partnerbüro:  Wenzel + Wenzel, Stuttgart 55 Museale Gestaltung/Design:  HG Merz Architekten, Stuttgart/Berlin 55 Parametrisches Modell:  Arnold Walz, Stuttgart 55 Tragwerksplaner:  Werner Sobek Ingenieure, Stuttgart; Boll und Partner, Stuttgart 55 Energiekonzept:  Transsolar Energietechnik GmbH, Stuttgart 55 Gebäudetechnik:  Transplan Technik-­Bauplanung GmbH, Stuttgart 55 Heizung, Lüftung, Sanitär:  Schreiber Ingenieure Gebäudetechnik GmbH, Ulm 55 Facility-Management, Fassadenplanung:  DS-Plan IGBB GmbH, Stuttgart 55 Lichtplanung:  Ulrike Brandi Licht, Hamburg 55 Außenanlagen:  Knoll Ökoplan GmbH, Sindelfingen

36

PRAXIS 1 Das »Trefoil«-Diagramm aus der Wettbewerbs­phase führt die relevanten Aspekte des Entwurfs (Raumbildung, ­Programmverteilung, Erschließung, Konstruktion und Haus­technik) in einem integralen Ansatz zusammen.

CAFÉ ERFINDUNG DES AUTOMOBILS +42.50 M

1886 – 1900 +39.00 M

EBENE 8

MYTHOSRÄUME

1900 – 1926 +34.50 M KOLLEKTIONSRÄUME

EBENE 7 1926 – 1945 +30.00 M

1945 – 1968 +25.50 M

EBENE 6 AUFZUG

EBENE 5 1968 – 2000 +21.00 M

EBENE 4 EBENE 3

AKTUELL +16.50 M

EBENE 2A UND 2B RENNEN & REKORDE +10.50 M FASZINATION TECHNIK EBENE 1

AUSSENRAUM

FOYER LOBBY +5.60 M KÜCHE

RESTAURANT

UNTERGESCHOSS +0.00 M

EBENE 0 ANLIEFERUNG Ausstellung Servicebereich Mitarbeiterbereich Technik

Darstellung der Programmverteilung im Museum anhand des 3D-Modells



Besucherrundgang entlang der Doppelhelixstruktur

37

3D-Schnittmodell des ­Museums in der Wettbewerbs­ phase (oben) und der Entwurfs­ planung (unten). Die 3D-Daten wurden im Prozess kontinuier­ lich weiterentwickelt und mit Informationen angereichert.

Visualisierungen aus dem Wettbewerb (links) und der Geneh­ migungsplanung (rechts). Renderings wurden zwar auch zur Entwurfsentwicklung herangezogen, dienten aber haupt­ sächlich zur Kommunikation mit anderen Projektbeteiligten (Bauherr, Nutzer, Behörden).

38

PRAXIS 1 Einsatz additiver und subtraktiver Fertigungsmethoden (links: 3D-Druck, rechts: CNC-Fräse) zur Erstellung von Maßstabs­ modellen. Neben dem digitalen Gebäudemodell wurden im Ent­ wurfs-, Planungs- und Ausführungsprozess unzählige physische Modelle zur (Weiter-)Entwicklung der Architektur gebaut.

Physische Modelle im Ent­ wurfs- und Planungs­prozess: Innenraummodell der Ausstel­ lungsebene Mythos im Maßstab 1 : 24 (oben) und Entrauchungs­ modell im Maßstab 1 : 18 (unten).



39

Parametrisches 2D-Gebäuderaster, basierend auf Kreisgeometrien

Parametrisches 3D-Bauteilmodell der Mythosrampe und des Twists

Modell der Regelgeschosse mit Rohbau- und Fassadenbauteilen

40

PRAXIS 1 Entwicklung des Regel­ geschossgrundrisses vom Wettbewerb (2002) bis zum Werkplan (2004). Die 2D-Dar­ stellungen wurden seit der Parametrisierung des Gebäu­ demodells (2003) automatisiert aus dem 3D-Modell abgeleitet.

Informationsdichte des Werkplans mit Angaben zu Geometrie, Material, Konstruktion und weiteren Fachplanerinformationen



41

LÜFTUNG

MEDIEN

LEITUNGSFÜHRUNG

Konzept der Haustechnikintegration (Lüftung, Sprinkler und Elektroinstallationen)

Tragwerkskonzept (Betonstruktur, Stahlträger und Fassadenstützen)

FEM-Tragwerksanalyse der Ausstellungsebenen

30

30

30

20

20

20

10

10

10

19.00 -- 20.00 18.00 -- 19.00 17.00 -- 18.00 16.00 -- 17.00 15.00 -- 16.00 14.00 -- 15.00 13.00 -- 14.00 12.00 -- 13.00 11.00 -- 12.00 10.00 -- 11.00 9.000 -- 10.00 8.000 -- 9.000 7.000 -- 8.000 6.000 -- 7.000 5.000 -- 6.000 4.000 -- 5.000 3.000 -- 4.000 2.000 -- 3.000 1.000 -- 2.000 0 -- 1.000

0

-10

-20

-30

-40

-10

0

10 -40

20 -30

30 -20

40 -10

0

19.00 -- 20.00 18.00 -- 19.00 17.00 -- 18.00 0 16.00 -- 17.00 15.00 -- 16.00 14.00 -- 15.00 13.00 -- 14.00 -10 12.00 -- 13.00 11.00 -- 12.00 10.00 -- 11.00 9.000 -- 10.00 -20 8.000 -- 9.000 7.000 -- 8.000 6.000 -- 7.000 5.000 -- 6.000 -30 4.000 -- 5.000 3.000 -- 4.000 2.000 -- 3.000 1.000 -- 2.000 -40-- 1.000 0

10

20

chtquotienten % aufAbbildung Höhe +33m 7: Tageslichtquotienten Tageslichtquotienten % auf Höhe +33 % m auf Höhe +33m

Tageslichtsimulation der Ausstellungsebenen

30

-40

40

19.00 -- 20.00 18.00 -- 19.00 17.00 -- 18.00 16.00 -- 17.00 15.00 -- 16.00 14.00 -- 15.00 13.00 -- 14.00 12.00 -- 13.00 11.00 -- 12.00 10.00 -- 11.00 9.000 -- 10.00 8.000 -- 9.000 7.000 -- 8.000 6.000 -- 7.000 5.000 -- 6.000 4.000 -- 5.000 3.000 -- 4.000 2.000 -- 3.000 1.000 -- 2.000 0 -- 1.000

0

-10

-20

-30

-40

-30

-20

-10

0

10 -40

20 -30

30 -20

40 -10

0

10

Abbildung 9: Tageslichtquotienten % aufAbbildung Höhe +35m 9: Tageslichtquotienten % auf Höhe +35m Tageslichtquotienten % auf Höhe +35 m 30

30

20

20

10

10

30

20

42 10

0

19.00 18.00 17.00 16.00 15.00 14.00 13.00

--------

20.00 19.00 18.00 17.00 16.00 15.00 14.00

20

0

19.00 18.00 17.00 16.00 -10 15.00 14.00 13.00

--------

20.00 19.00 18.00 17.00 16.00 15.00 14.00

0

-10

19.00 18.00 17.00 16.00 15.00 14.00 13.00 12.00 11.00 10.00

-----------

20.00 19.00 18.00 17.00 16.00 15.00 14.00 13.00 12.00 11.00

30

40

Tragwerksmodell der zweifach gekrümmten Twist­Geometrie. Die 3D­Daten und Bauteilinfor­ mationen aus den unterschied­ lichen Fachplanungsmodellen wurden in das zentrale Gebäu­ demodell eingefügt.

43

PRAXIS 1

Fassadenmodell mit offenen (Glas) und geschlossenen Bereichen (Aluminiumver­ kleidung). Alle ausführungs­ relevanten Details sind in das Modell eingearbeitet: von der Fassadenteilung bis zu den Anschlagpunkten für die Reinigungsanlage.

PHASE I

PHASE IV

Rohbau im Bau/fertiggestellt

Dach Glasfassade im Bau/fertiggestellt E8 E7 Technik/Ausbau E6 E5 Musealer Ausbau E4 E3 E2

Darstellung der zeitlichen Abhängigkeiten von unter­ schiedlichen Gewerken in der Bauphase. Zur besseren Koordination der Arbeiten wurden die Bauaktivitäten als Informationsebene im 3D-Modell eingetragen.

44

E1 E0



45

PRAXIS 1

Von wenigen Projekten abgesehen schließt das Leistungsphasenmodell im Bauwesen klassischerweise die drei Phasen Entwurf, Planung und Ausführung ein. Logistik, Betrieb und Umbau beziehungsweise Nachnutzung bis hin zum Abriss und Recycling der verwendeten Komponenten und Materialien werden in den klassischen Leistungsphasen jedoch kaum berücksichtigt. Die offizielle Übergabe des Bauwerks an den Bauherren kann in diesem Sinne als rechtliche Bestätigung dieser Sichtweise gesehen werden. Bereits seit den 1980er Jahren haben verschiedene Industrien (zum Beispiel Luftfahrt, Automobil und Schiffsbau) den gesamten Lebensweg eines Produktes als integrales Prozessziel definiert. 1 Um die Gesamtbilanz eines Produktes in Bezug auf Nachhaltigkeitsfragen ermitteln zu können, werden zu Beginn der Produktentwicklung wichtige Ziele hinsichtlich der Gesamtbilanz bewusst gesetzt und kontinuierlich bis zum Ende des Lebensweges des Produktes weiterverfolgt und evaluiert. Lebenszyklusbetrachtung eines Baupro­ zesses in fünf Phasen, inklusive der im Vergleich mit traditioneller Planung neu integrierten Themen des BIM­Datensatzes (hervorgehoben).

Simulation & Analyse Mengenermittlung Kostenschätzung Zeitplanung Dokumentation

Raumprogramm Konzept Varianten Entwurf Visualisierung Ausschreibung

Prozesssteuerung Vorfertigung Logistik Konstruktion Montage Abrechnung

UNG SETZ UM

ENTW UR F

PLANUNG

BIM LIFECYCLE

NA

CH

NU

Renovierung Umbauten Rückbau Abriss Recycling

TZ

UN

G

BET

RI E

B Sensorik/Aktorik Datenerfassung Unterhaltung und Wartung Optimierung Reparatur

Dieser Lebenszyklusgedanke lässt sich auch gesamtheitlich auf ein Bauwerk und den Prozess der Architekturproduktion übertragen. Spätestens seit der Einführung der Lebenszyklusbetrachtung im Schiffsbau, die aufgrund der Planung von Unikaten mit der Prozessführung des Bauwesens vergleichbar ist, ist es naheliegend, ein solches Modell auch im Bauwesen zu verwenden. Das oben dargestellte Fünf-Phasen-Modell umfasst neben dem Entwurf, der Planung und der Umsetzung auch den Betrieb und die spätere Veränderung und Anpassung einer baulichen Struktur.

1

Definition Product’s lifecycle: National Institute of Standards and Technology’s Manufacturing Engineering.

47

ORGANISATION

LIFECYCLE

Im Gegensatz zu konventionellen Ansätzen, die meist nur vom Entwurf bis zur Ausführung reichen, integriert das Modell sämtliche Stadien, die für eine umfassende Darstellung des Planungs-, Bau- und (Nach-)Nutzungsprozesses erforderlich sind. Mit BIM zu planen, bedeutet daher, alle Phasen so früh wie möglich in den Prozess miteinzubeziehen und maßgebende Entscheidungen hierauf zu basieren. Blickt man zurück in die Architekturgeschichte, so stellt man fest, dass dieser Ansatz keinesfalls neu, sondern bereits bei Vitruv  2 zu finden ist und im Mittelalter im Zusammenhang mit dem Berufsbild des Werkmeisters oder (Dom-)Baumeisters 3 bekannt wurde. Wir befinden uns heute in einer Zeit zunehmender Informationsvielfalt und komplexer werdender Bauaufgaben. Die aktuellen Fragen zur Ressourceneinsparung und zum Klimaschutz fordern umso mehr eine gesamtheitliche Lebenszyklusbetrachtung der Architekturproduktion. Inmitten dieser Entwicklung ist BIM nur ein Schritt hin zu weniger Verlust, weniger Fehlern und mehr Qualität im Bauwesen.

BIM IM BESTAND

2 Vitruvius/Curt Fensterbusch (1964): Zehn Bücher über Architektur. 3 Der Baumeister als Leiter einer Bauhütte oder eines unterschiedliche Handwerker umfassenden Werkstattverbands. 4 DIW Strukturdaten zur Produktion und Beschäftigung im Baugewerbe; Berechnungen für das Jahr 2012 5 Karl Kraus (2004): Photogrammetrie. Geometrische Informationen aus Photographien und Laserscanneraufnahmen. 6 Clive Boardman, Paul Bryan (2018): 3D Laser Scanning for Heritage: Advice and Guidance on the Use of Laser Scanning in Archaeology and Architecture. 7

48

buildingSMART. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.buildingsmart.org/.

In den dicht besiedelten europäischen Ländern bezieht sich ein Großteil der Bautätigkeit auf den Gebäudebestand. Allein in Deutschland sind rund 75  Prozent der Wohnbauprojekte mit Bauen im Bestand 4 verbunden. Nutzungsänderungen und bereits in der Vergangenheit durchgeführte Umbauten führen häufig dazu, dass keine oder nur wenige verlässliche Unterlagen über ein bestehendes Objekt existieren und es somit auch keine digital verwertbaren und verlässlichen Grundlagen für das Erstellen der notwendigen oder gewünschten BIM-Objekte gibt. Um zumindest die geometrische Lücke zu schließen, entstanden neue Verfahren der Photogrammetrie 5 oder des 3D-Laser­ scanning 6, die in der Lage sind, bestehende Geometrien in gültige BIM-Objekte zu verwandeln. Derzeit ist jedoch ein hohes Maß an manueller Geometrie- und Dateneingabe erforderlich, sodass die Erstellung eines BIM-Modells in Anbetracht des Kosten- und Nutzenaufwandes zumeist kaum effizient erscheint. Mögliche Wege, um zu handhabbaren Lösungen zu kommen, sind klare Vereinbarungen zu (variablen) Übergangsbereichen zwischen Alt und Neu und die Kombination eines BIM-Modells mit herkömmlichen 2D-  oder 3D-Techniken, um bestehende Strukturen in die Neubaubereiche zu integrieren. Zudem ist ein Scan von bestehenden Strukturen denkbar, der nur visuell als inhaltlicher Platzhalter oder als Grundlage für eine neue Objekterstellung verwendet wird. Die große Anzahl bestehender Gebäude und der steigende Bedarf an Renovierungsaufgaben lässt in den nächsten Jahren weitreichende Entwicklungen in Richtung automatisiert erstellter BIM-Objekte aus dem Bestand erwarten. Mit der Einführung der BIM-Methode für Neubauprojekte hat das Interesse an der Anwendung dieser Konzepte und Technologien auf denkmalgeschützte Gebäude, dem sogenannten Heritage BIM (HBIM), deutlich zugenommen. HBIM verfolgt, im Unterschied

oder in Ergänzung zu den zuvor beschriebenen BIM-Prozessen, die Modellierung von architektonischen Elementen nach künstlerischen, historischen und konstruktiven Typologien. Insofern kann HBIM als eine neue Methode angesehen werden, um das gebaute Erbe umfassend verstehen, dokumentieren und virtuell rekonstruieren zu können.

BIM verlagert durch die Fokussierung auf eine integrierte, kooperative Planung sowohl Aufwand als auch Schwerpunkt auf die frühen Phasen des Projektverlaufs. In der konventionellen Planung fließt der größte Aufwand meist in die späteren Phasen nach dem Entwurf, wenn die grundlegende Gestaltung und die wichtigsten Rahmenparameter bereits festgelegt und oft auch schon genehmigt wurden. Dies bedeutet, dass die zunehmend gewünschten Analyse-, Simulations- und Bewertungswerkzeuge erst gegen Ende des Entscheidungsprozesses eingesetzt werden – denn nur in einem fortgeschrittenen Stadium des Projekts sind alle relevanten Faktoren wie Energieverbrauch, Nutzungsszenarien oder Tageslichtstudien in der Planung berücksichtigt. Änderungswünsche, die in späteren Phasen auftreten, sind in der Umsetzung nicht nur schwieriger zu koordinieren und zeitaufwendiger, sondern auch deutlich teurer als zu Beginn des Prozesses.

Möglichkeit, Kosten zu beeinflussen

Vorverlagerung der Planungstiefe und Einflussmöglichkeiten auf die Kostenentwicklung Patrick MacLeamy

Änderungskosten

Vorverlagerung (Frontloading)

Traditionelle Arbeitsweise

Aufwand

BIM Arbeitsweise

ORGANISATION

FRONTLOADING

Ziel: Minimierung von Fehlerkosten und Zeitverlust

Vorentwurf

Entwurf

Ausführungsplanung

Konstruktion Fehlerbehebung Streitigkeiten

Betrieb

Der US-amerikanische Architekt Patrick MacLeamy, Gründungsmitglied und Vorsitzender von buildingSMART, 7 zeigt in der oben dargestellten Grafik die Beziehung zwischen den einzelnen Planungsphasen und den Handlungsspielräumen, die Planer im Prozess haben, sowie die davon abhängigen, sich kumulierenden Kosten im Projektverlauf. Je weiter der Entwurfsprozess voranschreitet, desto geringer sind die Einflussmöglichkeiten auf das Projektergebnis und desto höher sind die Ausgaben für etwaige Planungsänderungen.



49

Vor diesem Hintergrund zielt BIM  – wie in der oben stehenden Abbildung dargestellt  – auf eine Vorverlagerung der Planungs­ ­ tiefe. Die Vorteile dieses »Nach-vorne-Schiebens« (englisch: front­ loading) liegen auf der Hand: Analysen und Simulationen unterstützen frühzeitig Entwurfsentscheidungen, Gestaltungsvarianten können einander gegenübergestellt und entsprechend beurteilt sowie die Informationen aller Planungsbeteiligten integriert werden, um so zu abgestimmten und vor allem informierten Entscheidungen zu kommen.

BIM – BAM – BOOM Während die Planungs- und Bauphase in der Regel nur einige Monate oder wenige Jahre dauert, wird ein Gebäude über viele Jahrzehnte genutzt. Daher ist die Betrachtung der in der Nutzungsphase entstehenden Kosten hinsichtlich Betrieb, Wartung, Sanierung, Modernisierung und Rückbau häufig vorrangig für den Bauherren. Darauf Bezug nehmend führte MacLeamy im Jahre 2012 das sogenannte BIM-BAM-BOOM-Modell in der Baubranche ein. Das Modell stellt in vereinfachter Art und Weise dar, wie sich Baukosten im Projektlauf über die Phasen verteilen. In der ersten Phase – Building Information Modelling (BIM) – wird im Sinne einer integralen BIM-Planung ein Bauteil modelliert, dem der fiktive Wert von einem Euro zugrunde liegt. Für den zwanzigfachen Werteinsatz ist der Ausführende anschließend in der Lage, das entsprechende Bauteil zu fertigen und zu montieren. Diese Phase wird als Building Assembly Modelling (BAM) bezeichnet. In der letzten Phase wird das Bauteil betrieben, gewartet und letztendlich ersetzt oder optimiert. Das wird mit dem Begriff Building Operation and Optimization Model (BOOM) umschrieben. Er gibt an, dass das Bauteil letztlich den sechzigfachen Kosteneinsatz gegenüber der anfänglichen Planung erfordert. Basierend auf diesem Modell ist die fokussierte Optimierung der kostengünstigsten Phase – des Moments der Planung (BIM) – der effektivste Weg, um Zeit und Geld zu sparen. Betrachtet man lediglich die reinen Zahlen, erscheint das theoretische Einsparungspotenzial enorm. Die mögliche Kostenreduzierung ist jedoch auch mit einem erhöhten Planungs- und Koordinationsaufwand in den frühen Leistungsphasen verbunden. Insofern liegt diesem Modell vielmehr die Idee zugrunde, den Mehraufwand zu Beginn des Prozesses durch Kostenoptimierungen in der Folge mehrfach kompensieren zu können. Eine maßgebliche Voraussetzung, damit dieses Modell funktioniert, besteht in der verbindlichen Absprache, dass die Protagonisten der frühen Planungsphasen an den später zu erzielenden Einsparungen beteiligt werden  – selbst wenn sie das Projekt zu diesem Zeitpunkt bereits verlassen haben sollten. Wahrscheinlich aus Mangel an Vertrauen oder aus Skepsis gegenüber den eher theoretischen Überlegungen gibt es hierfür noch kein standardisiertes Verfahren. Entsprechende Absprachen müssen somit im Vorfeld von den Beteiligten individuell vertraglich vereinbart werden. Die Zukunft wird zeigen, in welchem Verhältnis die Zunahme an Qualität gegenüber der wirklichen Gewinnspanne zu bewerten ist.

50

60 EUR Betrieb

1 EUR Planung

ORGANISATION

20 EUR Konstruktion

BIM – BAM – BOOM: Bauteilbezogenes ­Kostenverhältnis nach Projektphasen

DIGITAL TWIN Eine der grundlegenden Ideen der BIM-Methode besteht in der Verbesserung der Planungsqualität, um eine fehlerfreie, kosten- und zeitreduzierte Ausführung sowie einen optimierten Betrieb des ­Gebäudes zu ermöglichen. Hierzu sollte vor Baubeginn eine möglichst genaue digitale Version des späteren Bauwerkes erstellt wer­ igitalen den. Man spricht daher auch von einem digital twin, einem d Zwilling, der sämtliche für das spätere Gebäude relevanten Informationen bereithält. Anhand eines solchen Modells sollen die realen Abhängigkeiten, aufkommende Fragen und mögliche Konflikte zwischen den Gewerken frühzeitig sichtbar und so vor Baubeginn abgestimmt werden. Der eigentliche Gewinn des digitalen Zwillings reicht auch hier über die Planungs- und Bauphase hinaus, indem die Nutzungs- und Nachnutzungsphase ebenfalls anhand des Modells abgebildet werden. Hierzu können Sensoren und Aktuatoren – sowohl physikalisch im Gebäude als auch im digitalen Abbild – so gekoppelt werden, dass ein bidirektionaler Datenaustausch zwischen der physisch-realen und virtuell-digitalen Umgebung möglich ist. Das Gebäude und seine Nutzung kann demnach über diese cyberphysikalische Schnittstellen beobachtet, verwaltet, gewartet und optimiert werden. Das Nutzerverhalten und die auf das Gebäude wirkenden Umwelteinflüsse wie zum Beispiel Sonneneinstrahlung, Wind- und Lärmbelastung können registriert, gespeichert und verwertet werden. Durch den Einsatz von KI und maschinellem Lernen lässt sich auf diesen Daten aufbauend der Betrieb des Gebäudes in dynamischen Szenarien optimieren und, wenn man so will, die Architektur als adaptives System programmieren.



51

BIM

DIGTIALER ZWILLING

DIGITALE UMGEBUNG

CYBERPHYSIKALISCHE UMGEBUNG

ZUNEHMEND STRUKTURIERTE UND AUSTAUSCHBARE DATEN WIE GEPLANT

WIE GEBAUT

3D

3D

DATEN

DATEN

DOKUMENTATION

DOKUMENTATION

IM GEBRAUCH

NUTZER

VORENTWUF

ENTWURF

KONSTRUKTION

ANALYTIK UND ERFAHRUNG

ECHTZEITDATEN

WHAT/IFANALYSEN

WARTUNG/BETRIEB

MACHINE LEARNING

WISSEN

VORHERSEHBARKEIT UND KI

END OF LIFE

Vom BIM­Modell zum digitalen Zwilling

8

Martin Charlier, Alfred Lui, Claire Rowland, Elizabeth Goodman, Ann Light(2015): Designing Connected Products.

9

Richtlinienreihe VDI 2552 (2020): Building Information Modeling (BIM). Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.beuth.de/de/regelwerke/vdi/ richtlinienreihe-vdi-2552.

10 Aktuelle Mitteilungen von DIN zum Thema BIM. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.din.de/de/forschung-undinnovation/themen/bim/aktuelles. 11

Austrian Standards (2015): ÖNORM A 6241-1. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.austrian-standards.at/produkte-leistungen/kostenlose-downloads/supplements-zu-normen/ oenorm-a-6241-1/.

12 Schweizerischer Ingenieur- und Architektenverein SIA (2017): SIA 2051 – Building Information Modelling (BIM). Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.sia.ch/de/ der-sia/kommissionen-fachraete/2051/.

52

Die Datensätze bieten darüber hinaus die Möglichkeit, Gebäude, ganze Siedlungen oder gar Städte miteinander zu vernetzen und so zum Beispiel Energiebedarf und -erzeugung effizient und ressourcenschonend abdecken beziehungsweise verteilen zu können. Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) 8 steht sicher erst am Beginn einer exponentiellen Entwicklung, in der die Grenzen zwischen physischen Bauteilen und digitalen Informationen verschmelzen. Dieses cyberphysikalische System wirft allerdings auch Fragen hinsichtlich der rechtlichen Randbedingungen auf, die es zu klären gilt. Viele der IoT-fähigen Bauteile sind in der Lage, verhaltens- und standortbezogene Daten von Menschen zu erfassen und zu übermitteln. Das IoT bildet daher im Hinblick auf Sicherheitslücken und Schwachstellen keinen Unterschied zu klassischen Computersystemen. Datenschutz wird spätestens an dieser Stelle zu einem wichtigen Bestandteil des BIM-Prozesses.

RICHTLINIEN Ein wesentlicher Aspekt bei der Einführung von BIM ist die möglichst frühe Einbeziehung aller Partner im Planungsprozess. Diese integrale Art der Zusammenarbeit basiert auf neuen Arbeits-, Denkund Kommunikationsweisen. Damit die Methode Erfolg hat, müssen alle Projektbeteiligten die jeweils vereinbarten Planungsinhalte und Abläufe einhalten. Eine integrale Zusammenarbeit kann aufgrund der Diversität der Beteiligten nur auf Basis guter Absprachen

BIM-Standardisierung: Übersicht und Zuordnung der nationalen und internationalen Gremien

ISO/TC 59/SC 13 (SN)

CEN/TC 442 (SN)

NA 005-01-39 AA

VDI-Koordinierungskreis

Information about construction works

Building Information Modelling

Building Information Modelling

Building Information Modelling

ISO/TC 59/SC 13/TF 02 (BSI)

CEN/TC 442/WG 1 (BSI)

NA 005-01-39-01 AK

Business Planning and Strategy

Strategie

Strategie

ISO/TC 59/SC 13/JWG 12 (SN)

CEN/TC 442/WG 2 (DIN)

NA 005-01-39-02 AK

Development of construction related data standards (IFC)

Exchange Information

Informationsaustausch

VDI 2552 Blatt 1 Rahmenrichtlinie

VDI 2552 Blatt 3 Mengen/Controlling VDI 2552 Blatt 4 Modellinhalte VDI 2553 Blatt 6 Bauherren/FM

ISO/TC 59/SC 13/WG 13 (BSI) Collaborative working over lifecycle

ISO/TC 59/SC 13/WG 8 (NEN)

CEN/TC 442/WG 3(ASI)

NA 005-01-39-03 AK

Information Delivery Manual

Information Delivery Specification

Informationsmanagement mit BIM

ISO/TC 59/SC 13/WG 2 (DS)

CEN/TC 442/WG 4 (AFNOR)

NA 005-01-39-04 AK

Classification of construction works

Support Data Dictionaries

Kataloge

ISO/TC 59/SC 13/WG 11 (DIN)

NA 041-01-71-GA

Product Data for Building Services

Datenstrukturen für elektronische Produktkataloge in der TGA

VDI 2552 Blatt 1 Rahmenrichtlinie VDI 2552 Blatt 3 Mengen/Controlling VDI 2552 Blatt 5 Datenmanagement VDI 2552 Blatt 6 Bauherren/FM VDI 2552 Blatt 7 Prozesse

VDI 2552 Blatt 9 Klassifikation

VDI 3805 Blatt 1ff Produktdatenaustausch in der TGA

Obwohl die Entwicklung solcher Standards in Deutschland, Österreich und der Schweiz von verschiedenen Gremien und Institutionen stark vorangetrieben wird, gibt es im deutschsprachigen Raum bisher keine einheitliche rechtliche Grundlage für die Regelung der Verantwortlichkeiten und Kooperationsbedingungen in einem BIM-Prozess. Daher müssen entsprechende Vereinbarungen jeweils projektspezifisch von den Partnern getroffen und in gegenseitigem Einverständnis vertraglich festlegt werden.



53

ORGANISATION

und aufgrund der Komplexität der Aufgaben vor Projektbeginn gelingen. Dies geschieht in der Regel über die Definition von Normen und Standards und der Ausgestaltung von möglichst offen geplanten Schnittstellen zwischen den Parteien. Zukünftig soll die VDI-Richtlinienreihe 2552 »Building Information Modelling«  9 die BIM-Standards in Deutschland definieren. Zudem arbeitet der DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau) im Fachbereich BIM an entsprechenden Normierungen. 10 Der über den Normungssatz ÖN 6241-2 definierte Österreichische BIM-Standard stellte bereits 2015 ein umfangreiches Regelwerk zur Verfügung, das die Inhalte von virtuellen Gebäudemodellen nach Leistungsphasen regelte. 11 In der Schweiz wird die Normierung vom Schweizerischen Ingenieur- und Architektenverein (SIA) erarbeitet. 12

In den Anfängen der BIM-Markteinführung wurde von der Pennsylvania State University im Jahre 2010 der erste »BIM Project Execution Guide« als Grundlage für Interessierte, Betriebe oder Institutionen entwickelt. 13 Als weitere Orientierung für die Entwicklung eigener Regeln für die Zusammenarbeit kann der britische Standard PAS 1192-2 14 dienen. Die 2019 veröffentlichte internationale ISONorm 19650 15 bezieht sich auf die britische Norm und beschreibt Konzepte, Prinzipien und Kriterien des Informationsmanagements in der Planungs- und Bauphase in Bezug auf BIM. 16

EIR – BEP – MIDP

EIR – BEP – MIDP: Ablaufplan und Abstim­ mung der Projektbedarfe, ­prozesse und ­ergebnisse

Die zuvor beschriebenen Normen und Standards sind lediglich als Vorlage zu verstehen, die an das eigene Projekt angepasst werden müssen. Sämtliche Anforderungen sollten zunächst strategisch auf Auftraggeberseite spezifiziert und als Employer’s Information Requirement (EIR) 17  –  deutsch: Auftraggeberinformationsanforderung (AIA)  – an das Projektteam zur Entwicklung von Absprachen auf taktischer Ebene über den geplanten Projektprozess weitergegeben werden. Die Beteiligten erstellen auf dieser Basis einen BIM Execution Plan (BEP) 18 – deutsch: BIM-Abwicklungsplan (BAP) – mit Beschreibung der für das Management notwendigen Prozesse, Rollen, Leistungen, BIM-Anwendungsfälle und IT-Infrastrukturen. Dabei können spezielle Klauseln, wie besondere Vertragsbedingungen, die Muster für Einzelvertragslösungen ergänzen. Der BEP gilt im Weiteren als Grundlage für den Arbeitsprozess und die Ausführung sowie die zu liefernden Ergebnisse und Qualitäten, die im Master Information Delivery Plan (MIDP) 19 definiert werden.

Evaluierung

Projektteam

VOR PROJEKTBEGINN

EIR

BEP

MIDP

Definiert die Anforderungen des Auftraggebers in Bezug auf das Projekt und die Prozessführung in BIM

Definiert das Management des BIM-Prozesses und der damit verbundenen digitalen Informationen

Definiert die im Projekt zu liefernden Leistungen und gibt an wann diese, durch wen und auf welcher Basis geliefert

IM PROJEKTVERLAUF Projektteam

Evaluierung

Sowohl EIR, BEP als auch MIDP sind komplexe Dokumente, welche die Zustimmung aller Projektbeteiligten benötigen. Oftmals finden mehrmalige Evaluierungen statt, bevor sowohl Auftraggeber als auch das Projektteam und die Ausführenden sämtliche Anforderungen und Vereinbarungen ausreichend aufeinander abgestimmt

54

55 Ziel:  Was will der Arbeitgeber/Auftraggeber mit dem Einsatz von BIM erreichen? 55 Umfang:  Welche Phasen und Teile des Projekts sollen BIM-konform modelliert werden? 55 Rollen, Zuständigkeiten und Verantwortung:  Welche Rollen, Zuständigkeiten und Verantwortlichkeiten werden von welcher Partei ausgefüllt/abgedeckt? 55 Zeitpunkte Datenaustausch:  Welche Art von Informationen müssen wann, wie und für wen zur Verfügung gestellt werden? 55 Klassifikation:  Ist ein Klassifikationssystem in Gebrauch? Welche Attribute müssen Konstruktionselemente haben? 55 Semantische Informationsebene:  Welcher Level of Information (LOI) wird benötigt? 55 Geometrischer Digitalisierungsgrad:  Welcher Level of Geometry (LOG) gilt für die einzelnen Konstruktionselemente? 55 Modellierung:  Welche digitalen und analogen Materialien werden für die Erstellung des Modells zur Verfügung gestellt? 55 Gemeinsame Datenumgebung:  Wie wird die gemeinsame Datenumgebung, die Common Data Environment (CDE), realisiert? 55 Verwendete Datenaustauschformate:  Wie und in welcher Form werden die Daten zwischen den Beteiligten ausgetauscht? 55 Qualitätskontrolle:  Wie wird die Qualitätskontrolle zwischen den Projekt­beteiligten durchgeführt?



ORGANISATION

haben. Um den Informationsanforderungen des Auftraggebers (EIR) gerecht zu werden, wird der BIM-Ausführungsplan (BEP) von den am Prozess Beteiligten entwickelt. Dieser legt fest, wie die verschiedenen Aspekte und Informationsanforderungen in einem Projekt gesteuert und durchgeführt werden sollen. Der BEP wird in der Regel vor Vertragsabschluss erstellt. Ein BIM-Ausführungsplan klärt die Rollen und ihre Verantwortlichkeiten, die anzuwendenden Standards und die zu befolgenden Verfahren während des gesamten Prozessverlaufs. Dem BEP auf organisatorischer Ebene ist der MIDP auf ausführender Ebene eines Projekts beigestellt. Hier werden die tatsächlich zu liefernden Informationen, Zeiträume und die dafür zuständigen Beteiligten definiert. Während das EIR vor Vertrag und Projektbeginn aufgestellt wird, sind BEP und MIDP aktive Dokumente innerhalb des Prozesslaufes, die für alle Beteiligten bindend sind. Dies bedeutet, dass diese Dokumente nicht als statisch zu verstehen sind, sondern regelmäßig während des Projekts (in gegenseitiger Abstimmung) evaluiert und aktualisiert werden. EIR, BEP und MIDP beschäftigen sich aus unterschiedlichen Perspektiven mit den folgenden Punkten:

13 John Messner et al. (2019): BIM Project Execution Planning Guide – Version 2.2. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: https:// psu.pb.unizin.org/bimprojectexecutionplanningv2x2/open/download?type=pdf, https://psu.pb.unizin.org/ bimprojectexecutionplanningv2x2/. 14 Construction Project Information Committee CPIc (2013): CPIx BIM Execution Plan. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.cpic.org.uk/cpix/cpix-BIM%20 execution-plan/. 15 ISO 19650-1:2018: Organization and digitization of information about buildings and civil engineering works, including building information modelling (BIM) – Information management using building information modelling. Part 1: Concepts and principles. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.iso.org/obp/ ui/#iso:std:iso:19650:-1:ed-1:v1:en. 16 Die Übernahme in eine DIN-Norm, die durch den Arbeitsausschuss des DIN 00501-39AA begleitet wird, steht noch bevor. 17 Designing Buildings (2020): Employer‘s information requirements EIR. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.designingbuildings.co.uk/wiki/Employer%27s_information_requirements_EIR 18 Designing Buildings (2020): BIM execution plan BEP. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.designingbuildings.co.uk/ wiki/BIM_execution_plan_BEP. 19 Designing Buildings (2020): Master Information Delivery Plan MIDP. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.designingbuildings.co.uk/wiki/ Master_Information_Delivery_Plan_MIDP.

55

Der Auftraggeber oder ein von ihm benannter Vertreter steht in der Verantwortung, sicherzustellen, dass alle am Projekt Beteiligten den Inhalt des EIR kennen, verstehen und vertraglich als Grundlage akzeptieren. Die oben aufgeführte Liste bildet einen ersten Ausgangspunkt, muss aber an die jeweiligen Projektbedingungen und Ziele individuell angepasst werden. Der Erfolg eines BIM-Projekts ist nicht zuletzt auf die Anwendung von effektiven BIM-Ausführungsplänen zurückzuführen, auf die sich alle Beteiligten vor Beginn des Projekts einigen und während des Projekts bei Fragen berufen können. Das Erstellen eines EIR oder BEP kann selbst unter Verwendung der oben genannten Vorlagen im Vorfeld eines Projekts einige Zeit in Anspruch nehmen und sollte hinsichtlich der Komplexität und notwendigen Abstimmungen nicht unterschätzt werden. Wie bereits an anderer Stelle erwähnt, scheint dieser Aufwand am Beginn des Projekts recht mühsam, ist aber im weiteren Verlauf die effektivste Art, um Kosten, Zeit und Ressourcen zu sparen.

LOD  – LOG  – LOI Über die Planungsphasen hinweg wächst die Informationsdichte eines BIM-Modells. Dieser »Reifegrad« wird als Level of Development (LOD) – oder auch Level of Detail – bezeichnet und setzt sich aus den folgenden beiden Komponenten zusammen: 55 Level of Geometry (LOG), dem geometrischen Detaillierungsgrad, und 55 Level of Information (LOI), dem semantischen beziehungsweise alphanumerischen Informationsreifegrad. Der Gesamtdetaillierungsgrad von BIM-Modellen (LOD) wird, ­basierend auf objektorientierten Bauteildefinitionen, kategorisiert und in der Regel in einer Skala von 100 bis 500 eingeordnet:

55 LOD 100 Konzept Das Element ist sehr einfach durch ein Symbol oder einen generischen Platzhalter dargestellt. Einige wesentliche, für die konzeptionelle Vorplanungsphase notwendige Eigenschaften werden ebenfalls definiert. 55 LOD 200 Vorentwurf Das Element wird mit seiner ungefähren Position und Geometrie zusammen mit den wichtigsten Eigenschaften, insbesondere den Kosteninformationen, dargestellt. 55 LOD 300 Entwurf/Genehmigungsplanung Das Element wird mit seiner genauen Position und Geometrie auf der Ebene, auf der das Element platziert worden ist, dargestellt. Kosten, Mengen und weitere Eigenschaften wie Material können je nach Projekt­ vereinbarung ergänzt sein.

56

5 LOD 400 Ausführungsplanung Das Element enthält alle geometrischen und alphanumerischen Informationen, die notwendig sind, um dieses zu produzieren, zu liefern, zu montieren oder zu ändern. 5 LOD 500 Werkplanung Das Element repräsentiert das reale Bauteil hinsichtlich Position, Geometrie und sämtlicher Eigenschaften, die für Betrieb, Wartung, Austausch und Recycling relevant sind.

200

300

400

500

LOI Level of Information

LOD Level of Detail

100

LOD einer Tür in Bezug auf die Detaillierungsgrade 100 bis 500

ORGANISATION

5 LOD 600 Facility-Management Ein Bauteil könnte als Datenobjekt zukünftig zum Beispiel hinsichtlich IoT weitere, heute noch nicht definierte Informationen aufnehmen.

Name, Objektart und Nutzeranforderungen

Unterscheidung außen / innen und Brandschutzanforderungen

zusätzlich Angaben zu Material, Abmessungen, Standards und Zertifizierungen

Angaben über Montage, Verfügbarkeit und Wartung

Sammlung aller Produktinformationen auf dem Niveau »as built«

Wie in den unterschiedlichen Definitionen erkennbar ist, gibt es aktuell keine verbindliche Definition für Detaillierungsgrade. Sie sollten projektspezifisch festgelegt und in Verbindung mit den BIM-Ausführungsplänen (BEP) dokumentiert werden. Eine getrennte Betrachtungsweise von geometrischen und alphanumerischen Modellinhalten hat sich in der Praxis ebenso bewährt wie eine spezifische Festlegung der LOD nach Fachmodellen. Durch eine strukturierte Festlegung der Informationsgrade kann sichergestellt werden, dass alle am Prozess Beteiligten klar erkennen können, welche Modellinformationen zu welchen

57

58

Dimension: 2D (Zeichnungen)

Dimension: 3D (Visualisierungen)

Dimension: 4D (Zeit und Simulationen)

Dimension: 6D (Facility-Management)

Dimension: 5D (Massen und Kosten)

Die Dimensionen von BIM als Abbilder von Teilinformationen aus einer zentralen Gebäudedatenbank

Projektphasen gehören und entsprechend zur Geometrie hinzugefügt werden müssen. Notwendige BIM-Leistungen sind auf diesem Wege genauer zu spezifizieren und Modellierungs- und Datenerfassungsaufwände sollten ebenfalls in diesem Kontext kalkuliert werden. So lässt sich definieren, welche Modellinformationen zu welchem Zeitpunkt in der Menge der Gesamtdaten als verlässlich eingestuft werden können. Die LOD werden für die jeweilige Projektphase – unter Berücksichtigung der Projektziele – aus den Informationsanforderungen (EIR – BEP – MDP) zwischen den Projektbeteiligten vereinbart. Dazu wird im Team oftmals eine sogenannte Modell-Element-Matrix in tabellarischer Form entwickelt. In dieser werden die Modellelemente entsprechend ihrer im Projekt verwendeten Klassifizierung – wie zuvor am Beispiel einer Tür dargestellt – und ihren über die Phasen (100 – 500) notwendigen Eigenschaften (Parametern) aufgeführt. Um Modelle nicht zu überfrachten oder den gemeinsam vereinbarten Arbeitsfluss ins Stocken zu bringen, sollte die Einhaltung dieser Richtlinie vertraglich festgelegt werden und für alle Beteiligten verpflichtend gelten.

DIMENSIONEN

ORGANISATION

BIM-Modelle können eine beinahe unendliche Anzahl semantischer Informationen beinhalten. Um den Überblick zu wahren, ist es zum einen wichtig, sich zu Beginn des Projekts im Rahmen von EIR, BEP und MIDP darüber zu verständigen, welche und wie viele Daten in welcher Phase benötigt und erzeugt werden sollen. Darüber hinaus wird das Arbeiten mit großen Datenmengen zusätzlich erleichtert, indem nur Daten zur Darstellung der gerade benötigten Ebene ­(Level) oder Ansicht (View) angezeigt werden. Diese Ansicht stellt nur eine temporäre Auswahl von Daten dar, die als Anwendung oder ­Dimension (die von 2D über 3D nach nD führt) bezeichnet wird und als Referenz deutlich einfacher in dem Gesamtmodell zu handhaben und auszuwerten ist. Es werden demnach nur die Bauteile sichtbar geschaltet, die augenblicklich für die Bearbeitung notwendig sind. Die restlichen Bauteile verbleiben zwar im Modell, sind für den Bearbeiter aber unsichtbar. Im Folgenden sind beispielhaft einige operative BIM-Anwendungen, in Dimensionen eingeteilt, aufgeführt: Dimension 2D 55 2D-Planerstellung: Ableitung von Entwurfs- und Ausführungsplänen aus der 3D-Modellgrundlage Dimension 3D 55 Technische Visualisierung: Die Visualisierung eines 3D-Modells als Grundlage für alle Beteiligten, um sich ein besseres visuelles Bild des Projekts machen zu können. 55 Koordination der Beteiligten: Zusammenführung der Aspektmodelle (Fachmodelle) in einem Koordinationsmodell, mit dem Ziel, zu koordinieren oder auf Kollisionen zu prüfen. 55 Tragwerkplanung: Verwendung von BIM im Rahmen der konstruktiven Berechnungen und Prüfungen 55 Statische Evaluationen: Verwendung des Modells für Analysen, Simulationen und Optimierungen 55 Kostenschätzung und Berechnung: Festlegung von Mengen (Volumen, Flächen) auf der Grundlage des Modells zum Zweck der Erstellung von Kostenschätzungen und Berechnungen Dimension 4D 55 Zeitbasierte Projektablauf-Modellierung: Einbinden des 3D-Modells in einen Projektablaufplan 55 Zeitbasierte Kontrolle des Projektfortschritts: Verwendung des Modells zur Überwachung, Führung von Nachweisen und Endabrechnung 55 Zeitbasierte, dynamische Evaluationen: Verwendung des Modells für Analysen, Simulationen und Optimierungen



59

Dimension 5D 55 Kostenbasierte Simulationen: Einbindung des 4D-Modells in die Kostenberechnung für die Herstellung relevanter Konstruktionselemente und Logistikfragen Dimension 6D 55 Facility-Management: Verwendung des Modells für Betrieb, Wartung und IoT Dimension 7D 55 Nachhaltigkeitsfragen: Verwendung des Modells im Hinblick auf Material- und Energieverbrauch sowie Recycling

SIZE MATTERS?

20 PWC (2019): Digitalisierung der deutschen Bauindustrie. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.pwc.de/de/digitale-transformation/digitalisierung-der-deutschen-bauindustrie-2019.pdf. 21 Die Auswirkungen von Building Informa­ tion Modelling (BIM) auf die Leistungsbilder und Vergütungsstruktur für Architekten und Ingenieure sowie auf die Vertrags­gestaltung, Schlussbericht 10.08.17.7–10.03, 3. Mai 2011, BBSR/BBR.

60

Mit Blick auf den Markt wird BIM in den letzten Jahren vor allem von großen Bauunternehmen, Investoren oder Unternehmen wie der Deutschen Bahn in der Praxis eingesetzt. 20 Der deutsche Mittelstand und vor allem kleine Unternehmen und Büros zeigen deutliche Skepsis und Zurückhaltung bei der Einführung und dem konsequenten Umstieg auf digitale Prozesse. Bei der Anpassung bestehender interner und externer Prozesse wird den Beteiligten sowohl ein recht großes Anfangsinvestment als auch ein langfristiges Durchhaltevermögen abverlangt. Zudem muss meist nicht nur eine Firma oder ein Betrieb passend für die neue Prozessführung umstrukturiert werden, sondern auch weitere wichtige Partner des Planungsteams müssen diesen Weg mitgehen. Nur wenn möglichst alle an einem Strang ziehen, können die Vorteile von BIM ausgeschöpft werden. Das hierzu notwendige Investment scheint in Bezug auf größere Projekte und Firmenkonsortien bisher besser umsetzbar zu sein. Wenn man hinter die Fassade großer Betriebe und Planungsbüros blickt, stellt man jedoch fest, dass bei zunehmender Anzahl von Mitarbeitenden und Interessen die Verbreitung und Aufnahme der notwendigen Prozessumstellungen oftmals nicht gleichmäßig und effektiv umsetzbar sind. Häufig bleiben einige Bereiche oder einzelne Personen in der Entwicklung zurück. 21 Dieser »interne Ressourcenverlust« macht sich bei vielen großen Firmen durchaus finanziell bemerkbar. Auf der anderen Seite bieten sich gerade für kleinere Unternehmen neue Chancen, durch die BIM-Implementierung die eigene Konkurrenzfähigkeit zu erhöhen. Über eine genaue Beobachtung des Markts und eine gute Vorbereitung kann der Übergang von traditionellen Prozessen hin zu integrativen Methoden bei kleinen und mittelständischen Büros sehr viel effizienter und mit weniger Reibungsverlusten geschehen. Der Weg vom Entscheidungsträger zum Ausführenden ist kürzer, das persönliche Gespräch schneller geführt und die Sorgen der Mitarbeitenden sind präsenter. Durch die veränderten Randbedingungen entstehen auch neue Berufsbilder, die sowohl neue Spezialisierungen ermöglichen

ORGANISATION

als auch den Architekten als Generalisten fordern. Insofern ist BIM keine Frage von Büro- oder Projektgröße, sondern vielmehr eine strategische Entscheidung mit Blick auf zukünftige Arbeits- und Interessensbereiche.



61

ASTOC ARCHITECTS AND PLANNERS Maria-Hilf-Straße 15 50677 Köln www.astoc.de

62

ASTOC ARCHITECTS AND PLANNERS realisiert Architektur und Städtebau in allen Maßstäben. Seit 1990 führt das Büro Projekte für öffentliche s­ owie private Bauherren im In- und Ausland durch. Mittlerweile zählt es über 1 000 Projekte mit einem Team von aktuell 100 Mitarbeitenden. Architektur und Städtebau sind zwei eigenständige Disziplinen mit einem differenzierten Anforderungsprofil  – ASTOC hat in beiden Bereichen zahlreiche Projekte abschließen können. Die städtebaulichen Projekte profitieren von den umfangreichen Erfahrungen in der Konzeption und Realisierung von Gebäuden und die hochbaulichen Projekte erhalten durch die weitreichenden Kenntnisse um die städtebaulichen Zusammenhänge einen präzise verorteten architektonischen Ausdruck.

ASTOC im Interview JZ SB

Jörg Ziolkowski Stephan Becker Welche Bedeutung hat BIM in Ihrer Arbeit?

JZ

Wie wir es im Moment erleben, ist BIM eine Struktur für die ­digitale­ Zusammenarbeit. Wir koordinieren uns nicht mehr anhand von 2D-Plänen, sondern im 3D-Modell. Damit diese Koordination funktioniert, gibt es auf das Projekt und die Anwendungsfälle angepasste dokumentierte Regeln. Ist dieser Prozess intern oder vielmehr von außen motiviert?

Vor gut zehn Jahren haben wir festgestellt, dass die Werkzeuge, mit denen wir unsere Architektur entwickeln, dokumentieren und schließlich als Pläne auf die Baustelle geben, zunehmend und mit einem für uns vertretbaren Aufwand dazu in der Lage waren, dreidimensionale Modelle zu generieren. Da wir schon seit jeher viele Modelle bauen und diese auch nach wie vor einen wesentlichen Teil unserer Entwicklungsabläufe bilden, wurde das 3D-Modell im Rechner zu einer Ergänzung, die wir ganz bewusst im Büro kultiviert haben. Bald schon wurde es für uns effizienter, daraus auch traditionelle Pläne wie Grundrisse, Schnitte und Ansichten abzuleiten. Wir stellten fest, dass bei unseren Fachplaner-Kollegen ähnliche Entwicklungen stattfanden. Dadurch ergab sich die Möglichkeit, Modelle gemeinsam zu betrachten und zu koordinieren. Es dauerte weitere drei Jahre bis sich aus diesen theoretischen Überlegungen eine praktische ­Option­ ergab: Ein Auftraggeber aus der Schweiz forderte die digitale Koordination seines Projekts. Da haben wir das erste Mal über BIM-Prozesse­gesprochen und erste Erfahrungen in diesem Bereich gesammelt. Allmählich kamen dann auch die ersten deutschen BIM-Projekte. Im Moment bearbeiten wir fünf umfassende BIM-Prozesse.

PRAXIS 2

JZ

Fordert der Auftraggeber diese Prozesse bei Ihren derzeitigen BIM-Projekten ein oder schlagen Sie es für den Planungsprozess vor? JZ



Zunächst ist es eine Entscheidung des Planers, wie er sein Werk liefert. Er beurteilt, wie er sein Projekt am besten und effizientesten zeichnen, beantragen, genehmigen lassen und schließlich bauen kann  – ob mit Tusche und Transparent oder mit BIM, ist erst einmal egal. Der Architekt kann zusammen mit den Fachplanern eine ­Bearbeitung nach der BIM-Methode beschließen. Allerdings ist diese dann nicht honorarfähig beziehungsweise können sie dadurch nicht mehr Honorar generieren, weil sie nach wie vor bloß das tun, was der Bauherr von ihnen verlangt: Ein Gebäude dicht und warm, nach den Regeln der Technik zu erstellen. Erst wenn der Bauherr oder der Generalplaner über das Werk hinaus noch andere Ansprüche haben und mit diesen die Verantwortung und der Aufwand für den Architekten steigen, betrachten wir das als honorarfähig. Der Auftraggeber des Insel­spitals in Bern erwartet zum Beispiel, dass er sein Gebäude nach Fertigstellung mit unserem Modell betreiben kann. Mit dieser Erwartungshaltung wird natürlich gleichzeitig der Aufwand für uns größer.

63

Gibt es eine BIM-Strategie in Ihrem Büro? JZ

Natürlich haben wir gewisse Standards für die Arbeit in unserem Büro entwickelt. Wenn wir in größeren Teams an umfangreichen Projekten arbeiten, gewährleisten diese beispielsweise, dass ein Kollege weiterarbeiten kann, wo ein anderer gerade aufgehört hat. Das ist aber noch keine BIM-Strategie. Ich bin der Meinung, dass wir als Architekten in diesem Sinne gar keine BIM-Strategie aufsetzen können. Wir können uns nur entscheiden, digital zu arbeiten und uns dabei nach bestimmten Gesetzen und Strukturen zu richten, die mit BIM-Strukturen, zum Beispiel der DIN 2552, kompatibel sind. Arbeitet ein anderes Büro ebenfalls mit diesen BIM-Strukturen, sind wir in der Lage, uns miteinander zu vernetzen. Wie sieht dieser Schritt von »little BIM« zu »big BIM« aus?

JZ

SB

Das Problem ist, wenn BIM nicht vonseiten des Bauherren gefordert wird, dann ist keiner vertraglich dazu aufgefordert, diese Standards zu leisten. Wir als koordinierende Architekten haben keinen Zugriff auf die Leistungen der Fachplaner, weil wir keinen Zugriff auf deren vertragliche Vereinbarungen mit dem Bauherrn haben. Wir können nur die Leistungen koordinieren, zu denen sie laut Vertrag beauftragt sind. Wir haben in unseren BIM-Prozessen häufig die Erfahrung ­gemacht, dass das gesamte Projekt stockt, wenn auch nur einer von den Fachplanern die entsprechenden Standards nicht liefert oder nicht liefern kann. Deshalb gilt für den ersten Schritt, dass alle Projektbeteiligten mit den gleichen Werkzeugen arbeiten und die Ambition verfolgen, 3D zu planen. Diese gemeinsame »BIM-Fähigkeit« bildet eine gute Basis, aber es gehört auch viel Disziplin dazu, diese Fähigkeit und Belastbarkeit verkaufen zu können. Da wir alle an einem 3D-Modell planen, von dem alles abgeleitet wird, muss es entsprechend gut ausgearbeitet sein. Im Gegensatz zur früheren 2D-Arbeitsweise fallen die Schwachstellen und Probleme in einem 3D-Modell sofort auf. In diesem Wandel der Planungskultur gilt es auch diejenigen mitzunehmen, die mit einer anderen Methodik aufgewachsen sind. Wie integrieren Sie Ihre Mitarbeitenden in solche Transformationsprozesse?

JZ



64

Der Kontrast zwischen dem »alten Hasen« und den Mitarbeitenden der Generationen Y und Z ist natürlich eine Herausforderung in der Implementierung dieser neuen Werkzeuge. Gleichzeitig ist es aber auch sehr spannend, denn der »alte Hase« hat eine ganz andere Spannbreite von Erfahrungen als junge Mitarbeitende; er weiß, wie es geht, aber eben nur mit dem alten Werkzeug. Daher darf er nun nicht allzu befindlich sein, wenn ein »Greenhorn« ihm sagt, wie er zum Beispiel die Attribute an der richtigen Stelle einfügen soll. Im Austausch dazu profitiert das »Greenhorn« von den Erfahrungen des »alten Hasen«. Ihre Zusammenarbeit bildet im besten Fall eine kreative Ergänzung. Allgemein versuchen wir, die Werkzeuge so zu strukturieren und aufzubereiten, dass sie leicht handhabbar und verständlich sind. Wichtig ist jedoch, dass sich die Qualität der Architektur und ihre Aussage trotz dieser neuen Prozesse und der allmählichen Abkehr von den herkömmlichen Darstellungsformen nicht verändert.

Sind Sie der Ansicht, dass die neuen digitalen Prozesse einen Einfluss auf Ihre Architektur, Ihre Architekturhaltung und Ihre formalen Ergebnisse haben? JZ

SB

Die digitalen Werkzeuge sind auf jeden Fall ein Hilfsmittel, insbesondere um die Qualität sowohl in gestalterischer Hinsicht als auch in der baulich konstruktiven Umsetzung zu verbessern. Sie sind aber kein Selbstzweck und sollten immer nur dienenden Charakter haben. In unserem Büro wird das Entwurfsergebnis nicht durch das Werkzeug bestimmt. Immer wieder kommt auch die Software an ihre Grenzen, aber wir wollen uns dadurch nicht einschränken lassen. Daher ist es uns wichtig, dass wir solchen Problemen immer nachgehen und uns ständig mit den Entwicklern der Software austauschen.

SB JZ

SB

PRAXIS 2

Gibt es einen entsprechenden Spezialisten in Ihrem Büro, der bei Bedarf spezifische Module programmiert, die im Entwurfsprozess helfen?

Nein, so jemanden haben wir nicht. Wenn mal was nicht funktioniert, wenden wir uns an den Hersteller. Nach wie vor sind wir an erster Stelle Architekten und Stadtplaner. Jeder hat seine persönlichen Expertisen und besonderen Kompetenzen und durch die Arbeit im Projekt können auch die Kollegen von den ­Fähigkeiten der anderen profitieren. Das gilt sowohl für die ­interne Arbeit im Büro als auch für die Zusammenarbeit mit Außenstehenden. ASTOC hat schon immer sehr viel in Kooperation gearbeitet, sei es mit anderen Architekten und Fachplanern oder mit speziellen Firmen und Dienstleistern. Diese Zusammenarbeit praktizieren wir auch im digitalen Bereich: Wenn wir merken, dass uns bestimmte Kompetenzen fehlen, die wir für neue Prozesse brauchen, dann suchen wir uns Partner. Als wir beispielsweise mit unseren ersten BIM-Projekten begonnen haben, haben wir uns an Dienstleister gewandt, die über das nötige Wissen verfügten und uns an die Hand nehmen konnten. Wir arbeiten gerne mit anderen zusammen, die besser sind und näher am »Puls der Technik«, um von ihnen zu lernen. Unsere Strategie ist nicht eine BIM-konforme Fachkoordinationsabteilung, die alles dominiert. Stattdessen haben wir mit allen Mitarbeitenden eine entsprechende Fortbildung gemacht, wobei Einzelne dann gegebenenfalls noch weiter fortgebildet werden. Außerdem pflegen wir regelmäßigen Erfahrungsaustausch mit anderen Büros. Sie kommen mit ihren Fragen zu uns, wir gehen mit unseren zu ihnen. Welche Randbedingungen müssen sich ändern, damit wir im Sinne dieser integrativen Methoden besser arbeiten können?

JZ



Mir gefällt es, dass der Architekt durch BIM wieder die Rolle des klassischen Baumeisters erhält. Wie Meister Gerhard damals den Bau des Kölner Doms plante und koordinierte, fungieren wir nun als Baumeister und Koordinatoren des Gesamtmodells und erlangen d ­ adurch eine Kompetenz wieder, die unserem Berufsstand entspricht. Dazu müssen jedoch die Projektsteuerer einen Teil ihrer Kompetenzen an die Architekten abtreten beziehungsweise zurückgeben. Vor allem ist es wichtig, die Qualität des Gesamten, die Qualität der Architektur zu erhalten.

65

War das auch Ihre Motivation, sich in Vereinigungen wie buildingSMART zu engagieren und dies als ein Sprachrohr auf institutioneller Ebene zu nutzen? JZ

Ja, natürlich. Als sich hier im Kölner Raum eine Regionalgruppe bildete, war ich der Meinung, dass auch Architekten dabei sein müssen. Einerseits, um mit anderen ein gemeinsames Forum für Kollegen zu bilden, die sich für diese neuen Prozesse und Entwicklungen interessieren und Genaueres erfahren möchten, und andererseits, um zu berichten, was international in diesen Bereichen passiert. Leider sind dort derzeit noch viel zu wenige Architekten vertreten. Kommen wir zu den zukünftigen Entwicklungen im ­Bereich der Digitalisierung. Könnten die digitalen Prozesse soweit automatisiert werden, dass eine künstliche ­Intelligenz irgendwann die Aufgabe des Architektur­schaffenden übernimmt?

SB

JZ

Nein, das glaube ich nicht. Wir haben uns solch ein System einmal vorführen lassen, welches anhand der Grundstücksgröße und den äußeren, baurechtlichen Einflüssen eine gewisse Bebauung generieren konnte. Natürlich kann sich dieser Dinge bedient werden, aber ich bin der Ansicht, dass gute Architektur noch immer einen menschlichen Urheber und Produzenten braucht. Es müssen nach wie vor gestalterische Entscheidungen getroffen werden. Und selbst wenn das vom System ­generierte Gebäude die optimale Lösung für das Grundstück ist, stellt sich noch immer die Frage, ob es denn auch die optimale Lösung für das Umfeld wäre. Die Faszination dieser Systeme liegt in der Vielfalt an Varianten, die sie erzeugen und darüber hinaus auch bewerten können. Anschließend kann ich als Architekt und Stadtplaner die gefilterten Varianten ansehen und selber bewerten, um dann gegebenenfalls eine oder zwei von ihnen aus dem System zu lösen und weiter zu verfolgen. Es ist ein Hilfsmittel, aber es ist nicht die Lösung. Wie hat BIM Ihre Projektarbeit und die Abläufe im Büro konkret verändert?

SB

JZ

66

Das digitale Planen am 3D-Modell fokussiert die Gestaltung. Es ist eine gute Art der Dokumentation, denn es ermöglicht mir, meine Vorstellungen und Ideen besser zu visualisieren und dies wiederum erleichtert den Austausch und die Diskussion mit Kollegen und Fachplanern über den Entwurf. Anstatt lange zu erklären und zu beschreiben, kann ich es ihnen einfach zeigen. Das ist eine ganz andere Herangehensweise. Die Kommunikation mit dem Bauherrn und den Kollegen der Fachplanung findet in BIM-Prozessen auf einem ganz anderen Niveau statt. Die Zusammenarbeit wird grundsätzlich deutlich transparenter. Schon anhand der Modelle kann man sehen, wo die Kollegen ­gerade stehen, woran sie arbeiten – oder auch nicht arbeiten – und an welchen Stellen sie im Moment vielleicht mit Problemen kämpfen. Dadurch wird das Verständnis füreinander ein Stück weit kultiviert. Auch die gemeinsamen Arbeitstreffen mit den anderen modell­ führenden Kollegen haben eine ganz andere Qualität als die herkömmlichen Fachplaner-Besprechungen.



Ein wichtiger Aspekt sind die Auswirkungen, die diese Prozesse letzten Endes auf unsere Arbeit und die entstehende Architektur haben. Was uns auffällt und was wir bislang noch nicht lösen konnten, ist Folgendes: Nach Abschluss der Leistungsphase  3 ist die Planung im Grunde so weit fortgeschritten, dass die Pläne aus dem 3D-Modell generiert werden können und somit auch das Gebäude gebaut werden kann. Dies bedeutet allerdings, dass gewisse Leistungen der Phase 5 nach vorne geschoben werden und dass bereits sämtliche notwendige Entscheidungen, zum Beispiel in Bezug auf die Materialisierung, sowohl vom Architekten als auch vom Bauherrn getroffen sein müssen. Vieles will bereits zu diesem Zeitpunkt geklärt sein und um diese Sachen klären zu können, benötigen wir Zeit. In den aktuellen Terminplänen wird dies jedoch nie berücksichtigt. Heißt das, die Architekturqualität wird nicht automatisch ­besser, wenn ich bestimmte Leistungen nach vorne schiebe?

Ein gutes Werk braucht Zeit, egal ob auf Papier oder digital. Genau. Natürlich könnte ich aufgrund des größeren Planungs­ volumens für diese Leistungsphase mehr Zeit verlangen, aber das würde auch bedeuten, dass der Bauantrag später eingereicht wird. Durch die langen Genehmigungszeiträume ist die Abgabe des Bauantrags für den Bauherren immer der kritische Punkt, denn erst wenn die Baugenehmigung vorliegt, kann der Bau beginnen. Daher möchte der Bauherr immer möglichst schnell den Bauantrag einreichen, aber das passt eigentlich nicht zum BIM-Prozess.

PRAXIS 2

SB JZ

Zum Schluss noch die Frage, was Sie von Hochschul­ absolventen erwarten, die bei ASTOC beginnen möchten? JZ

Unsere Erfahrung mit Master-Absolventen und Praktikanten, die sich hier als Bachelor bewerben, ist, dass sie einen virtuosen Umgang mit den digitalen Grundwerkzeugen und Themen wie Visualisierung oder Modellierung haben. Durch diese Fertigkeiten verfügen sie über ein großes Verständnis für die Arbeit am Modell und deshalb können wir sie auch relativ schnell in unsere digitalen Kommunikationsprozesse miteinbeziehen. Letztlich geht es darum, dass die jungen Menschen an der Hochschule das architektonische Gestalten und die Determinanten für eine gute Architektur erlernen. Wie diese Architektur dann entsteht, ob digital oder analog, ist erst mal zweitrangig. Anders ausgedrückt: Es ist gut, wenn es den digitalen Hintergrund gibt, wichtiger sind jedoch architektonische Kenntnisse über den Entwurfsprozess und die Parameter, die zu einer guten Architekturgestaltung führen. SB Für die Arbeit am 3D-Modell, welches nachher auch BIM-fähig sein soll, sind Disziplin und das Einhalten der Modellierungsregeln wichtige Voraussetzungen. Nur so kann ein effizientes Arbeiten des gesamten Projektteams ermöglicht werden.



67

INSELSPITAL BERN

Eines der derzeit größten BIM-Projekte der Schweiz ist nicht nur eine architektonische, sondern auch eine gesamtplanerische Herausforderung. Statt von monotoner Funktionalität geprägt, soll das neue Hauptgebäude BB 12 des Berner Inselspitals wie ein lebendiges Quartier mit hoher Aufenthaltsqualität erbaut und im Jahr 2023 bezogen werden. Das 1354 gegründete Spital liegt auf einer Anhöhe bei Bern und ist wie die Berliner Charité ein medizinisches Kompetenzzentrum von internationaler Bedeutung. Es wird nach einem Masterplan von HENN aus dem Jahr 2010 weiterentwickelt. Damit kann bei Bedarf die Bruttogeschossfläche bei gleicher Grundfläche im laufenden Betrieb verdoppelt werden. Neben architektonischen Fragen spielen auch die ­prozessuale­und logistische Durchdringung, Umsetzung und Durchführung eine große Rolle. 55 Programm: Krankenhaus 55 Zeit:  2023 (geplante Fertigstellung) 55 BGF: 84 000 Quadratmeter 55 Architektur:  ASTOC (Köln), GWJ Architektur (Bern), IAAG Architekten (Bern)

68



69

PRAXIS 2

SPANDAUER UFER BERLIN

Auf dem Areal der Alten Post im Berliner Stadtteil Spandau soll bis 2023 ein modernes, architektonisch ansprechendes Quartier mit Raum für Wohnen, Gewerbe, Hotel, Büros, Gastronomie und Einzelhandel entstehen. Die Überführung des städtebaulichen Entwurfs in eine detaillierte Architektur­ planung erfolgt in einem kooperativen und integrierten BIM-Prozess. Durch den permanenten Austausch der unterschiedlichen Planungsdisziplinen sollen neue Konzepte der Gesamtplanung schnell untersucht und bewertet werden. Das finale Konzept erhielt bereits in der Planungsphase von der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) das Vorzertifikat in Gold. Das städtebauliche Werkstattverfahren zur Konzeptfindung wurde ­unter Beteiligung der Öffentlichkeit durchgeführt. 55 Programm:  Hotel, Handel, Büro, Wohnen, Praxen, Gastronomie, Fitness 55 Zeit:  2020 – 2023 55 BGF: 56 300 Quadratmeter 55 Architektur:   ASTOC, Köln 55 Joint-Venture-Partner:  merz objektbau GmbH & Co. KG

70



71

PRAXIS 2

BARKOW LEIBINGER Schillerstraße 94 10625 Berlin www.barkowleibinger.com

72

1993 haben Frank Barkow und Regine Leibinger ihr amerikanisch-deutsches Büro in Berlin gegründet. Heute beschäftigt es rund 90  Mitarbeitende. Die Bandbreite der Leistungen im In- und Ausland umfasst öffentliche Gebäude, Büro- und Hotelbauten sowie den Innenausbau für Wohnen und Arbeiten. Zum inhaltlichen Schwerpunkt von Barkow Leibinger gehören neben der Aufstellung von Masterplänen zur Standortentwicklung vor allem die Planung und Realisierung von Bauten für Gewerbe, Produktion und Verwaltung – wie etwa der Tour Total Berlin und das neue Estrel-Hochhaus in Berlin oder die TRUMPF Smart Factory in Chicago. Das Selbstverständnis des Büros ist durch das Zusammenspiel von Praxis, Forschung und Lehre geprägt. In jüngster Zeit stand in allen drei Bereichen die Frage im Mittelpunkt, wie sich digitale Fertigungstechnologien und von Maschinen serienmäßig maßgeschneiderte Komponenten so anwenden lassen, dass sie Architektur nicht nur als Oberfläche oder Accessoire ergänzen, sondern dazu beitragen, konstruktive, räumliche Strukturen entstehen zu lassen.

Barkow Leibinger im Interview TW AL

Tobias Wenz Arne Löper

Was bedeutet Building Information Modelling für Barkow Leibinger? AL

Für uns ist BIM das gemeinschaftliche Arbeiten an einem dreidimensionalen Modell, einer »Single Source of Truth«, aus der wir alles ableiten. Wie wirkt sich dies auf die Entwurfsarbeit Ihres Büros aus?

TW

AL TW

Gerade im Entwurfsprozess bedeutet ein Übermaß an Attributen ein echtes Hindernis. Deshalb versuchen wir, möglichst lang mit einfachen Modellen zu arbeiten, die wir erst im späteren Projektverlauf mit weiteren Informationen anreichern. Aus diesem Grund ist der Entwurfsprozess in den frühen Leistungsphasen nach wie vor sehr experimentell. Wir lassen uns möglichst viel Freiheit, um uns nicht zu früh in unserer Kreativität einzuschränken. Wir arbeiten am Anfang immer mit sehr vielen Varianten. Bisher ist es noch schwierig, dies mit dem administrativen Aufwand eines 3D-Modells zu vereinen. Wenn nachher die eigentliche Projektarbeit beginnt, sehen wir in BIM allerdings sehr viele Vorteile. Wir haben beispielsweise festgestellt, dass ein 3D-Modell bei Entwurfsfragen die Entscheidungsfindung erleichtern kann. Das ­ 3D-Modell, das wir zum Planen nutzen, dient gleichzeitig zur einfachen Visualisierung und ermöglicht uns, Entscheidungen besser treffen zu können.

PRAXIS 2

AL

ie geschieht dieser Methoden- und Werkzeugwechsel vom W anfänglichen Experimentieren hin zu den weiteren Phasen der Planung? AL

Das ist von Projekt zu Projekt unterschiedlich. Noch haben wir nicht den »einzig richtigen« Prozess für uns gefunden. Häufig arbeiten wir parallel, das heißt, während die einen noch relativ viel experimentieren und sich mit den Inkohärenzen befassen, beginnen die anderen mit der Organisation und dem Bau des Modells, in das später alle Informationen integriert werden. as war Ihre Motivation, sich mit BIM auseinanderzusetzen? W Wie hat das Thema im Büro Einzug gehalten?

TW



Ein wichtiger Auslöser waren unsere Bauvorhaben für den ­Laserund Werkzeugmaschinenhersteller TRUMPF. Das Unternehmen gilt in seiner Branche als Vorreiter in Sachen Digitalisierung. 2017 haben wir für TRUMPF in Chicago die Smart Factory­gebaut, eine Demonstrationsfabrik für Industrie 4.0. So haben wir durch den Bauherren viel über das Thema gelernt. Wir haben verstanden, welche Vorzüge es in der Zusammenarbeit mit externen Beteiligten im Planungsprozess bietet, und die Chance ergriffen, dieses Thema in einem Bauprojekt gemeinsam voranzutreiben.

73

Welche Erfahrungen haben Sie bezüglich des Austauschs von Daten mit anderen Projektbeteiligten gemacht? AL

Am Anfang haben wir schnell gemerkt, dass es bisher keine einheitlichen Standards und kein einheitliches Verständnis von BIM gibt. ­ iele­ Daher war es uns wichtig, zu Beginn eines jeden Projekts die Z möglichst präzise zu formulieren und zu überlegen, wer welche ­Informationen wann und in welcher Qualität liefert. Die Planung des gesamten Prozesses und einheitliche Spielregeln für alle Beteiligten sind essenziell für den Projekterfolg. Würden Sie sich wünschen, dass die Rahmenbedingungen für solche kollaborativen Prozesse vonseiten der Politik stärker vorgegeben würden?

TW

Das ist einer der Gründe, warum die BIM-Allianz entstanden ist, weil es eben keine einheitlichen Vorgaben gibt. Einerseits warten wir ­darauf, Standards gesetzt zu bekommen, andererseits möchten wir sie auch in unserer Rolle als Architekten und im Rahmen der BIM-­ Allianz selbst entwickeln. Würden Sie sagen, dass die Rolle des Architekten als Koordinator im Prozess durch BIM eher gestärkt oder geschwächt wird?

AL

Ich sehe die Gesamtkoordination eindeutig auf der Seite der Architekten, und wir sollten in diesem Punkt auch definitiv nicht an Boden verlieren. Problematisch ist jedoch, dass die Anforderungen an eine Gesamtkoordination hoch sind und häufig nicht im vollen Ausmaß in den Verträgen abgebildet werden. Wie stehen Sie zu dem Ansatz, ihre Modelle, in denen bereits viel Arbeit steckt, für andere frei zur Verfügung zu stellen, sodass sie darauf zugreifen und damit weiterarbeiten können?

AL

74

Das Zurverfügungstellen von Bauteilinformationen und 3D-Geometrien ist einer der fundamentalen Grundsätze dieser kollaborativen Methode. Die offene IFC-Schnitt­stelle­ermöglicht uns allerdings eine bessere Steuerung, welche Informationen wir weiter­geben. Das hat für uns den Vorteil, dass wir keine proprietären Dateien, in denen viel Know-how unseres Büros steckt, weitergeben Informationen, die müssen. Außerdem sorgt sie dafür, dass die ­ wir zur Verfügung stellen, in jeder BIM-fähigen Software in derselben Qualität ankommen. Ein dritter Punkt ist die Barrierefreiheit für Softwareprodukte. Wir möchten uns als Architekten und Planer nicht vorschreiben lassen, welche Software wir nutzen. Die Konzentration auf ein oder zwei BIM-Systeme würde die Abhängigkeit der planenden Berufe von Softwareherstellern erheblich verstärken. Wir müssen ein vitales Interesse an Vielfalt haben; das gilt auch für die Softwarelandschaft. Daher sehen wir den Open-BIM-Ansatz als den einzigen, langfristig gangbaren Weg, selbst wenn er etwas weniger komfortabel ist. Auch die Nutzung von Datenplattformen, den sogenannten Common Data Environments, die eine Vielzahl von nativen Dateiformaten und IFC einlesen können, spricht für open BIM.

Wie setzen Sie dies in Ihrem Büro, Ihrer Hard- und Softwarelandschaft um? Gibt es einen zentralen, für alle Planungsbeteiligten zugänglichen Server oder cloudbasierte Lösungen? AL

Damit sprechen Sie ein Thema an, dass bei uns derzeit stark im Fluss ist. Lange Zeit haben wir uns darauf konzentriert, viele Daten zu sammeln. Zukünftig wird es wichtig, relevante von nichtrelevanten Daten zu unterscheiden. Datensparsamkeit ist hier das Zauberwort für effektive Prozesse. Wir arbeiten im Moment sehr intensiv an ­einer Ablagestruktur, die dem Rechnung trägt und uns hilft, nur die Informationen herauszufiltern, die für unsere Projektziele notwendig sind. So rüsten wir uns für die Zukunft, in der wir sowohl lokal als auch plattformbasiert arbeiten werden.

TW

AL

PRAXIS 2

Was Sie eben beschrieben haben, sind technologische Entwicklungen auf der Soft- und Hardwareebene. BIM ist jedoch auch auf der soziologischen Ebene relevant. Grundlegende Planungsmethoden ändern sich, Sicherheiten werden aufgegeben, Neues muss erlernt werden … Wie begleiten sie Ihre Mitarbeitenden in solchen Veränderungsprozessen?

Wir haben festgestellt, dass es bei den Mitarbeitenden zwei Pole gibt: Eine unglaublich starke Fraktion, die sehr interessiert und eigenmotiviert ist und nahezu darauf drängt, BIM einzusetzen. ­ ­Andere sind eher skeptisch. Auch das ist verständlich, denn jeder hat seine eigenen Arbeitsweisen, die sich nicht so einfach über Bord werfen lassen. Dennoch glaube ich, dass die Mehrheit der Mitarbeitenden die Entwicklungen hier unterstützt. Wir konzentrieren uns vor allem darauf, dass jeder durch Schulungen und entsprechende Ausstattung gute Bedingung vorfindet, um diese neuen Wege ­beschreiten zu können. Es nützt nichts, jemandem etwas aufzuzwingen – man muss dafür begeistern. Und dabei ganz genau hinschauen: Jemand, der heute frisch von der Uni kommt, ist in der Regel viel softwareaffiner als jemand, der bereits 20 Jahre im Beruf steht. Aber nur weil ich weiß, wie man 3D modelliert, weiß ich noch lange nicht, wie ein Projekt funktioniert. Diese ganz verschiedenen Arten von Wissen müssen miteinander kombiniert werden. Welche Erwartungen haben Sie an zukünftige Mitarbeitende? Welche Qualifikationen sollten Absolventen mitbringen?

TW

AL



In erster Linie haben wir einen sehr hohen architektonischen Anspruch. Dies ist bei der Auswahl unserer Mitarbeitenden ein ­ ­äußerst­wichtiges Kriterium – und wir achten darauf mehr als auf die Programme, die jemand kann. Wir haben allerdings noch nie erlebt, dass jemand, der kreativ und ausdrucksstark entwirft, gar nichts mit Computern und digitalen Werkzeugen zu tun haben will. Offenbar gehört beides heute ein Stück weit zusammen. Gestalterisches Talent ist nach wie vor wichtig. Und die Neugier auf neue Methoden, neue Arten zu arbeiten und zu denken. Den Rest kann man lernen.

75

Gibt es außerhalb von BIM noch andere Themen, die in Ihrem Büro eine große Rolle spielen? Wo sehen Sie weitere Werk­ zeuge­ und Methoden, die Sie in Zukunft integrieren möchten? AL

Virtual Reality, Augmented Reality und künstliche Intelligenz sind sowohl bei uns intern als auch für die BIM-Allianz wichtige Themen, die wir diskutieren. Wie auch im 3D-Modell sehen wir darin Werk­ zeuge für den architektonischen Prozess  – nicht mehr und nicht ­weniger. Das Potenzial, menschliches Einfühlungsvermögen, Kreativität und letztendlich den Architekten selbst zu ersetzen, haben sie nicht, aber sie sind interessante Hilfsmittel. Wenn wir fünf oder auch zehn Jahre vorausschauen, wie würde die Arbeitsweise bei Barkow Leibinger aussehen?

AL

TW

AL

Bislang ist das Arbeiten mit vielen BIM-Softwarepaketen noch sehr technisch und sperrig. Ich würde mir an dieser Stelle einen einfacheren, spielerischeren Zugang wünschen und dass Werkstatt und 3D noch mehr miteinander kombiniert werden und es möglich ist, noch viel intuitiver zu arbeiten. Ich denke, dass sich auch die Arbeit im Planungsteam stark wandeln wird, vor allem die Art, wie die Sitzungen mit Fachplanenden oder Bauverantwortlichen ablaufen. Apropos Baustelle: 3D-Scan, Drohnenflug, Punktwolken ... Im Moment ist das alles noch sehr kompliziert und datenlastig, aber durch leistungsfähigere Rechner ließen sich solche Features vielleicht viel besser in den Planungsprozess einbauen. Dass gemeinschaftlich an Modellen gearbeitet wird und nicht nur an der Abstraktion als 2D, sehe ich als einen der großen Vorteile von 3D und BIM. Die Informationen müssen nicht interpretiert werden, weil sie eindeutig sind. Durch BIM und das Arbeiten mit digitalen Modellen können Schwierigkeiten erheblich reduziert werden, denn jedem fällt sofort auf, wenn etwas nicht stimmt. Ist die Integration von Informationstechnologien in unserer gebauten Umwelt – Stichwort Smart Home – aus Ihrer Sicht auch ein Gestaltungsthema für Architekten?

AL

TW

AL

76

Der nächste Schritt in der Informationstechnologie wird 5G sein. Dadurch werden sich die Spielarten der Digitalisierung, vor allem die mobilen, grundsätzlich ändern. Welche Möglichkeiten sich dann eröffnen werden! Da haben wir offene Augen und Ohren. Der digitale Zwilling, die Verknüpfung von Modell und Realität, ist bereits in anderen Branchen ein großes Thema. Auch hier ist die Smart Factory der Firma TRUMPF in Chicago ein Paradebeispiel. Geht man weiter, dann fängt es bereits heute an, dass sich Bauteile verändern, wie zum Beispiel Smart Glass, das »intelligente« Glas, das sich per Knopfdruck von transparent zu blickdicht wandelt. Ich kann mir gut vorstellen, dass sich in Zukunft die Außenhaut eines Gebäudes oder auch einzelne Bauteile der Umgebung anpassen werden. Gleichzeitig stellt sich die Frage, inwieweit all diese Entwicklungen Akzeptanz finden werden. Die Sinne des Menschen sind in der Digitalisierung und der urbanen Landschaft völlig überreizt. Dies könnte auch zu einer Rückwärtsbewegung führen, in der wir uns wieder auf »ehrliche« Materialien besinnen.

TW

Ich denke da an die Kita für TRUMPF: Durch die Massivholzbau­weise­­ und den Verzicht auf Leim könnte man meinen, wir hätten einen technologischen Rückschritt gemacht. Stattdessen kam die ­digitale Technik nur an einer anderen Stelle zum Einsatz, indem wir die Aussparungen mit CNC-Technik in die Holzelemente haben schneiden lassen. Und plötzlich zeigte sich Holz wieder als sehr wandlungsfähiges Bauprodukt. Klimafreundliche, ressourcenschonende ­Materialien schließen die Verwendung digitaler Technik nicht aus. Sehen Sie das Potenzial, über BIM-Prozesse nachhaltigere Gebäude zu entwickeln? Nutzen Sie Ihre 3D-Modelle bereits teilweise für solche Analysen beziehungsweise führen Ihre Partner diese Analysen durch und speisen sie in den Entwurfsprozess mit ein?

TW

Wenn es noch nicht so gelaufen ist, sehe ich es in Zukunft definitiv dazu kommen. Die Digitalisierung und im Speziellen BIM werden uns ein besseres Wissen über die verbauten Materialien geben und uns helfen, ressourcenschonender zu bauen. Ich denke auch, dass durch spezielle Programme verschiedene ­Aspekte wie die Energieeffizienz oder die Ökobilanz von Architekten selbst überprüft werden könnten. Bisher ist das sehr aufwendig.

PRAXIS 2

AL

Gibt es noch weitere Aspekte, die vor dem Hintergrund digitaler Planungsprozesse wichtig für Sie sind? Vielleicht könnten Sie näher auf die erwähnte BIM-Allianz eingehen. AL

Allem voran gilt es, zu verstehen, dass wir nicht isoliert sind, sondern uns in einem Kontext und einer Planungskultur befinden, die sich wandelt. Daher ist die Zusammenarbeit in einem Interessenverband wie der BIM-Allianz auch so wichtig. Wir haben ein gemeinsames Anliegen, an dem wir zielgerichtet arbeiten. Auf diese Weise können wir viel für den Berufsstand erreichen. Diese Zusammenarbeit wirkt wie ein Katalysator nach innen und außen. Den zusätzlichen Input, den unsere Mitarbeitenden durch die Arbeit für die Allianz erhalten, würden sie allein wahrscheinlich nicht so schnell bekommen. Unser Ziel ist es, als Architektenschaft und als Planende wahrgenommen zu werden. Wir setzen uns dafür ein, dass Standards organisiert und erstellt werden. Die BIM-Allianz hat einen gemeinnützigen Ansatz, denn unsere Arbeit und unsere Ergebnisse sollen dem gesamten Berufsstand zugute kommen. Wenn sich die planenden Berufe im Bauwesen organisieren und ihre Interessen gemeinsam vertreten, können sie von BIM und der Digitalisierung profitieren. Gibt es Etappenziele, an denen Sie gerade arbeiten?

AL



Die derzeit wichtigsten Themenbereiche, die uns als Verein und als Büro sehr beschäftigen, sind die Normierung, Vertrag und Recht ­sowie die leistungsphasengerechte Attributierung von Modellelementen. Ein nächster Meilenstein wäre demnach eine saubere und solide Arbeitsgrundlage, sodass Architekten keine Angst haben müssen, sich auf einen BIM-Prozess einzulassen.

77

WOHN- UND BÜROKOMPLEX KURFÜRSTENSTRASSE BERLIN

Der Nachfolgebau des Pressehauses Constanze nimmt für sich in Anspruch, mehr als ein gängiger Blockrand zu sein. Der Komplex ist fächerförmig in fünf unterschiedlich hohe und im Grundriss leicht zueinander versetzte Bauvolumen unterteilt. Die radiale Komposition besitzt eine selbstbewusste städtebauliche Präsenz und steht gleichzeitig im Dialog mit dem äußerst heterogenen Stadtkontext. Das Gesamtbild bietet zu allen Richtungen des Stadtraums wechselnde Perspektiven und Ansichten für Passanten und Autofahrer. Die beiden Bauteile an der Kurfürstenstraße sind dem Wohnen vorbehalten, die drei anderen der Büronutzung. Gestaffelt lösen die Abschnitte die Länge der Häuserfront auf und erlauben es, die Wohnnutzung hinter dem höheren Büroteil gegen die Kreuzung abzuschirmen. Durch die Schließung des Blocks entsteht eine ruhige Hofsituation und ein geschützter Bereich für das Wohnen. Die Wohnnutzung ist in zwei Segmente unterteilt: einen sechsgeschossigen Teil für geförderte und ein elfgeschossiges Hochhaus für frei finanzierte Wohnungen. 5 Programm: Wohnen, Einzelhandel, Büro 5 Zeit: 2019 (Wettbewerb) 5 BGF: 23 000 Quadratmeter 5 Architektur: Barkow Leibinger 5 Tragwerksplanung: Bollinger und Grohmann GmbH, Berlin 5 Versorgungstechnik: BuroHappold GmbH, Berlin 5 Brandschutz: Peter Stanek, Berlin 5 Kostenplanung: Höhler und Partner Architekten PartGmbB, Aachen

78

F

F

F

F

79

PRAXIS 2

TRUMPF SMART FACTORY CHICAGO

Das Vorführ- und Vertriebszentrum für den deutschen Werkzeugmaschinenund Laserhersteller TRUMPF in der Nähe von Chicago ist als Industrie  4.0­Demonstrationsfabrik mit digital vernetzten Maschinen konzipiert, in der die gesamte Produktionskette der Blechbauteile von der Beauftragung über die Konstruktion und Herstellung bis zur Auslieferung als intelligent verketteter, ganzheitlicher Prozess umgesetzt wird. Die beiden Volumen des Baukörpers  – ein südliches für den Vorführbereich, ein nördliches für Büroflächen, ein Café und das Auditorium der Smart Factory – sind übereck verbunden und schaffen zwei rechtwinklig gefasste Außenbereiche. Mit 4,5 bis etwa 13 Metern Höhe integriert sich das Gebäude in die Umgebung, die als natürliche Graslandschaft mit locker gruppierten Bäumen gestaltet ist. Über ein durchgehendes Schrägdach steigt es keilförmig zum Highway an, wo sich der Vorführbereich mit einer 12 Meter hohen Glasfront dem vorbeifließenden Verkehr wie ein riesiges Billboard präsentiert. Dieser wird stützenfrei über 45 Meter von 11 maßangefertigten, lasergeschnittenen Stahlträgern überspannt. Einen besonderen Überblick erhalten die Besucher durch einen offenen Skywalk, einer Brücke, die in 6,5 Metern Höhe als Teil der frei tragenden Deckenstruktur quer durch die Hauptträger hindurchläuft und so auch das filigrane Tragwerk räumlich erlebbar macht (»Structure as Space«). 55 Programm:  Vorführ-, Kunden- und Bürobereiche 55 Zeit:  07/2016 – 09/2017 55 BGF: 5 300 Quadratmeter 55 Architektur:  Barkow Leibinger 55 Kontaktarchitekt:  Heitman Architects Inc., Itasca, Illinois, USA 55 Projektsteuerung:  Lendlease, Chicago, Illinois, USA 55 Tragwerksplanung:  Knippers Helbig GmbH, Berlin, Deutschland/New York, USA (Design), KJWW Engineering Consultants, Naperville, Illinois, USA (Ausführung) 55 Klima- und Energiekonzept, Haustechnik, HLS, Elektroplanung:  KJWW Engineering Consultants, Chicago, Illinois, USA 55 Fassadenplanung:  Knippers Helbig GmbH, Berlin, Deutschland/New York, USA 55 Lichtplanung:  Studio Dinnebier, Berlin, Deutschland

80

81

PRAXIS 2

EIKE BECKER ARCHITEKTEN Jean-Monnet-Str. 2 10557 Berlin www.eb-a.de

82

Eike Becker studierte Architektur an der RWTH Aachen, der Universität ­Stuttgart und der École nationale supérieure d‘architecture de Paris-Belleville. 1991 eröffnete er das Büro Becker Gewers Kühn & Kühn Architekten. 1999 gründete Becker mit Helge Schmidt das Büro Eike Becker_Architekten, das für »superferente« Architektur steht. Die zugrunde liegende Entwurfsund Planungsmethode setzt sich intensiv mit städtebaulichen Aufgaben und gesellschaftlichen Entwicklungen auseinander, um die immer vielfältiger werdenden Ansprüche an zeitgenössische Urbanität miteinander zu verbinden. Zu den aktuellen Projekten zählt die neue Verlagszentrale der FAZ im Frankfurter Europaviertel. In Berlin realisieren Eike Becker_Architekten das sozial verträgliche Quartier WATERKANT in Spandau, ein genossenschaftliches Hochhausensemble in der Gropiusstadt sowie den Spreeturm am ­Ostbahnhof. Eike Becker_Architekten arbeiten zur Zeit mit 60 Mitarbeitenden in ihren Büros in Berlin und Frankfurt.

Eike Becker Architekten im Interview EB NWP

Eike Becker Nicole Winge-Poorbiazar

Wie sah der Einstieg in die BIM-Methode in Ihrem Büro aus? EB

PRAXIS 2

Hierzu eine kleine Anekdote: Während eines Abendessens kam ich ins Gespräch mit einem Mitarbeiter von SAP und er fragte mich, warum wir mit BIM arbeiten und was uns daran interessiert. Ich erklärte ihm, dass wir mithilfe von BIM bessere Planer würden, dass der ganze Planungsprozess viel anschaulicher wäre und dass wir deshalb das, was wir planen, auch besser verstehen und koordinieren könnten. Während ich so redete, merkte ich, wie er in sich hineinlächelte und über meine Naivität schmunzelte. Also fragte ich ihn, woran SAP denn interessiert sei. Er sagte: »Nur an den Daten natürlich!« [lacht] Nun aber zu uns: Als wir auf diese neue Methode aufmerksam wurden, schien es vorteilhafter zu sein als unsere bisherigen Werkzeuge und daher wollten wir BIM gerne für uns nutzen, um dadurch besser werden zu können. Wir fassten den Entschluss, auf einen Bauherren zu warten, der uns gleichzeitig mit der Leistungsphase 3 und der Leistungsphase 5 beauftragt, denn uns war klar, dass diese beiden Leistungsphasen für solch einen Prozess zusammen kommen müssen. Wir warteten und warteten, aber es kam kein solcher Bauherr. Schließlich haben wir entschieden, das Thema eigenständig anzugehen. Wann war das? NWP

EB

Ich glaube, 2014 habe ich das erste Mal an einem entsprechenden Seminar teilgenommen, um zu sehen, ob BIM für uns überhaupt infrage käme. Um 2016 oder 2017 fingen wir dann mit Revit an. Wir entschieden uns für unseren ersten BIM-Prozess bei einem Projekt in Ludwigshafen. Das geschah sehr eigenmotiviert. Leider haben ­damals der Datenaustausch und die Kommunikation mit den anderen Fachplanern nicht so gut funktioniert. Seitdem haben wir immer großen Wert darauf gelegt, dass unsere Partner entweder auch mit Revit arbeiten oder dass ihre Daten konvertiert und in unser Modell eingebaut werden können. Wie sind solche Prozesse in Kooperation mit den ­ Fachplanern angelegt?

NWP



Das Problem ist die Lieferung der Daten und Dokumente von den jeweiligen Fachplanern. Da wir die BIM-Prozesse aus eigener Motivation anstoßen und sie nicht von dem Bauherren gefordert werden, sind die anderen Planer nicht dazu verpflichtet, uns all ihre Daten zu liefern oder ihre Modelle dem unserem anzupassen. Das macht die Arbeit schwierig. Andererseits gibt es aber auch positive Beispiele. In einem Projekt haben wir beispielsweise direkt zu Beginn mit den Planern der TGA abgestimmt, dass wir zusammenarbeiten. Das funktionierte super.

83

Häufig wird diskutiert, dass die Leistungsphasen nicht mehr zu den neuen BIM-Prozessen passen. Auch stellt sich die ­Frage, wie diese neuen Leistungen, Anforderungen und Verantwortlichkeiten honoriert werden. Wie gehen Sie damit um? EB

Wenn wir sicher sind, dass wir die Leistungsphasen 3 und 5 machen, dann verschieben sich die Leistungen nur nach vorne. Jetzt haben wir sogar zum ersten Mal einen Vertrag, in dem der Auftraggeber dies berücksichtigt und demgemäß bestimmte Prozente anpasst. Allerdings haben wir auch andere Erfahrungen gemacht. Derzeit sind wir zum Beispiel an einem Holzmodulbauprojekt in Offenbach beteiligt. Wir haben unsere Pläne in der Leistungsphase  3 bereits sehr eng mit den ausführenden Holzmodulbauern abgestimmt und die ausgetauschten Informationen reichen im Grunde dazu aus, um das Gebäude zu bauen. Im Augenblick befinden wir uns in der Leistungsphase 4, das heißt, der Bauantrag ist bereits eingereicht. Jetzt teilt uns der Bauherr aber mit, dass wir nicht für die Leistungsphase 5 beauftragt werden, sondern nur noch die Leitdetails anfertigen und anschließend die Ausführung kontrollieren sollen. Diese Situation ist für uns natürlich sehr ungünstig, denn auf diese Weise werden wir an diesem Projekt nichts verdienen. Sicher, wenn das Gebäude letzten Endes ein gutes Gebäude wird, dann haben wir unser Ziel zumindest ein Stück weit erreicht, aber richtig gelöst ist das Problem damit noch nicht. Diesem Punkt liegt letztendlich die Frage nach dem Besitz der Daten zugrunde. Der Open-BIM-Ansatz besagt, dass alle Daten allen verfügbar sind. Wie stehen Sie dazu?

EB

»Wer die Daten hat, hat das Sagen.« Wird dieser Aussage zumindest teilweise Glauben geschenkt, dann muss der Wert der Daten erkannt und bewertet werden. In einer kapitalistischen Gesellschaft bedeutet das: Geld. Dieser Konkurrenz- und Profitgedanke ist schwierig, denn von unserer Grundstruktur her wollen wir gerne offen sein und unsere Daten zirkulieren lassen, damit sie allen zur Verfügung stehen und auch die anderen ihre Daten in unser Modell integrieren können. Es stimmt nicht, dass wir mehr arbeiten und nur die anderen davon profitieren, sondern auch wir profitieren von dieser Arbeitsweise. Stück für Stück bauen wir uns Kataloge auf, beispielsweise von Badzellen, Wänden oder Türen, auf die wir dann in späteren Projekten zurückgreifen können. Was ist Ihrer Meinung nach der größte Vorteil von BIM, insbesondere hinsichtlich der Architekturqualität?

NWP

EB

84

Dadurch, dass gewisse Prozesse und Elemente bereits standardisiert und katalogisiert sind, bleibt mehr Zeit, um sich auf das ­Wesentliche konzentrieren zu können. Wir wollen nicht nur Zeichner sein, sondern wir wollen Architektur entwickeln. Ich glaube, dass BIM auch die Zusammenarbeit zwischen den Teams unterstützt. Es arbeitet nicht mehr jeder für sich an seinem Projekt, sondern wir arbeiten als Gruppe in flexiblen, permeablen Teams. Im Fußballjargon würde es heißen: von der Manndeckung zur Raum­ deckung. Diese Umstellung findet bei uns auf verschiedenen Ebenen statt.

Wie wird dieser Strategiewechsel umgesetzt? Wie nehmen die Mitarbeitenden im Büro die neue Arbeitsweise an? EB NWP

Wir haben die Erfahrung gemacht, dass grundsätzlich viel Neugierde und Bereitschaft zum Lernen besteht. Die jungen Architekten haben natürlich häufig schon einiges Wissen im digitalen Bereich und sind schnell bereit, in einem BIM-Prozess mitzuarbeiten. Schwieriger ist es oftmals mit den älteren Mitarbeitenden, die bereits ihre gewohnten, alten Arbeitsweisen haben. Ich denke, es ist wichtig, mit allen zu reden und keinen zu übergehen; zu sehen und zu verstehen, was den anderen bewegt und was dessen Gründe für oder gegen bestimmte Prozesse sind. Selbstverständlich passiert solch eine Umstellung nicht von heute auf morgen, aber wir befinden uns auf einem guten Weg. Wie organisiert sich der Wissensaufbau bei den Mitarbeitenden?

EB

Jeder unserer Mitarbeitenden hat an einem Grundkurs teilgenommen, sodass alle über eine gewisse Grundkenntnis verfügen. Eine Schulung allein reicht jedoch nicht aus, denn vieles wird vergessen und geht verloren, wenn das Gelernte nicht auch in der Praxis Anwendung findet. Daher ist es größtenteils schlichtweg Learning by Doing. Ich finde es toll, dass die Mitarbeitenden sich auch eigenständig untereinander abstimmen und fragen, um für eine einheitliche Arbeits- und Darstellungstechnik zu sorgen. Dieser Austausch und diese Zusammenarbeit sind unserem Büro sehr wichtig. Wir setzen uns stark dafür ein, dass wir auch ein gutes Team von Fachplanern und Planungspartnern um uns herum haben. In diesem Punkt sind wir vielleicht nicht mehr so flexibel wie früher, aber eine gute Zusammenarbeit und gegenseitiges Verständnis können den Prozess sehr erleichtern.

PRAXIS 2

NWP

Gehen wir nun noch einen Schritt weiter und schauen auf die nächste Generation: Welche Qualifika­tionen und Kompetenzen sollte ein Hochschulabsolvent haben, der bei Ihnen im Büro anfängt? EB

Natürlich ist es von Vorteil, wenn er oder sie programm- und zeichen­ affin ist. Ich denke, es ist wie das große Einmaleins, wie eine Grundausbildung, wenn die Hochschulabsolventen mit ein oder zwei Programmen gut umgehen können. Wir erwarten aber nicht von i­hnen, dass sie bereits richtige »Bauprofis« sind, sondern gehen ­davon aus, dass sie bei uns weiter ausgebildet werden. Vor allem sollten sie neugierig sein; jemand mit Persönlichkeit. Wir möchten, dass sie sich für den Beruf begeistern, dass sie lernen wollen und dass sie auch breitere Interessen haben – ob an zeitgenössischer Kunst oder Opern, insbesondere aber an dem Miteinander. In unserem Büro ­arbeiten zum Beispiel Personen mit ganz unterschied­lichen Herkünften. Wir kommen aus über 20 verschiedenen Nationen. Wirkt das kollaborative Moment, das in BIM sehr zentral ist, auch dahingehend, dass die interne Zusammenarbeit mit Menschen unterschiedlicher Nationalität besser funktioniert?

NWP



Es ist weniger BIM oder das 3D-Planen, sondern vielmehr die Bürostruktur, die uns verbindet.

85

EB

Durch die einheitlichen, internen Regeln, die den Aufbau der Zeichnungen und Modelle betreffen, ist es uns möglich, auch viel flexibler projektübergreifend zu arbeiten. Das wiederum erhöht den Integrations­ standard im Büro. Es ist eines unserer Ziele, dass ­irgendwann tatsächlich alle an allen Projekten arbeiten können, dass wir uns morgens mit dem Kaffee in der Hand zusammensetzen und planen, wer heute an welchem Projekt arbeitet – und somit auf die unterschiedlichen Bedürfnisse der Teams reagiert wird. Ein Beispiel wäre, wenn jemand sagt: »Ich muss heute das Problem mit dem Dachanschluss lösen, aber ich weiß nicht wie. Wer kann mir da helfen? Wer hat noch freie Kapazität und kann sich mit mir zusammensetzen oder mir die Aufgabe vielleicht sogar abnehmen?« In ­diese­Richtung erhoffe ich mir noch mehr. Wie kann BIM dazu beitragen? Welche Werkzeuge fehlen derzeit, die solch einen Prozess erleichtern könnten?

EB

Bisher haben wir noch sehr unterschiedlich aufgebaute Arbeits­ plätze. Jeder Rechner hat eine unterschiedliche Konstellation an Software, weil nicht jeder mit jedem Programm arbeitet. Wenn die Programme auf allen oder zumindest der Hälfte der Rechner gleich wären, könnten die Teams noch mobiler und flexibler für die Tage, ­ emeinsam ein Wochen oder Monate zusammensitzen, während sie g Projekt bearbeiten. Das würde einige Vorteile mit sich bringen. Haben Sie in der Infrastruktur Ihres Büros auch Erfahrungen mit cloudbasierten Arbeitsprozessen gemacht?

NWP

Wir arbeiten mit einem zentralen Server, auf dem wir die Modelle und Daten speichern und auf den die Teams zugreifen können. Mit einer Cloud arbeiten wir bislang nicht, da die Standards in diesem Bereich noch sehr aufwendig und teuer sind. Wie sieht Ihre Softwarestruktur aus? Arbeiten Sie mit vielen unterschiedlichen Softwarewerkzeugen oder sind die E ­ ntwicklungen dahingehend stärker, dass irgendwann nur noch ein Hauptprogramm genutzt wird?

EB

NWP

Es sind wohl eher mehr Programme geworden als weniger. [lacht] Wir arbeiten mit AutoCAD und Vectorworks. Letzteres verwenden wir gerne für Wettbewerbe oder in den frühen Leistungsphasen, um skizzenhafter und weniger detailliert entwerfen zu können. Für ­Rhino gilt dasselbe. Dann kommen noch die ganzen Präsentationsprogramme dazu. Darüber hinaus haben wir Revit und Navisworks. AutoCAD benutzen wir für die Detailplanung. Ist die Arbeit mit so vielen unterschiedlichen Programmen aus Ihrer Sicht vorteilhaft oder nachteilig?

EB

NWP

86

Wir würden nicht so arbeiten, wenn es uns keine Vorteile brächte. Es ist nicht bloß eine Tradition, weil wir immer so gearbeitet haben, sondern jedes Programm hat seine unterschiedlichen Stärken. Vectorworks ist unser Skizzenpapier, Rhino ist unser Modell und Auto­CAD die Detaillierung. Das alles gehört zum Prozess.

Gibt es auch noch andere Technologien wie zum Beispiel AR, VR oder digitale Fabrikationsmethoden, die Sie in Ihren ­Planungs- und Entwurfsprozessen einsetzen? EB NWP

Wir nutzen den 3D-Druck für kleinere Modelle. Außerdem verwenden wir Drohnen für verschiedene Fotoaufnahmen. AR und VR sind bei uns leider noch nicht im Einsatz. Richten wir den Blick in die Zukunft: Wie würden sich diese Prozesse aus Ihrer Perspektive entwickeln? Wie sähe die P ­ lanung in Ihrem Büro in den kommenden fünf oder zehn Jahren aus?

NWP

Ich stelle mir das Arbeiten wie in einer Modellbauwerkstatt vor, in der noch viel stärker an virtuellen Modellen entworfen wird und physische Modelle eher obsolet werden. Die Prozesse werden digitaler und man wird weniger auf Papier ­angewiesen sein.

PRAXIS 2

EB

Gibt es einen Aspekt, der bislang nicht angesprochen wurde und den Sie in diesem Kontext noch thematisieren möchten? EB

Die Projekte, an denen wir arbeiten, und die Methode, wie wir an ­ihnen arbeiten, macht uns wirklich Spaß. Ich komme unheimlich gerne ins Büro und ich denke, viele der Mitarbeitenden würden mich hierin bestätigen. Die Art und Weise der Zusammenarbeit und des Miteinanders ist ganz entscheidend; nicht nur für uns, sondern auch für die Beziehung zu unseren Auftraggebern und zu den anderen Projektbeteiligten. Das trifft das Thema im Kern, denn das Idealbild der BIM-Prozesse richtet sich entscheidend dorthin, anstelle des Ichs das Wir zu stärken; das Werden zu fokussieren und nicht das Sein. Es geht nicht darum, einen Status quo zu verwalten, der früher vielleicht gut funktioniert hat, sondern es geht um ständige Transformation und wie das Arbeiten daran gestaltet wird.

EB

Genau, das ist unser großes Thema auf all diesen unterschiedlichen Ebenen. Nachhaltigkeit und die Verringerung des CO�-Ausstoßes sind weitere Themen, die bei uns derzeit sehr präsent sind. Als ich noch als junger Architekt arbeitete, war es immer ganz beeindruckend und toll, wenn jemand mit dem Flugzeug zu einer Baustelle gelangte. Heute ist das Denken glücklicherweise völlig anders: Man versucht, möglichst auf das Fliegen zu verzichten. Die Technik, zum Beispiel über Videokonferenzen, ermöglicht uns, mit anderen zu kommunizieren, ohne zuvor weite Strecken zurückzulegen. Nachhaltigkeit ist zu einem ähnlichen »Buzzword« wie BIM geworden, aber es ist natürlich ein sehr relevantes Thema in unserer Gesellschaft.

EB



Besonders in diesem Bereich erwarten wir die größten Entwicklungen. Für Planungsentscheidungen wäre es zum Beispiel sehr hilfreich, wenn zu jedem verwendeten Element auch eine Rückkopplung bezüglich des CO�-Ausstoßes vorhanden wäre. Insofern könnte das »I«, das heißt der Informationsgehalt der Modelle, in BIM noch deutlich größer werden.

87

BÜROHOCHHAUS EUROPA-ALLEE FRANKFURT AM MAIN

Das Bürohochhaus an der Europa-Allee in Frankfurt besteht aus zwei schlanken Scheiben, die oberhalb der siebengeschossigen Boulevardbebauung die bewegte Formensprache des gegenüberliegenden Wohnhochhauses ­Praedium­am Europagarten aufnehmen. Die beiden Scheiben sind aus der Achse gedreht und gegeneinander verschoben. So weist die eine Hälfte des Gebäudes durch die Auskragung im oberen Teil nach Osten in Richtung Hochhaus­silhouette und die andere Hälfte nach Westen in Richtung Europa­ garten und verbindet dadurch den Westen mit dem Osten. Der im Rahmen eines internationalen Wettbewerbs ausgewählte Entwurf beherbergt zukünftig die neue Firmenzentrale der FAZ. Das Medien­unternehmen zieht mit seinen rund 1 000 Mitarbeitenden Anfang 2021 vom Gallusviertel in das nahe gelegene Europaviertel. Einzelhandels- und Gastro­nomieflächen im Erdgeschoss unterstreichen den urbanen Charakter des Gebäudes. Ergänzt wird der Büroturm durch einen achtgeschossigen Hotelkomplex. 55 Programm:  Büro, Gastronomie, Einzelhandel, Hotel 55 Zeit:  2017 – 2020 55 BGF:  45 496 Quadratmeter (oberirdisch), 10 876 Quadratmeter (unterirdisch) 55 Architektur:  Eike Becker_Architekten 55 Klima Engineering:  Transsolar Stuttgart 55 Statik:  Hartwich Bernhardt INGENIEURE 55 Fassade/Bauphysik: DS-Plan 55 Brandschutz:  hhpberlin Ingenieure für Brandschutz 55 Vermessung:  Zech und Ruth

88



89

PRAXIS 2

WOHNTURM THEODOR-LOOS-WEG BERLIN

Der genossenschaftliche Wohnturm am Theodor-Loos-Weg in der Berliner Gropiusstadt nimmt die architektonische Formensprache des in den 1970er Jahren errichteten Hochhausviertels auf und knüpft an Gropius Ursprungsplanung an, die eine Integration kleinerer Gebäude vorsah: Ein fünfgeschossiges Stadthaus und ein eingeschossiger Pavillon sind über einen gemeinsamen Sockel mit dem Hochhaus verbunden. Hier befindet sich ein ConciergeService sowie Flächen für Begegnung und nachbarschaftliche Aktivitäten. Ein großzügiges Entree als Ort der Begegnung verbindet das neue Gebäude­ ensemble und dessen Bewohner mit den Anwohnern vor Ort. Durch die räumliche Überlagerung der beiden kleineren Baukörper und des Hochhauses wird die Einbettung der neuen Bebauung in die Bestandsstruktur ermöglicht und die Höhe des Turms gestalterisch vermittelt. Gleichzeitig entsteht ein zum ­öffentlichen Raum orientierter Vorplatz, der mit den Nutzungen im Erd­ geschoss korrespondiert. 55 Programm:  Wohnen, Gemeinschaftsbereiche 55 Zeit:  2016 – 2020 55 BGF:  12 864 Quadratmeter (oberirdisch), 7 575 Quadratmeter (unterirdisch) 55 Architektur:  Eike Becker_Architekten 55 Fassade:  IMW Ingenieurbüro für Fassadentechnik Michael Walzer 55 Brandschutz:  hhpberlin Ingenieure für Brandschutz 55 Haustechnik:  Plan B 55 Tragwerk:  Ingenieurbüro Rüdiger Jockwer 55 Projektsteuerung:  Kondius AG 55 Landschaftsarchitektur: sinai 55 Baugrubenplanung:  Horner und Ingenieure 55 Bauphysik:  Genest & Partner (Bauphysik)

90



91

PRAXIS 2

MODELLIERUNG

Geometrie

TECHNOLOGIE

Geometrie liegt jeder räumlich-gestalterischen Konzep­ tion zugrunde und stellt eine Vielzahl unterschiedlicher Formen für die Beschreibung und Darstellung eines Gebäudeentwurfs zur Verfügung. Die dreidimensionale Modellierung am Computer ermöglicht eine vollständige geometrische Beschreibung, indem sie ein digitales Abbild des späteren Gebäudes erzeugt. CAD-Programme speichern geometrische Objekte in Form von numerischen Daten. Dieses Konstruktionsmodell basiert auf der Vektoralgebra und definiert die Geometrien über mathematische Funktionen wie zum Beispiel den Kreis über Kreismittelpunkt und Radius. Das Koordinatensystem ist das Bezugssystem für dieses vektororientierte Konstruktionsmodell. Es dient dazu, die ­Position eines Objekts in der Ebene oder im Raum genau zu definieren. Mithilfe digitaler Planungswerkzeuge können so Geometrien mit unter­schiedlichen räumlichen Ausdehnungen (Dimensionen) ­erzeugt werden, die für den Entwurf und die Darstellung von architektonischen Konzepten relevant sind. Der Punkt als nulldimensionales Element definiert zum Beispiel Höhenkoten oder Rasterpunkte. Eindimensionale Elemente – wie die Linie – gehören genauso wie zweidimensionale Objekte (Flächen) und dreidimen­sionale Körper zu den Standardgeometrien der Architektur. 1 Ziel einer ganzheitlichen computergestützten Entwurfsmethodik ist die Erzeugung eines konsistenten 3D-Modells, das nicht nur eine exakte geometrische Beschreibung liefert, sondern auch Aussagen zu gestalterischen Qualitäten ermöglicht. Ausgehend von den 3D-Daten können zweidimensionale Darstellungen – wie Grundrisse, Schnitte und Ansichten – bei Bedarf direkt vom Modell abgeleitet werden. Die Geometriedaten sind meist die einzigen Informationen, die bei herkömmlichen 2D-Zeichnungen und 3D-Modellen über die Bauteilgeometrie gespeichert werden, wobei in der traditionellen CAD-Arbeitsweise die erzeugten Punkte, ­Linien, Flächen und Volumen nicht assoziativ miteinander verbunden sind. Eine Änderung der Geometrie muss einzeln für alle Elemente in der jeweiligen Darstellung (3D, Grundriss, Ansicht und Schnitt) erfolgen und wird nicht automatisch auf alle übertragen. 2

Objekte Bei der BIM-orientierten Arbeitsmethode tritt an die Stelle der unabhängig voneinander betrachteten Geometrien das Objekt – man spricht daher auch von einer objektorientierten Arbeitsweise. Die darzustellenden Elemente sind hierbei nicht mehr auf ihre Einzelteile reduziert, stattdessen werden Bauteile (die Objekte) definiert, die im Zusammenhang, also integral, mit allen Verbindungen und Abhängigkeiten zu anderen Bauteilen betrachtet werden. ­Objektorientierte Modellierung bedeutet, nicht nur Daten und Funktionen zu beschreiben, sondern auch die Beziehungen und Strukturen der Objekte untereinander zu berücksichtigen.



1

Marco Hemmerling, Anke Tiggemann (2008): Digitales Entwerfen.

2 Gerhard Schmitt (1993): Architectura et Machina: Computer Aided Architectural Design und Virtuelle Architektur.

93

So kann ein Fenster-Objekt in einer Wand platziert sein, die wiederum auf einer Ebene innerhalb eines Projekts liegt und dort verwaltet wird. Alle Stufen dieser Hierarchie sind assoziativ miteinander verknüpft und reagieren somit auf Veränderungen der jeweils anderen Objekte. Bei einer notwendigen Anpassung der Ebenen, zum Beispiel der Höhenlage, verschiebt sich in der Objektmodellierung somit nicht nur die Wand, sondern auch das Fenster, da es durch die Wand fest in Beziehung zu der Ebene steht. Der Vorteil ist folglich eine automatische Anpassung der Objekte innerhalb des Modells – vorausgesetzt, die initialen Dateneingaben sind entsprechend strukturiert. Der Objektgedanke hat sich ursprünglich aus der Weiterentwicklung von Programmiersprachen entwickelt, bei denen sich die Effizienz von Objekten, in Form eines zwischen den Programmen auswechselbaren Code-Bausteins, effektiv und arbeitserleichternd darstellte. 3

Semantik BIM-Modelle sind eine Repräsentanz von semantischen, also sich im Zusammenhang befindenden Informationen in Datenbanken. Die Semantik bildet eine Ergänzung zur Geometrie. Während die Geometrie nach dem Wo fragt, bezieht sich die Semantik auf das Was. 4 Im Gegensatz zum nach außen gerichteten Raumbezug beschreibt die Semantik alle nach innen, auf das Wesen des Objekts bezogenen Angaben. Sie steht für die Bedeutung eines Objekts oder eines Bauteils im fachspezifischen Kontext. Mithilfe der Semantik kann eine Vielzahl nichtgeometrischer Eigenschaften in Form von Daten oder Datensätzen an ein Bauteil angehängt werden, die während dessen gesamten Lebenszyklus zur Weiterverwendung mit dem Bauteil verbunden sind. Die angehängten Daten können qualitativer, quantitativer oder zeitlicher Natur sein. Qualität bezeichnet Angaben zur Art oder Beschaffenheit eines Objekts, wie zum Beispiel Material, Haptik oder Lebenserwartung. Quantität hingegen richtet den Fokus auf Menge, Wert, Intensität oder Größe. Die Möglichkeit, den Zeitpunkt von Erzeugung, Änderung und Wiederverwendung mit den Objekten zu verknüpfen, ist ein weiterer wichtiger Bestandteil integraler Daten. Um das große Ganze betrachten zu können, hat die Semantik die sinnvolle Strukturierung aller im Prozess entstehenden Fachdaten zum Ziel.

Parametrik Parametrik ist ein auf Algorithmen basierender Prozess, der die Darstellung von Parametern und Regeln ermöglicht, die zusammen das Verhältnis zwischen Entwurfsabsicht und Entwurfs­ ergebnis definieren, kodieren und klären. 5 Parameter sind Größen oder Kennwerte, mit denen Objekteigenschaften innerhalb gesetzter Grenzen variiert werden können, ohne dass sich der Charakter der Objekte dabei grundlegend ändert. Die parametrische Modellierung ermöglicht es, durch die 6 Beschreibung von Randbedingungen beziehungsweise Regeln,  ­Parameter wie Länge, Höhe und Breite der Bauteile zu definieren. Das erzeugte Objekt wird als Datensatz dieser Werte in einer

94

Datenbank gespeichert und für die weitere Bearbeitung vorgehalten. Bei Bedarf kann das Bauteil aus der Datenbank kopiert und – durch Eingabe neuer Parameter – als sogenannte Instanz des Ursprungsbauteils im BIM-Modell verwendet werden. Vorausgesetzt, dass die entsprechenden Parameter bei der Erstellung erzeugt wurden, kann ein einmal erstelltes Bauteil demnach ohne großen Aufwand und mit minimalem Datenverbrauch als neues Bauteil sowohl in bereits bestehenden als auch in neuen Projekten eingesetzt werden. Ist ein Objekt einmal parametrisiert, lassen sich unendlich viele Variationen daraus ableiten. Dadurch entsteht eine große Effizienz und Flexibilität in der weiteren Bearbeitung des Modells, da die einzelnen Objekte nicht separat gespeichert werden müssen, sondern lediglich die Parameter, nach denen sie unterschieden werden. So bilden das ursprüngliche Objekt, die Parameter, ihre Begrenzungen und die notwendigen Herstellungsmethoden eine Beschreibung für eine unendliche Vielfalt ähnlicher Objekte. Vergleichbar mit den Mechanismen einer Excel-Datei generiert sich also das Datenmodell über die Verknüpfungen neu, wenn sich die Eingabeparameter ändern.

LEVELS OF BIM

TECHNOLOGIE

BIM ist nicht über Nacht (top-down), sondern vielmehr in einem langsamen und heterogenen Prozess (bottom-up) in der Baubranche angekommen. Seit der Markteinführung um die Jahrtausendwende erfolgt die Umsetzung der integralen Planungsmethode im internationalen Vergleich in deutlich unterschiedlicher Geschwindigkeit und Konsequenz. Dies führte beziehungsweise führt weltweit oft zu weit auseinandergehenden Erfahrungen in der Anwendung sowie institutionellen Verankerungen in Bezug auf Regeln, Normen oder Gesetze. Hinsichtlich der Komplexität ganzheitlicher Gebäudemodelle kann dies ein großes Hindernis auf dem Weg zu universell austauschbaren Modellen und internationalen Kooperationen darstellen. Vor allem regionale, kulturelle und disziplinäre Unterschiede stellen hierbei oft eine Hürde dar. Um international einen Überblick und eine Vergleichbarkeit zu ermöglichen, wurden 2014 die sogenannten BIM-Levels eingeführt. 7 Obwohl länderspezifisch etwas unterschiedlich definiert, können sie grundsätzlich in vier Stufen eingeteilt werden:

Level 0 Projekte werden hauptsächlich unter Verwendung von ebenenbasierten 2D-Techniken durchgeführt. Es gibt wenig oder nur phasenweise Zusammenarbeit zwischen den Partnern. Datenaustausch findet vorwiegend über den Ausdruck auf Papier statt.

Level 1 Projekte verwenden eine Mischung von 2D- und 3D-Techniken. Es gibt eine geteilte Datenumgebung, um Daten elektronisch austauschen zu können. Die Verständigung findet über Koordinierung, Management und Rollenverteilung im Prozess statt. Für den Datenaustausch werden Richtlinien und Formate eingesetzt.



3 David West (2004): Object Thinking, Developer-Reference. 4 Moritz Hauschild, Rüdiger Karzel (2012): Digitale Prozesse: Planung, Gestaltung, Fertigung. 5 Wassim Jabi (2013): Parametric Design for Architecture. 6 Man spricht in diesem Zusammenhang auch vom regelbasierten Entwerfen. 7

Richard McPartland, NBS (2014): BIM Levels explained. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.thenbs.com/knowledge/ BIM levels-explained.

95

Level 2 Projekte arbeiten mit objektbasierten Bauteilen, die mit semantischen Informationen fortlaufend angereichert und in einer dreidimensionalen semantischen BIM-Datenbank verwaltet werden. Das Projekt wird in Teilmodellen zu einem Koordinationsmodell zusammengesetzt. Die am Projekt Beteiligten sind in der Lage, mithilfe eines einheitlichen Common Data Environment (CDE) gemeinschaftlich durchgängig in ihren Teilmodellen mit Kopplung an das Koordinationsmodell zu arbeiten, zu evaluieren und Änderungen durchzuführen.

Level 3 Alle Beteiligten arbeiten konsequent integral in einem Modell. Dieses Modell ist für alle Parteien durchgängig und auf gleicher Augenhöhe zugänglich. Es gibt klar definierte Regeln und Vereinbarungen in Bezug auf Eigentum und Sicherheit der Daten. Kommunikation, technischer Datentransfer und rechtliche Fragen werden über die gleiche technische Plattform und transparent für alle Projektpartner abgewickelt.

BIM­Levels mit steigender Komplexität und wachsendem Integrationsgrad

Level 1: MODELLIERUNG

Level 2: ZUSAMMENARBEIT

Level 3: INTEGRATION

Objektorientiertes Arbeiten innerhalb einzelner Disziplinen

Teilen objektorientierter Modelle zwischen mehreren Disziplinen

Integration von Modellservern und Netzwerktechnologien zur Unterstützung multidisziplinärer Zusammenarbeit

Entwicklung von Workflows

Ganzheitliches Datenmodell Datenaustausch

Objektorientierung

3D CAD

Semantik / Parametrik

Darstellung

Lebenszyklusdaten

Level 0: 2D Analog oder CAD basiert (2D oder 3D)

2D analog

2D CAD

3D

3D parametrisch

unidirektional

bidirektional

Lokaler Server

Webserver

0A

0B

1A

1B

2A

2B

3A

3B

ISOLIERT

KOLLABORATIV

INTEGRATIV

LITTLE – BIG – CLOSED – OPEN Sowohl die nationalen und internationalen Unterschiede im BIMEntwicklungsstand als auch die Diversität im Umgang mit diesem Thema innerhalb von Büros oder Institutionen erschweren es, schnell einschätzen zu können, ob oder unter welchen Voraussetzungen ein möglicher Partner zukünftig in das Projektteam passt. Gerade im Hinblick auf eine Kooperation mit möglichst geringen Reibungsverlusten sollten die Erwartungen an einen gemeinsamen BIM-Prozess im Vorfeld deutlich abgesteckt werden: Wer

96

kann was in welcher Qualität leisten? Um ein besseres Verständnis der Entwicklungsstufen und den damit verbundenen Erwartungen zu schaffen, hilft die BIM-Taxonomie 8 auf der folgenden Seite, die ­jeweiligen Arbeitsumgebungen im Team einschätzen und abstimmen zu können. Die Unterscheidung erfolgt dabei in »little« oder »big«, im Wortsinn also eine kleine oder große Variante, sowie in »closed« oder »open«, in einen offenen oder geschlossenen Prozess. Aus diesen Betrachtungen ergeben sich vier Taxonomiestufen.

Little BIM versus big BIM Im Rahmen von little BIM findet die Methode als Insellösung Anwendung. Dies bedeutet, dass BIM vorwiegend zur Erreichung eines bestimmten Ziels oder einiger Teilziele eingesetzt wird. Meist sind dabei nur ein oder zwei Disziplinen über wenige Projektphasen hinweg involviert. Im Gegensatz dazu bezieht sich big BIM auf ein übergeordnetes Gesamtziel, das über verschiedene Disziplinen und mehrere Phasen eines Projekts hinweg verfolgt wird. Dies beinhaltet notwendigerweise eine systematische Kommunikation zwischen allen Projektteilnehmern während des gesamten Projekts.

Neben der Gegenüberstellung von little und big BIM kann in Bezug auf die Bearbeitung und Verwaltung der tatsächlichen Daten zudem unterschieden werden, ob die BIM-Methode geschlossen (closed) oder offen (open) angewendet wird. Beim closed BIM überwiegt die Verwendung einer einzigen proprietären Softwareplattform mit nativen Datenaustauschformaten, das heißt, die Softwareprodukte nur eines Herstellers werden verwendet und der Datenaustausch ist vorrangig nur über die entsprechende softwarespezifische Schnittstelle möglich. Open BIM bezeichnet im Gegensatz dazu die Verwendung mehrerer Softwareprodukte verschiedener Hersteller, einschließlich Open-Source-Programmen und offener, modellbasierter Informationsaustauschformate, wie zum Beispiel IFC. Ziel ist ein plattform- oder herstellerunabhängiger Datenaustausch. Trotz dieser scheinbar eindeutigen Kategorisierung ist festzustellen, dass es den einen richtigen Ansatz nicht gibt. Eine Vielzahl an Kombinationen zwischen little und big sowie closed und open BIM sind möglich. Während sich in einem Projekt alle Beteiligten schnell auf den Einsatz der gleichen Software in einer sicheren und geschlossenen Projektumgebung einfinden wollen, ist es in einem anderen aufgrund der Diversität der Softwarelösungen und Anforderungen nur möglich, ein offenes System zu vereinbaren, in dem alle Daten universell und plattformunabhängig ausgetauscht werden können. Die Einigung über diese Fragen sollte so früh wie möglich im Projekt stattfinden, um falsche Erwartungen und Konflikte innerhalb des Teams im laufenden Prozess zu vermeiden.



TECHNOLOGIE

Closed BIM versus open BIM

8 vbw – Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft, André Borrmann et al. (2018): Digitales Planen und Bauen Schwerpunkt BIM. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.vbw-bayern.de/Redaktion/Frei-zugaengliche-Medien/Abteilungen-GS/Planung-und-Koordination/2018/Downloads/ Studie-Digitales-Planen-und-Bauen.pdf.

97

Open BIM Es werden Softwareprodukte verschiedener Hersteller und offene Formate für den Datenaustausch eingesetzt.

Closed BIM Es werden Softwareprodukte eines einzelnen Herstellers und proprietäre Formate für den Datenaustausch eingesetzt.

BIM-Taxonomie: little versus big BIM und closed versus open BIM

Little open BIM

Big open BIM

Little closed BIM

Big closed BIM

Little BIM BIM-Softwareprodukte werden als Insellösung zum Lösen einer spezfischen Aufgabe eingesetzt.

Big BIM Durchgängige Nutzung von digitalen Gebäudemodellen über verschiedene Disziplinen und Lebenszyklusphasen.

COMMON DATA ENVIRONMENT

9 Designing Buildings (2020): Common data environment CDE. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www. designingbuildings.co.uk/wiki/ Common_data_environment_CDE.

98

Die innerhalb eines BIM-Prozesses erzeugten Daten sollten sicher, einfach und verlustfrei übertragen und durchgängig gespeichert werden. Dafür erfordert es eine bidirektionale Datenverwaltung, die in der Lage ist, große Datenmengen ohne Zeit- und Datenverlust sowie ohne unnötige Dopplung der Daten – bei gleichzeitiger Sicherung der Informationen – zu beherrschen. Um dies zu bewerkstelligen, reicht es nicht aus, die Daten von Zeit zu Zeit via E-Mail oder über einen sporadischen Datentransfer an die Projektpartner zu übermitteln. Diese asynchrone Übermittlung von Planungsständen erreicht die Projektpartner gegebenenfalls zu spät, sodass es zu Planungsfehlern durch die Verwendung veralteter Planungsstände kommen kann. Aus diesem Grund wird das Ziel einer gemeinsamen Datenumgebung verfolgt, die den Zugriff auf das stets aktuellste Modell ermöglicht, in dem sämtliche Änderungen in Echtzeit übertragen werden und für alle verfügbar sind. Technisch haben sich hier die sogenannten Common Data Environments (CDE) entwickelt. Man kann sich das CDE vereinfacht als einen digitalen Projektraum mit vielen Zugängen vorstellen, in dem die BIM-Daten erzeugt, gespeichert und bearbeitet werden. Dieser Raum kann physikalisch auf dem Server eines Projektpartners oder eines Dienstleisters, aber auch in einer Cloud verortet sein. 9 Digitale Angriffe von außen auf Netzwerke und Server ­gehören selbst im gut gesicherten Büroalltag zur Tagesordnung und bergen insbesondere bei großen Bauprojekten erhebliche Risiken. Es ist mehr als ratsam für den Datenschutz auf fachlich kompetente und nachweisbar qualifizierte Lösungen zurückzugreifen und die entsprechenden Kosten dafür im Projektbudget einzustellen. Ebenso sollte der vermeintlich einfache Einsatz einer Cloud-Lösung

mit automatisierter Datensicherung und verlässlichem Back-up gut geplant werden. Auf den ersten Blick verlockend, muss in Abstimmung mit sämtlichen Projektbeteiligten auf eine rechtliche Grundlage und Zulässigkeit geachtet werden. Nicht jeder Auftraggeber möchte seine Daten in der Cloud verfügbar haben. Des Weiteren ist es unerlässlich, gemeinsam mit dem Anbieter der Cloud-Lösung abzustimmen, wer im Falle eines Datenverlustes für den entstandenen Schaden aufkommt. Hierbei sei erwähnt, dass auch bei Cloud-Lösungen die Möglichkeit besteht, dass zum Beispiel durch Anwendungsfehler verloren gegangene Teile einer Gesamtplanung nicht wiederherstellbar sind. Neben einem funktionierenden CDE sollte ein ständig aktives Sicherungssystem vorhanden sein, auf das im Notfall schnell und zuverlässig zurückgegriffen werden kann. Neben dem Erzeugen der Daten sind die Datenverwaltung, der Zugriff, die Speicherung und das Back-up wesentliche Bausteine heutiger Bauprojekte. Im Gegensatz zur traditionellen Datenverwaltung in Form von Planschränken, Ordnern im Büroregal oder Dateistrukturen auf Basis von E-Mail-Anhängen auf dem eigenen Rechner, verfolgt BIM das Ziel, das integrale Datenmodell über den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes weiterzuverwenden. Hierzu müssen alle Daten kontinuierlich vorgehalten und gegebenenfalls aktualisiert werden und notfalls auch in 20 Jahren noch zugänglich sein. Was sich bei analogen Unterlagen bisweilen schon als schwierig herausstellt, ist mit der Kurzlebigkeit von digitalen Entwicklungen zu einer echten Herausforderung geworden.

TECHNOLOGIE

DATENAUSTAUSCH Es ist ein ausdrückliches Ziel von Politik, Wirtschaft und Gesellschaft, dass Architekten, Ingenieure, Behörden, Ausführende, Handwerker und Zulieferer zukünftig nahtlos digital zusammenarbeiten. Daten sollen fehlerfrei und disziplinenübergreifend in den verschiedensten Fachmodellen gespeichert werden und ohne große Mühen zu einem großen, ganzen Koordinationsmodell zusammenkommen. Weiterhin soll es durchgängig möglich sein, dass alle Projektpartner auf die Daten zugreifen, sie bei Bedarf ihren Bedürfnissen entsprechend anpassen und speichern können. Der Kern dieser Anforderungen liegt in der Notwendigkeit, alle erzeugten Daten auf die eine oder andere Weise verlustfrei und unkompliziert über ein möglichst universelles, offenes Datenformat austauschen zu können. Seit Jahren ist sich die Industrie der beschriebenen Problematik bewusst und konzentriert sich daher auf die Entwicklung, Einführung und Weiterentwicklung eines universellen Standards für den Datenaustausch. Obwohl sie anfänglich mit spezifischen und geschlossenen Datenformaten behaftet waren, haben mittlerweile auch die großen BIM-Softwarehersteller erkannt, dass ein müheloser Austausch von Daten eine wichtige Grundlage für die schnellere Verbreitung und Nutzung von BIM auf dem Markt ist. Inzwischen ist es zunehmend möglich, neben den nativen Softwareformaten der Hersteller auch »offene« Formate wie beispielsweise Industry Foundation Classes (IFC) zu verwenden.



99

Darstellung eines Fensters in der proprietären Software (links) und als IFC-Datensatz im Textformat (rechts).

10 buildingSMART (2020). Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: www.building smart.org/. 11 buildingSMART (2020): BIM Collaboration Format (BCF). Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: technical.buildingsmart.org/ standards/bcf./ 12 José L. Hernández (2018): An IFC-based interoperable framework for building linked-data. 13 buildingSMART (2020): Software Implementations. Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: technical.buildingsmart.org/ resources/software-implementations/. 14 Gängige Beispiele sind EXCEL von Microsoft und CALC von Apache Open Office.

100

BuildingSMART 10 ist eine treibende Kraft hinter dem offenen Datenaustauschformat IFC. Ursprünglich wurde die Organisation im Jahre 1994 von Autodesk gemeinsam mit elf weiteren Großunternehmen als Industrieallianz für Interoperabilität gegründet. Im September 1995 öffnete sich das Gremium für weitere Interessierte. 1997 verließ Autodesk das Konsortium, das in Internationale Allianz für ­Interoperabilität umbenannt wurde. Seit 2005 agiert die Allianz als Non-Profit-Organisation unter dem Namen buildingSMART. IFC ist das bis heute am häufigsten verwendete Austauschformat für BIM-­ Komponenten, welches durch buildingSMART normiert, bewacht und ständig weiterentwickelt wird. Sowohl buildingSMART selbst als auch ihr Ansatz zur Normierung und Standardisierung sind nicht unumstritten. IFC wird bisher von keinem der großen Softwarehersteller als natives Format eingesetzt. Import und Export funktionieren häufig nicht ohne Verluste und bedürfen dann manueller Anpassung. Um den Datenfluss zwischen den verschiedenen Softwareprodukten zu gewährleisten, müssen Übertragungsprotokolle erstellt werden, die häufig aufgrund fehlender Gesetzesvorgaben oder Standards von Projekt zu Projekt und von Software zu Software mit zusätzlichem Aufwand entwickelt werden. Weiterhin ist eine Ergänzung der IFC-Definitionen hinsichtlich Infrastrukturprojekten wie Straßen, Tunnel oder Brücken sowie Lebenszyklusinformationen notwendig, um umfassend und zuverlässig von sämtlichen Beteiligten als allgemeingültiges Datenformat verwendet zu werden. Seit 2010 arbeitet buildingSMART an einem neuen Daten­ format namens BIM Collaboration Format (BCF), welches bei Aktualisierungen anstelle des gesamten Modells nur die zuletzt getätigten Änderungen im Modell im- beziehungsweise exportiert.11 Hinsichtlich der Nutzung hat diese inkrementelle Lösung große Vorteile für den Nutzer, da deutlich geringere Datenmengen übertragen werden müssen, weniger Zeit für den Im- und Export erforderlich ist und zudem sichergestellt wird, dass die Daten verlässlich wieder an den gleichen Ort im Modell zurückzuführen sind, da an dieser Stelle schon bestehende Objekte als Referenz existieren. Einen wesentlichen Nachteil haben alle momentan in der BIM-Welt vorhandenen offenen Datenaustauschformate ­gemein: Die aktiven, sich zeitlich dynamisch verändernden Daten von beispielsweise

im Facility-Management eingesetzten Sensoren einer IoT-Umgebung (Internet of Things) lassen sich bisher nicht aktiv innerhalb der Datenformate anzeigen – diese Informationen bleiben als statische Elemente nur eine Momentaufnahme der Daten im Augenblick der Datenspeicherung. Neue Ansätze aus der BIM-Forschung zeigen hier interessante Möglichkeiten, um dynamische Daten in einem aktiven, separaten IFC-Layer hinzuzufügen und diesen in regelmäßigen Abständen mit dem statischen Datenformat zu synchronisieren.12

Beispielhafte Übersicht von Software­ umgebungen, die im BIM­Kontext eingesetzt werden.

Obwohl einige Softwarehersteller dies gerne für sich propagieren, gibt es nicht DIE einzig gute und fehlerfreie BIM-Software, die alle Belange und Wünsche jedes einzelnen am Projekt Beteiligten zufriedenstellen würde. Dafür ist die Gruppe der Beteiligten zu divers und die Anforderungen an die Projekte zu unterschiedlich. Eine umfangreiche Übersicht zu BIM-Softwarelösungen ist auf der Internetseite von buildingSMART aufgeführt. 13 Ohne auf spezifische Hersteller oder Programme konkret einzugehen kann man BIM-Softwareumgebungen in folgende fünf Gruppen einteilen:

Tabellenkalkulationsprogramme BIM-Projekte sind datenbankbasiert. Würde man auf die grafische Ausgabe eines BIM-Modells verzichten, wäre es grundsätzlich möglich, ein gesamtes Projekt mithilfe herkömmlicher Text- oder Tabellenkalkulationsprogrammen zu bearbeiten. 14 Die Einträge in der Datenbank lassen sich ohne großen Aufwand öffnen und die Texteinträge sind aufgrund des semantischen Charakters der Modelle gut anpassbar. Viele Plug-ins machen sich diese Technik zunutze, um die benötigten Daten zu lesen, zu verarbeiten und wieder in das Modell zurückzuschreiben. Mit grundlegenden Kenntnissen im Bereich Datenbanken und Programmiersprachen können BIM-Datensätze somit auch ohne BIM-Software bearbeitet werden.

101

TECHNOLOGIE

BIM-SOFTWARE

BIM-Viewer Wie es die Bezeichnung bereits ausdrückt, kann ein BIM-Modell mit einem BIM-Viewer zwar nicht erstellt, dafür aber geöffnet und angesehen werden. Diese Dienstprogramme werden als IFC-Import- und/oder -Exportfunktionalität sowie als Möglichkeit zur Ansicht von IFC-Dateien genutzt. Mittlerweile ist eine Vielzahl der BIM-Viewer in der Lage, eigene Ansichten, Schnitte und Perspektiven zu Präsentations­ zwecken oder für die Überprüfung der Modelle zu erzeugen und grundlegende Parameter der eingesetzten Bauteile auszulesen. In den neueren Versionen erlauben es einige Viewer sogar, einzelne Parameter oder ganze Datensätze des Modells in Tabellenform aus dem Viewer zu exportieren, weiter zu bearbeiten und angepasst in die Datenbank zurückzuschreiben.

BIM als Plug-in für CAD-Software Aufgrund der Verwaltung von Objekten verfolgt BIM, im Gegensatz zu herkömmlichen layer- oder ebenenbasierten 2Doder 3D-Umgebungen, einen anderen Ansatz. Obwohl der Objektgedanke nicht kompatibel mit der klassischen Ebenenverwaltung eines CAD-Programms ist, gibt es BIM-Lösungen, die als Aufsatz für im Markt bestehende Softwarelösungen einsetzbar sind. Dieser Umstieg erscheint vielen Anwendern zunächst vertrauter, günstiger und einfacher. Er ist jedoch nicht zielführend, will man den BIM-Gedanken wirklich umsetzen. So ist beispielsweise das Festhalten an einer Modellorganisation in traditionellen Layer­ strukturen dem Objektgedanken hinderlich und führt nicht selten zu Missverständnissen bei Projektorganisation und Datenaustausch. Die Notwendigkeit, vom Festhalten am Status quo hin zu einem Denken in Veränderungsprozessen zu gelangen, ist maßgeblich für das Verständnis von BIM und sollte auf der Softwareebene eine Entsprechung finden.

BIM-Komplettlösungen

15 Zum Beispiel Autodesk (Revit), Graphisoft (ArchiCAD, Vectorworks), Nemetschek (Allplan), Bentley, Tekla.

102

Eine speziell für die Modellierung von Gebäudeinformationen entwickelte Software bietet für die meisten Anwender, ob Anfänger, Umsteiger oder BIM-Profi, wahrscheinlich die umfangreichste Funktionalität. Die einschlägig bekannten Softwareanbieter15 versuchen ihre Produkte entsprechend werbewirksam mit dem Etikett BIM zu versehen. Die sehr umfangreichen Funktionalitäten der BIM-Komplettpakete sind oftmals recht anspruchsvoll im Hinblick auf Installation, Datenmenge, Hardware und Netzwerk. Die Neuinstallation der Software ist meist auch mit der Anschaffung von entsprechend leistungsfähiger Hardware, dem Abschließen von Lizenzverträgen und notwendigen Schulungen verbunden. Die Frage nach der besten Software, die in Bezug auf BIM gekauft werden sollte, lässt sich leider nicht abschließend beantworten. Zu unterschiedlich sind die Prozesse, die Anforderungen der Projekte, die Vorerfahrung der Mitarbeitenden und letztendlich die Möglichkeiten der Softwarepakete. Sich für die Software zu entscheiden, die von den meisten der für das Unternehmen wichtigen BIM-Partner verwendet wird, ist eine mögliche Antwort. Jedes

Projekt, bei dem die Daten nicht ausgetauscht werden müssen (da es auf der gleichen Plattform läuft), profitiert von einem Zugewinn an Effektivität und direktem Kosteneinsparpotenzial. Zudem sollte man sich darüber bewusst sein, dass sich der Markt dynamisch entwickelt und die heute passende Lösung in einigen Jahren vielleicht schon obsolet ist.

BIM – Konfektion nach Maß

TECHNOLOGIE

In den vergangenen Jahren hat sich eine vom OpenSource-­Gedanken getriebene Softwareszene entwickelt, die man – verglichen mit den Komplettlösungen der großen Anbieter  – als einen relativ freien, offenen und kostengünstigen Markt für maßgeschneiderte Software-Werkzeugkästen beschreiben könnte. Frei zugängliche Serverumgebungen und Remote Computing ermöglichen die Erstellung einer auf individuelle Bedürfnisse ausgerichtete BIM-Lösung. Hierbei werden nur die tatsächlich benötigten Module aus einem Vorlagenkatalog, den Templates ausgewählt, zusammengestellt, den eigenen Bedürfnissen angepasst und zur Erstellung beziehungsweise Kompilierung als Online-Auftrag an einen Internetserver gesendet. Das maßgeschneiderte Paket wird anschließend als webbasiertes Programm geliefert und kann, wie herkömmliche Software, in der eigenen Browserumgebung kommerziell und ohne Einschränkung verwendet werden. Somit wird die BIM-Software selbst zu einem anpassbaren Produkt, welches jederzeit nach Bedarf adaptiert, erweitert oder verkleinert werden kann. Anstelle von festen Lizenzkosten wird nur der Gebrauch der Browserumgebung in Rechnung gestellt. Die Vorteile sind evident, nachteilig zeigt sich die Notwendigkeit, Zugang zu guten Programmierkenntnissen zu haben und in der Abhängigkeit einer externen Serverstruktur zu stehen. Trotz weitreichender Datenschutzmaßnahmen muss darauf hingewiesen werden, dass sämtliche zu verarbeitenden Daten bei dieser Methode auf dem Weg zum Server und zurück abgefangen werden könnten.

Scripting und Programmierung In der Architektur galten Programmierkenntnisse lange Zeit als Expertenwissen, welches außerhalb der eigenen Disziplin zu finden ist. Dies hat sich durch die Einführung parametrischer Entwurfswerkzeuge und semantischer Datenmodelle deutlich verändert. Um diese Möglichkeiten auszuschöpfen und Informationen aus verschiedenen Datenbanken miteinander verknüpfen, vergleichen und in neue Kontexte setzen zu können, ist es im Rahmen von offenen Schnittstellen und Programmierumgebungen leichter geworden, eigene Werkzeuge und Methoden schnell und effektiv selbst zu erstellen. Script-Sprachen, visuelle Programmierungen und leichter zugängliche textbasierte Programmiersprachen spielen daher eine zunehmend wichtige Rolle im Rahmen einer integralen Planung. Büros und Unternehmen legen bei der Auswahl von Bewerbern zunehmend Wert auf Vorkenntnisse oder zumindest deutliches Interesse auf diesem Gebiet.



103

DELUGAN MEISSL ASSOCIATED ARCHITECTS Mittersteig 13/4 1040 Wien www.dmaa.at

104

Das Wiener Architekturbüro Delugan Meissl Associated Architects (DMAA) hat während der mehr als 25-jährigen Tätigkeit weltweit zahlreiche Projekte unterschiedlicher Typologie und Größe realisiert. Kulturinstitutionen und Wohn- und Bürobauten gehören ebenso zum Repertoire wie Ausstellungen und Projekte im Möbel- und Produktdesign. Mit dem Balken in der Donaucity und der Bebauung der Grundäcker in Oberlaa realisierte das Büro 1998 seine ersten großen Wohnbauprojekte in Wien. Es folgten weitere Bauten, wie der MischekTower, der Dachaufbau House Ray1, das Porsche Museum in Stuttgart, der Neubau des EYE Film Instituut Nederland in Amsterdam und das Festspielhaus der Tiroler Festspiele in Erl. DMAA arbeiten weltweit an Projekten, die von Experimentierfreude, Kontext- und Raumwahrnehmung und dynamischen Atmosphären getragen werden.

Delugan Meissl Associated Architects im Interview MJ ML

Martin Josst Michael Lohmann Wie würden Sie BIM definieren und wie wirkt sich die Methode auf Ihre Entwurfs- und Planungsprozesse aus?

ML MJ

ML

Für uns bedeutet BIM, dass das gesamte Gebäude inklusive seiner Informationen dreidimensional erfasst wird. Die dreidimensionale Planung ist schon lange Bestandteil unserer Arbeit. Etwa um 2006, als wir am Porsche Museum arbeiteten, setzten wir uns dann auch erstmals mit den Themen auseinander, die Änderungen im Entwurfsprozess automatisieren und die komplexeren Geometrien räumlich besser kontrollieren zu wollen. Auf diese Weise wurde das Porsche Museum zu unserem ersten BIM-Projekt, bei dem all die unterschiedlichen, an der Planung beteiligten Gewerke in einem zentralen Modell zusammengeführt wurden. Kontrollieren und Kommunizieren sind hierbei zwei wichtige Schlagwörter. BIM integriert alles in einem gemeinsamen zentralen Modell und diese Art von integraler Planung erleichtert die Kommunikation mit den anderen Prozessbeteiligten. Schwierige Geometrien sind nicht nur besser zu kontrollieren, es lässt sich auch einfacher über komplexe geometrische Schnittpunkte reden, sodass letztendlich auch ein besseres Ergebnis erzielt werden kann.

MJ

ML

PRAXIS 3

Das Porsche Museum liegt nun schon einige Jahre zurück, in denen Sie das Thema BIM sicherlich weiterhin betrieben und fortentwickelt haben. Gibt es mittlerweile eine BIM-Strategie in Ihrem Büro, die gewisse Standards definiert, nach denen Sie arbeiten?

Wir nutzen eine Vielzahl von Programmen, die untereinander kommunizieren können müssen. Am Anfang war dies oft sehr mühsam und zeitraubend. So gesehen ist es zu einer Art BIM-Strategie ­geworden, die Abläufe und den Austausch zwischen den unterschiedlichen Programmen zu optimieren. Wenn die Kommunikation der Programme untereinander funktioniert, erleichtert und beschleunigt es auch die Zusammenarbeit der Mitarbeitenden im Büro und die Kollaboration mit den externen Planungspartnern. Wir haben national und international viele Partner und Planungsbüros, mit denen wir zusammenarbeiten, daher sind gemeinsame Schnittstellen  – besonders in den verwendeten Programmen  – ein wesentlicher Aspekt für die Kommunikation untereinander. Wie entwickeln Sie diese Schnittstellen? Die Arbeit mit vielen unterschiedlichen Projektpartnern bringt jedoch die Erfordernis mit sich, gewisse Übergangspunkte selbst zu definieren, beispielsweise wenn die Übertragung der Information zwischen zwei Programmen nicht funktioniert. Wenden Sie sich in solchen Fällen an den Softwarehersteller oder haben Sie einen Spezialisten im Büro, der bei Bedarf ­eigene­ Schnittstellen programmiert?



105

ML MJ

ML

Bisher haben wir uns in solchen Fällen an die Softwarehersteller ­gewandt und gute Unterstützung erhalten. Wir haben ungefähr 20 Jahre lang mit MicroStation gearbeitet. Diese Software bot die Möglichkeit, Themen, die das Programm nicht abdeckte, selbst zu implementieren, und diese Möglichkeit haben wir auch genutzt. Vor vier oder fünf Jahren sind wir dann zu ArchiCAD gewechselt. Dort funktioniert die Integration von anderen Programmen, wie zum Beispiel Grasshopper oder Rhino, weitgehend ganz gut. Graphisoft sitzt unserem Büro quasi direkt gegenüber, wir sind ziemlich nah an den Software-Entwicklungen dran, können Up­ grades schnell testen und bei Problemen wenden wir uns an sie. Das Unternehmen fährt auch eine zunehmend intensive Strategie, all seine Programme untereinander zu verlinken, sodass kein Im- oder Export mehr nötig ist. Wir sind sehr froh darüber, dass die Entwicklungen dahin gehen, denn diese Verlinkung ist für unsere Arbeit essenziell. Der Austausch von Daten über das IFC-Format funktioniert zwar ganz gut, aber noch nicht reibungslos. Daher wünschen wir uns, dass die Software stärker miteinander verlinkt wird. Der Open-BIM-Ansatz lebt davon, dass man sich von der Fokussierung auf proprietäre Formate freimacht. Wie sind Ihre Erfahrungen mit dem Informations- und Datenaustausch außerhalb Ihres Büros?

MJ

ML

Das hängt sehr stark von dem jeweiligen Büro ab, mit dem wir ­zusammenarbeiten. Manche lassen sich nur mühsam auf diese Art der Datenkommunikation ein, andere sind dafür umso interessierter und engagierter. Die Beauftragung spielt hierbei auch eine große Rolle. Welche genauen Anforderungen verlangt der Bauherr, wenn er einen ­ BIM-Prozess einfordert? Schließlich ist BIM ein großes Thema, das viele Aspekte beinhalten kann. Waren die externen Anforderungen beziehungsweise die Auftragsbedingungen eines Bauherrn der Grund für Ihren Entschluss, sich mit BIM auseinanderzusetzen?

MJ

ML

Nein, um das nochmals zu betonen: Die Motivation kam von unserer Seite. Damals sind wir auf die neuen Entwicklungen aufmerksam geworden. Um diesen Themen nicht hinterherzuhinken, entschieden wir, uns auf die neue Strategie einzulassen. Wir merkten schnell, dass Micro­Station unseren neuen Anforderungen nicht mehr gerecht werden konnte, sodass wir schließlich den Schritt wagten und zu ArchiCAD wechselten. Uns war und ist es wichtig, dass Architekturqualität, -sprache und -form, für die unser Büro steht, durch diese Veränderungen nicht ­behindert, sondern in die Entwicklungen eingeschlossen werden. Gibt es Momente, in denen Sie feststellen, dass die Arbeit mit digitalen Methoden und Werkzeugen trotzdem Einfluss auf Ihre Architektursprache nimmt?

MJ

106

Grundsätzlich steht immer der Entwurf im Vordergrund, nicht die Software; BIM ist nur ein Werkzeug. Die substanzielle räumliche Idee muss vorhanden sein, bevor das Modell mit Informationen gefüllt wird.

ML MJ

Ohne Entwurf gibt es auch keine Daten, denn schließlich lebt alles von der Idee und dem eigentlichen Konzept. Nichtsdestotrotz bietet BIM eine höhere Sicherheit, dass der Entwurf später in der Umsetzung so aussieht wie zuvor geplant. Nicht nur dadurch, dass sich die Geometrien durchweg kontrollieren lassen, sondern auch durch die Kommunikation im eigenen Team und mit den gesamten Fachplanern. Die Zusammenarbeit an einem ­Modell ist zwar oft eine große Herausforderung, aber am Ende zahlt sich der Einsatz aus. Damit sprechen Sie auch einen soziologischen Aspekt an, denn schließlich gilt es, sowohl die Projektpartner als auch die Mitarbeitenden im Büro in diese Veränderungsprozesse einzubinden. Können Sie von Erfahrungen berichten, wie Sie Ihre Mitarbeitenden in die neuen Methoden einführen?

MJ

PRAXIS 3

Als wir im gesamten Büro die alte Software entfernt und ArchiCAD neu installiert haben, gab es natürlich einen großen Aufschrei. Mitarbeitende, die bis zu 20 Jahre lang mit MicroStation gearbeitet hatten, waren gezwungen, ein anderes Programm von Grund auf neu zu erlernen. Am Anfang waren einige sicherlich nicht allzu glücklich über diese Entscheidung, doch bald wurden die vielen Vorteile der neuen Software deutlich: Zum Beispiel ließen sich Modelle besser kontrollieren und zuvor sehr zeitaufwendige Prozesse konnten ­automatisiert werden. Etwa nach einem halben Jahr war das Thema durch und es war spürbar, wie eine neue Motivation durch das Büro ging. Wir waren stolz, es gemeinsam geschafft zu haben und nun gewappnet zu sein. Das war ein guter Moment für das Büro. ML Interessant war, dass die längere Berufserfahrung der älteren Mitarbeitenden und ihr durch die Arbeit auf den Baustellen gewonnenes Wissen letztlich dazu führte, dass sie ihre Leidenschaft für BIM entdeckt haben, denn im Grunde wird schließlich genau dieses Bauverständnis von BIM abgebildet. Als wir die neue Struktur eingeführt haben, war es uns wichtig, das Tool großflächig für das ganze Büro auszulegen, aber dennoch jedem Mitarbeitenden gewisse Freiheiten zu gewähren. ­Jeder nutzt dasselbe Werkzeug, doch jeder auf seine Weise. Ich denke, ein bisschen Freiheit muss sein, um Effizienz und Effektivität zu steigern und neue Potenziale zu entdecken. So gesagt leben Sie im Büro eine gesunde Mischung der Top-down- und Bottom-up-Strategie? MJ



Ja, anders geht es auch nicht. Natürlich kann das Büro nur funktionieren, wenn neue Leute dazukommen, neue Ideen und neue Methoden eingebracht werden und wir offen für diese Dinge sind. Andererseits funktioniert es nicht, wenn jeder nur noch das macht, was er will und wie er es will. Es braucht eine gemeinsame Basis, eine gemeinsame Strategie und ein gemeinsames Ziel. Manchmal ist es dann eben auch erforderlich, den Mitarbeitenden zu erklären: »Da wollen wir hin, und das machst du so.«

107

Haben Sie den Eindruck, dass BIM Ihre interne Bürokommunikation befördert oder verändert hat? MJ

Das ist schwer zu sagen. Als die Software neu war, haben wir uns natürlich sehr viel untereinander ausgetauscht, einander bei ­ Schwierigkeiten und Problemen gefragt und um Hilfe gebeten. Mittlerweile hat sich das jedoch ganz gut eingependelt. Alle sechs Wochen setzen wir uns zusammen, um zu besprechen, was funktioniert und was nicht funktioniert; entsprechende Upgrades und Lösungen werden kommuniziert und jeder kann seine Themen ansprechen. Gibt es solch eine Art von Austausch auch extern in der Architektenschaft, beispielsweise mit anderen Partnerbüros?

MJ

ML

Grundsätzlich gibt es natürlich den projektbezogenen Stab an Planungspartnern, mit dem man sich intensiver austauscht. Außerdem tauschen wir uns auch bei verschiedenen Schulungen mit anderen Planenden und Büros aus. Österreich ist nur ein kleines Land, sodass die Kommunikation vielleicht auch ein bisschen einfacher abläuft als in Deutschland. Hier unterhält der Vertreiber von Graphisoft ein gutes Schulungssystem, welches nicht nur sehr viel Wissen vermittelt, sondern auch gewisse Standards definiert. Hinzu kommen der digitale Planungsleitfaden der Ö-Norm, der österreichischen Norm, und die Vorgaben der ­buildingSMART Austria. Ich habe den Eindruck, dass Österreich zumindest auf der politisch institutionellen Ebene schon einen Schritt weiter ist als Deutschland. Gibt es dennoch Hürden, wenn es darum geht, sich vom politischen Rahmenwerk mehr Unterstützung zu wünschen?

MJ

In Österreich ist die Architektenkammer zugleich auch die Kammer der Ingenieure. Das bedeutet, dass die Vertreter der Kammer selbst keine Entwurfsarchitekten sind; sie verfügen über eine ganz andere Blickweite und Zugangsweise. Selbstverständlich könnte dies der Ansporn für uns sein, dass wir selbst aktiv werden und uns mehr in der Kammer und den Gremien engagieren, doch hierfür fehlt uns leider sowohl Zeit als auch Motivation. Ich denke jedoch, dass es ein wünschenswertes Ziel wäre, wenn irgendwann eine Grundlage für eine Honorarordnung geschaffen wird, die auch tatsächlich das abbildet, was wir tun, und die dem Zeitgeist entspricht. Unser Büro befasst sich hauptsächlich mit den frühen Leistungsphasen, das heißt, nach der Leitdetailplanung wird die Ausführung von externen Partnern durchgeführt. Das Problem ist jedoch Folgendes: Obwohl der Arbeitsaufwand und das »Level of Detail« im Entwurf inzwischen deutlich höher sind als vor einigen Jahren, ist die Honorierung immer noch genau dieselbe. ML Im Moment ist alles in diesem Bereich gewissermaßen noch frei verhandelbar und ein ständiger Kampf, dem wir uns immer wieder stellen. Es ist auf jeden Fall notwendig, dass dort gewisse Standards und Regeln gesetzt werden und dass der Informationsgehalt entsprechend der einzelnen Leistungsphasen definiert wird.

108

Wo geht die Reise aus Ihrer Sicht hin? Wenn Sie vorausblicken, welche nächsten Schritte sehen sie in den neuen Entwicklungen und in der Digitalisierung? MJ

ML

Ein Thema ist bei uns derzeit das Real Time Rendering. Wir arbeiten schon seit so vielen Jahren im 3D-Modell und mittlerweile lassen sich durch Twinmotion und ähnliche Tools selbst Materialität und Atmosphäre in das Modell laden. Dementsprechend können wir ­relativ viele Entscheidungen direkt am virtuellen Modell treffen. Kurz gesagt ist das Modell der digitale Zwilling für das Produkt »Raum«, das wir verkaufen, und ich kann mir vorstellen, dass die virtuelle Realität in Zukunft zunehmend begehbarer wird. Andererseits denke ich auch, dass die Fertigungsprozesse immer weiter optimiert werden und dass die digitale Planung den Bau und die ­Logistik ­beschleunigen, vereinfachen und verbessern kann. Allein der Prozess von dem anfänglichen Entwurf hin zum Endergebnis auf der Baustelle lässt sich durch die 3D-Planung und BIM deutlich besser kommunizieren. Was erwarten Sie von einem Hochschulabsolventen, der bei Ihnen im Büro anfangen möchte?

Im Prinzip führe ich die Bewerbungsgespräche bei uns im Büro. Bei all den Bewerbungsunterlagen, die mir zugesandt werden, ist es mir vor allem sehr wichtig, in jedem Entwurf eine gewisse gestalterische Qualität zu sehen. Es nutzt uns wenig, wenn sich jemand zum Beispiel nur mit digitalen Prozessen auseinandergesetzt hat, aber gar nicht weiß, was ein Raum ist. Das Portfolio sollte eine gute ­Balance zwischen diesen Aspekten abbilden. Später, im persön­ lichen Gespräch, ist es selbstverständlich ein gutes Kriterium, wenn der Bewerber Motivation und Interesse an Architektur und den Themen, die wir bearbeiten, mitbringt.

PRAXIS 3

MJ

Ist die Architekturausbildung, wie wir sie heutzutage an den Hochschulen haben, aus Ihrer Sicht richtig aufgestellt? MJ

ML



In gewisser Weise prägt jede Hochschule ihre Studierenden anders. Dennoch würde ich sagen, dass die Hochschulen ihre Studierenden im Allgemeinen stärker als einzelne, individuelle Persönlichkeiten ansehen und erkennen sollten. Anstatt alle Studierenden in dieselbe Richtung zu drängen, sollte ihnen vielmehr die Möglichkeit zur Entfaltung ihres eigenen Charakters und ihrer jeweiligen Fähigkeiten geboten werden. Es ist immer schade, wenn mir junge Absolventen im Bewerbungsgespräch gegenüber sitzen und noch gar nicht herausgefunden haben, wer sie sind und was sie wollen. Ich habe die Erfahrung gemacht, dass diese Entwicklung und die Entfaltung der Individualität häufig noch besser stattfinden können, wenn die Kommunikation und das Teambuilding untereinander ­gestärkt werden. Ich kenne das von damals, aus meiner eigenen Studienzeit: Projekte wurden im Team bearbeitet, aber trotzdem mussten bestimmte Entscheidungen auch selbst als Individuum getroffen werden. Dies spiegelt auch den Alltag im Berufsleben wider.

109

»FLYWHEEL« DMAA-Organigramm

DMAA Digital Toolbox

110



111

PRAXIS 3

HYUNDAI MOTORSTUDIO GOYANG SEOUL, SÜDKOREA

Der Entwurf für das Hyundai Motorstudio Goyang in Seoul folgt einem Baukastenprinzip mit prägnant definierten Elementen: Landschaft, vertikales Grün und geformter Himmel. Diese drei Gestaltungselemente dominieren den Innenraum des Motorstudios, ohne den Panoramablick in die weitläufige Raumeinheit zu stören, die durch eine klare Struktur von Offenheit und Transparenz definiert ist. Die Fahrzeuge werden so aus wechselnden Perspektiven präsentiert  – ähnlich einer Stadt- oder Naturlandschaft, in der sich die Besucher frei bewegen können. Das Gebäude vereint eine Vielzahl von Funktionen – Vertrieb, Brandcenter, Automobil-Themenpark, Büros und Dienstleistungen  – in einer Struktur. Diese Funktionen sind in horizontalen Bereichen übereinander angeordnet und durch vertikale Gestaltungselemente miteinander verbunden. 55 Programm:  Ausstellung, Brandcenter, Büros 55 Zeit:  2011 – 2017 55 BGF: 63 860 Quadratmeter 55 Architektur: DMAA 55 Ausführungsplanung:  Hyundai Architects & Engineers Associates 55 Tragwerksplanung:  Bollinger + Grohmann Ingenieure/Dongyang 55 Ausstellungsgestaltung:  Atelier Brückner/GL 55 Lichtplanung:  Speirs + Major/Bitzro 55 Landschaftsarchitektur:  Topotek 1/Landscape Workshop SAII 55 Energiekonzept:  Energy Design Cody/EAN

112



113

PRAXIS 3

TAIYUAN BOTANICAL GARDENS TAIYUAN, CHINA

Das architektonische Konzept für den botanischen Garten der Hauptstadt der chinesischen Provinz Shanxi verbindet Naturlandschaft und Architektur sowie technologische und ökologische Lösungen in einem ganzheitlichen Ansatz. Auf der weitläufigen Anlage sind neben dem Eingangsgebäude mit Empfang, Lobby und Aussichtsplattform, ein Bonsaimuseum, ein Teehaus und ein Forschungszentrum mit Laboren, Büroräumen und einer Bibliothek geplant. Das Gewächshaus bildet das Herzstück des botanischen Gartens. Es besteht aus drei Kuppeln, die Pflanzen aus unterschiedlichen Klimazonen beherbergen. Die sphärischen Gebäude sind in die bestehende Topographie integriert und nach Süden ausgerichtet, um eine bestmögliche Ausrichtung für den Sommer- und Winterfall zu gewährleisten. 55 Programm: Gewächshaus 55 Zeit:  2015 – 2020 55 BGF: 54 600 Quadratmeter 55 Architektur: DMAA 55 Tragwerksplanung:  Bollinger + Grohmann Ingenieure und timber structures: StructureCraft 55 Gebäudetechnik:  Cody Energy Design 55 Landschaftsarchitektur:  Valentien+Valentien, Landschaftsarchitekten und Stadtplaner SRL

114



115

PRAXIS 3

EM2N EM2N | Mathias Müller Daniel Niggli Architekten AG | ETH | SIA | BSA Josefstraße 92 8005 Zürich www.EM2N.ch

116

Das Architekturbüro EM2N, mit Sitz in Zürich und Berlin, wurde 1997 von ­Mathias Müller und Daniel Niggli gegründet. Gemeinsam mit den Associates Bernd Druffel, Fabian Hörmann, Verena Lindenmayer, Björn Rimner, Gerry Schwyter und Christof Zollinger arbeitet EM2N zur Zeit an Projekten in der Schweiz, Deutschland und Belgien. Bei rund der Hälfte der Projekte handelt es sich um Umbauten. Zu ihren bekanntesten Realisierungen zählen das Toni-Areal und die Viaduktbögen, beide in Zürich. In Planung sind unter anderem das Naturhistorische Museum und Staatsarchiv in Basel und das Kulturzentrum Kanal in Brüssel.

EM2N im Interview GS NH BR KW

Gerry Schwyter Nils Heffungs Björn Rimner Ken Woods Wofür steht Building Information Modelling aus Ihrer Sicht?

GS

BR

NH

BIM steht für den stetigen Informationsfluss über ein (Architektur-)Modell und für die anschließende Weiterverarbeitung dieser Informationen. Das Zentrale und Neue in BIM ist das »I«, die Information, denn 3D-Modelle nutzen wir in unserem Büro und in der Architektur schon eine ganze Weile. Auch in 2D-Projekten und Projekten ohne BIM war und ist die Information zu einem gewissen Grad bereits beinhaltet. Nun liegt uns mit BIM die Information in Modellform elementbezogen vor und dieses Modell wiederum dient gleichzeitig als Schnittstelle der Kommunikation und Koordination. Das ist der wesentliche Unterschied zur bisherigen Planungsmethode. Die Kommunikation am Projekt ist ebenfalls einer der Kernpunkte in der praktischen Bearbeitung des BIM-Modells: Der Austausch ist intensiver und stärker getaktet, Probleme und Fragen können früher detektiert, angesprochen und geklärt werden. Das heißt, es hat sich weniger der Planungsprozess verändert als vielmehr die Kommunikation und Kollaboration mit externen Projektpartnern?

GS

Wir haben festgestellt, dass in den letzten Jahren die Gebäudeplanung und -ausführung einen hohen Grad an Komplexität gewonnen hat, insbesondere bezüglich der Haustechnik. Diese Komplexität ließ und lässt sich durch konventionelle Methoden kaum noch in den Griff bekommen, weder kommunikativ noch planerisch. Es wurde deutlich, dass wir neue Werkzeuge brauchen, um den Prozess auch weiterhin kontrollieren und leiten zu können. Das 3D-Modelling und zum Beispiel Kollisionsprüfungen sind hierbei ein erster Ausgangspunkt. Das Zurückgewinnen der Kontrolle für die Koordination und für die Gesamtleitung des Projekts ist wohl einer der wesentlichen Aspekte, warum wir BIM eingeführt haben. Natürlich kann BIM nicht alle Fehler vermeiden, aber sie sind einfacher zu kontrollieren, koordinieren und kommunizieren. Insofern hat BIM sehr viel mit dem Qualitätsanspruch eines Projekts zu tun.

PRAXIS 3

BR

Wie erfolgte dieser Wechsel von den konventionellen Methoden zu BIM? GS



Projektweise und graduell. Seit etwa drei Jahren arbeiten wir nun schon an unserem BIM-Pilotprojekt Orion. Zu Beginn sind wir noch zweigleisig gefahren. Revit war für uns ein neues, komplexes Werkzeug. Ein Projekt nimmt natürlich keine Rücksicht auf solche Umstände: Der Terminplan steht und wir müssen die Pläne liefern. Aus diesem Grund gab es bei den ersten zwei, drei Projekten zeitweise gewisse Parallelitäten bei der Bearbeitungsmethode, bei denen wir punktuell auf konventionelle Arbeitsmittel zurückgegriffen haben.

117

NH

Diese Zweigleisigkeit diente uns sozusagen als Absicherung. Mittlerweile haben wir die nötige Erfahrung und das Know-how ­gesammelt, um nun auch ein neues Projekt sofort mit BIM starten zu können. Bei einem anderen Projekt, an dem wir arbeiten, dem Baufeld  1 in der Lokstadt in Winterthur, wurde BIM zum Beispiel bereits im Wett­ bewerb explizit vom Auftraggeber eingefordert. Das ist natürlich ein Unterschied zu den BIM-Projekten, die wir uns freiwillig »auferlegt« haben, um sie als Studie und für die Weiterentwicklung unseres ­Büros zu nutzen. Das klingt nach einer Bottom-up-Strategie, ­einem allmäh­ lichen Hineinwachsen in das Thema. Gibt es auch eine übergeordnete BIM-Strategie in Ihrem Büro?

GS

BR

NH

BR

Das läuft bei uns relativ informell ab. Ich gehe davon aus, dass wir in Zukunft bei neu startenden Projekten mit Revit in einem durchgängigen 3D-Modell planen werden. Wie viel BIM letztendlich in dem Modell steckt, ist dann eine Frage des Nutzens. Wir verwenden BIM nicht, nur weil es »cool« ist. Wir haben beispielsweise auch kleinere und feine, weniger komplexe Projekte, bei denen BIM aufgrund des damit verbundenen Aufwands unserer Meinung nach  – zumindest derzeit  – noch nicht sinnvoll ist und wir daher auf konventionelle Weise in Vectorworks planen. Sofern wir keine auftraggeberseitigen Vorgaben bezüglich BIM ­erhalten, analysieren wir daher bei einem Projektstart den Sinn und Einsatz von Revit und BIM und entscheiden dann projektspezifisch. Meist ist der Einsatz bei komplexeren Projekten oder Gebäuden mit hohem technischen Installationsgrad oder besonders anspruchsvollen, öffentlichen Flächen sehr interessant für uns. Auch der Personalmarkt der Architekten muss sich erst noch dahingehend entwickeln. In zehn oder zwanzig Jahren sieht das vielleicht schon ganz anders aus und jeder Architekt hat die erforderlichen Kenntnisse und nutzt BIM. Insofern ist eine mögliche Strategie bei uns aktuell auch noch abhängig von verfügbarem Personal mit entsprechenden BIM-Vorkenntnissen. Momentan sorgen wir dafür, dass wir in jedem Projekt mindestens eine Person im Team haben, welche die BIM-Methode und die dazugehörigen Programme bereits aus ausgeführten Projekten und ­somit aus der Praxis kennt und mit den entsprechenden Tools umzugehen weiß. Diese Person fungiert dann als eine Art Schulungs­ instanz im Team, von der die Kollegen lernen können. Wie organisieren Sie grundsätzlich die Weiterbildung in die­ sem Bereich? Beanspruchen Sie auch Hilfestellung von außen?

GS

BR

118

Wir haben zwei interne Gruppen, die sich abwechselnd alle zwei Wochen treffen. Es gibt eine kleinere BIM-Gruppe mit themenorientierten Schulungen und die »Best Practice«-Gruppe, die sich an all unsere BIM-User richtet und sich vor allem darauf konzentriert, wie BIM am besten im Projekt umgesetzt wird. Eine Grundschulung für Mitarbeitende in Revit findet derzeit noch über einen zehntägigen Kurs eines externen Anbieters aus Zürich statt. Mit den internen BIM-Gruppen helfen wir uns in den Projektteams. Durch laufende Projekte und in der täglichen Praxis können wir

die Mitarbeitenden am besten selbst schulen und sie sich persönlich entwickeln. Dadurch haben wir eine gute Abdeckung in allen Projekt­teams. Irgendwann in naher Zukunft werden wir nicht mehr auf externe Hilfe angewiesen sein. In welchen Projektphasen setzen Sie BIM ein? BR

Wenn wir uns in einem Projekt für BIM entscheiden, dann beginnen wir damit auch selbstverständlich von Anfang an. Wir begleiten alle unsere Projekte in allen Leistungs- und Projektphasen bis hin zur Ausführungsplanung, und in diesen Phasen setzen wir auch BIM ein. Bauleitungsaufgaben oder Ausschreibungen werden üblicherweise von einer dritten Instanz übernommen, zum Beispiel einem GU oder einem fachspezifischen Baumanagement, ebenso wie Leistungen der Inbetriebnahme und die Abnahme des Gebäudes. Zwar begleiten wir das Projekt grundsätzlich bis zum Schluss, aber während der Bauzeit oder auch in Bewirtschaftungsfragen spielt der BIM-Prozess bis jetzt keine Rolle für uns. Wie gehen Sie diesbezüglich mit Ihrem Datensatz um? Haben Sie eine Art von Schutzzone oder stehen Ihre Daten allen ­Projektbeteiligten offen zur Verfügung?

GS

Auch diesbezüglich agieren wir projektweise und unterschiedlich. In der Regel erfolgt der Austausch über einen IFC-Zwischenschritt. Es gibt aber auch einzelne Partner, die wir schon gut und lange kennen, mit denen wir gemeinsam in der Cloud an unserem Modell arbeiten.

GS

NH

PRAXIS 3

Sie haben bereits erwähnt, dass die Kollaboration durch BIM einen großen Mehrwert für Ihr Büro darstellt. Wie funktioniert die Zusammenarbeit mit den verschiedenen Disziplinen der Fachplanung? Wie bereitwillig gehen Fachplaner darauf ein, wenn Sie sich für einen BIM-Prozess entscheiden?

Ich denke, dass es heute grundsätzlich kein Problem ist, einen Partner zu finden, der in einem BIM-Prozess mitzieht, aber es braucht vielleicht ein wenig »Erziehung«, um mit den Modellierungskonventionen auch tatsächlich auf dem gleichen Niveau zu sein. Vor allem der Detaillierungsgrad ist sehr kritisch. Wir achten recht genau darauf, den Detaillierungsgrad unseres Modells der entsprechenden Leistungsphase anzupassen. Die ­ Fachplaner schenken dem häufig keine Beachtung und liefern uns schwere, kaum handhabbare, viel zu detaillierte Modelle. Dagegen hätte oft ein schlichter Platzhalter völlig ausgereicht. Bei der Implementierung von BIM wird oft von little BIM und big BIM gesprochen. Wie sieht Ihre Realität im Projekt aus?

NH

GS



Wir arbeiten gewöhnlich mit open BIM im IFC-Austausch, weil viele Fachplaner nicht wie wir mit Revit arbeiten, sondern stattdessen andere Programme nutzen. In einigen wenigen Projekten arbeiten auch einzelne Fachplaner mit Revit, aber bislang sehen wir keinen Vorteil darin. Diesem »Alle arbeiten an einem Modell«-BIM gebe ich nicht viele Chancen für die Zukunft.

119

Warum? GS

Einerseits sind in einem solchen Modell sehr viele fachspezifische Informationen enthalten, die kein anderer benötigt und die keinen allgemeinen Nutzen darstellen. Andererseits gibt es Bauteile wie Wände oder Stützen, die gleich mehrere Personen bearbeiten möchten. Wenn du vor jeder kleinen Änderung erst nachfragen müsstest, ob du jetzt an das Modell darfst, dann kommst du nicht mehr zum Arbeiten. Sehen Sie auch irgendwo die Notwendigkeit, dass die von Ihnen genutzten Werkzeuge an bestimmten Stellen ergänzt oder weiterentwickelt werden müssen?

KW

In unserem Orion-Projekt haben wir mittlerweile einen ziemlich feinen Detaillierungsgrad der 3D-Elemente erreicht, doch nun sind wir dort allmählich an einem Punkt angelangt, wo wir mit über 700 Plänen und 4 000 Ansichten die Obergrenze unserer technischen Möglichkeiten erreicht haben. Das bedeutet, dass wir jetzt leistungsfähigere Computer, mehr Geduld oder die nötige Zeit und Disziplin brauchen, um unsere Dateien ständig zu optimieren. Zu Beginn des Projekts war es nötig, einige der Elemente parametrisch zu entwerfen. Diese parametrischen Elemente können nun weitgehend vereinfacht werden. Allerdings benötigt das Vereinfachen neben dem Zeitaufwand und der Disziplin auch eine gewisse Erfahrung, die sich nicht in einem Kurs erlernen lässt; solche Erfahrungen muss jeder Mitarbeitende durch den täglichen Gebrauch am Projekt sammeln. Damit sind wir wieder bei dem Thema der Schulung und Weiterentwicklung von bestimmten Kenntnissen und Kompe­ tenzen. Nehmen wir nun die jüngere Generation in den Blick: Welche Anforderungen und Fähigkeiten sind für einen Neueinsteiger in Ihrem Büro erforderlich?

GS

Ich denke, dass man ein Typ sein muss, der bei Problemen und Schwierigkeiten nicht gleich das Handtuch schmeißt, sondern stattdessen beharrlich nach Lösungen sucht. Insbesondere im Internet gibt es so viele Tutorials, Foren und andere Quellen, aus denen sich Informationen und Lösungswege ziehen lassen. Zugleich muss man aber auch mit diesem Informationsüberfluss umgehen können. Es ist nicht alles Gold, was glänzt, und nicht alles, was im Internet steht, ist auch tatsächlich hilfreich. Man braucht einen gewissen Filter, um damit sinnvoll umgehen zu können. Was könnten Sie daraus für die Architekturausbildung ­ableiten? Sind die Hochschulabsolventen Ihrer Meinung nach ausreichend qualifiziert?

BR

120

Die Ausbildung im Studium ist häufig noch sehr anders als das tatsächliche Berufsleben. Diese Beziehung zwischen Studium und Beruf ist aus unserer Erfahrung nach wie vor weitestgehend unverändert. Früher mussten wir die jungen Architekten zum Beispiel in der Detailplanung weiterbilden, heute bilden wir Absolventen zusätzlich in Revit und BIM weiter. Das ist insofern nicht ungewöhnlich. Lernbereitschaft und der Wille, sich mit Fragen und Problem auseinanderzusetzen, anstatt zu erwarten, dass die Lösung auf dem Silbertablett

vorgelegt wird, sind dagegen eine extrem wichtige Eigenschaft, auf die wir großen Wert bei der Auswahl unserer neuen Mitarbeitenden und Praktikanten legen. Viele der Mitarbeitenden, die in unserem Büro anfangen, haben schon mal mit Revit gearbeitet oder kennen das Programm zumindest. Dagegen gibt es kaum Leute, die zuvor schon einmal ein eigenes Skript geschrieben haben und mit den entsprechenden Tools umgehen können. Diese Kenntnisse, die über das normale Anwenden des Programmes hinausgehen, können im Einzelfall sehr vorteilhaft sein. Sehen Sie es diesbezüglich als Zukunftsperspektive, dass z ­ unehmend Programmierer in Architekturbüros arbeiten werden oder die Architekten gar selbst programmieren? KW

BR

Wenn es eine Person im Team oder im Büro gibt, die sich mit diesen Anwendungen auskennt und über die erforderlichen Kenntnisse verfügt, sodass man sich bei Fragen und Problemen an sie wenden kann, ist das sicherlich sehr hilfreich. Aus unserer Sicht ist es aber nicht notwendig, dass alle Mitarbeitenden Spezialisten auf diesem Gebiet sind. Ich denke auch, dass diese Kenntnisse nur im Einzelfall und nicht in der Masse vonnöten sein werden. Je nach Architekturverständnis ist der Einsatz des parametrischen Entwerfens natürlich sowohl auf der formalen Ebene als auch auf der konstruktiven Ebene mehr oder weniger erforderlich und demnach stärker oder schwächer ausgeprägt. In unserem Büro spielt das aktuell weniger eine Rolle. Welchen Einfluss üben die digitalen Prozesse auf Ihre Architektur aus?

NH

KW

Für uns sind die digitalen Prozesse noch immer ein Werkzeug und nicht die treibende, ingeniöse Kraft. Wir haben die Koordination und das Projekt inhaltlich besser unter Kontrolle, aber BIM selbst macht die Architektur nicht besser. Insofern bleibt es ein Tool für uns. BIM hilft uns darüber hinaus aber, eine gewisse Fehlerquote in der Planung zu minimieren. Außerdem können Änderungen auch vergleichsweise spät im Prozess vorgenommen werden, ohne dass es einen so großen Aufwand erfordert wie in der 2D-Planung. Wenn ich etwas verändere, weiß ich, dass es automatisch in allen Ansichten und Schnitten angepasst wird. Früher bestand in dieser Hinsicht die Gefahr, einen Plan bei den Anpassungen zu vergessen.

PRAXIS 3

BR

Neben BIM gibt es noch viele weitere Aspekte der Digitalisierung im Bauwesen, zum Beispiel den Bereich der computer­ gestützten Fabrikation oder Themen wie AR- und VR-Anwen­ dungen. Nutzen Sie derartige Techniken auch in Ihrer Projektarbeit? GS



Wir haben im Büro zwei VR-Brillen, die bereits dem ein oder anderen Bauherren aufgesetzt wurden. Das Feedback war durchweg sehr gut. Derzeit befinden wir uns damit noch in der Testphase. Ich persönlich finde es sehr spannend und ich denke, der Einsatz von VR wird in Zukunft noch zunehmen. Obwohl wir für uns beanspruchen, ein gutes räumliches Vorstellungsvermögen zu besitzen, hilft es doch

121

im Verständnis des Raums, zum einen uns selbst und zum anderen natürlich insbesondere denen, die sich sonst nicht so intensiv mit ­architektonischen Themen auseinandersetzen wie wir. Schauen wir nun ein paar Jahre voraus: Wohin geht die Reise aus Ihrer Sicht? GS BR

GS

Ich denke, dass wir schon recht bald keine 2D-Dateien haben und mehr brauchen werden, sondern nur noch rein im Modell arbeiten. Demgegenüber wird der Output, der die Baustelle betrifft, wohl noch einige Jahre in 2D auf Papier bleiben, bis sich auch dort eine Art von Modell durchsetzt. Nachdem ein Gebäude fertiggestellt wurde, braucht der Bauherr eine Grundlage und Dokumentation, beispielsweise für spätere Umbauten. Zukünftig wird dies sicher auch ein 3D-Modell sein. Bislang fehlt hier jedoch der nächste technologische Schritt hin zu einem offenen, weiterbearbeitbaren Format, das für eine solche Anwendung nötig wäre. Ein anderer wichtiger Aspekt sind die Vertragswerke, die den neuen Prozessen noch angepasst werden müssen. Sollte es in dieser Hinsicht mehr institutionelle Vorgaben vonseiten der Politik geben?

GS KW

122

Die Politik kann nicht auferlegen, wie das zu funktionieren hat. Die Industrie muss den Schritt machen und die treibende Kraft sein. Das Problem ist, dass Politik so viel langsamer arbeitet als die Industrie. Bis die politischen Institutionen Standards definiert haben, sind schnell ein paar Jahre vergangen und die Industrie hat sich längst weiterentwickelt. Wir sind in der Schweiz in der glücklichen Lage, dass mit dem SIA ein privater Verein die im Bauwesen gültigen Normen mitgestaltet. Das hat große Vorteile und soll auch so bleiben; den Staat vermissen wir hier nicht.



123

PRAXIS 3

LOKSTADT WINTERTHUR, SCHWEIZ

Durch die Umwandlung des ehemaligen Industrieareals Sulzer entsteht in Winterthur ein neues, vielfältiges Stadtquartier. In der Lokstadt gewann EM2N den Studienauftrag für das Baufeld 1, auf dem ein städtebauliches Konglomerat aus vier Einzelgebäuden realisiert werden soll. Die Neubauten Bigboy, ein Hochhaus, das einen Abschluss des zentralen Stadtplatzes bildet, und der benachbarte Tender-Turm mit Flachbau werden als Wohnungen entwickelt, während die historische Industriehalle Draisine neue Arbeitswelten und ­einen städtischen Kindergarten beherbergen wird. Der zweigeschossige Erd­geschossbereich des Gebäudekomplexes ist strukturell als durchgehende offene Zone konzipiert, um die Anbindung an den Stadtraum zu stärken. 55 Programm:  Wohnen, Gewerbe, Kindergarten 55 Zeit:  2019 – 2023 55 BGF: 37 000 Quadratmeter 55 Architektur: EM2N 55 Bauingenieur: Gruner Wepf AG 55 HLKS-Ingenieur:  Balzer Ingenieure AG 55 Elektroingenieur:  enerpeak ag 55 Bauherr:  Implenia Schweiz AG

Lokstadt, Baufeld 1 Wohnbau mit zwei Hochhäusern, Winterthur

124

Lokstadt, Baufeld 1

PRAXIS 3

Axonometrien

Lokstadt, Baufeld 1 Haustechnik-Modell



125

ORION NEUBAU BÜRO- UND GEWERBEHAUS, ZÜRICH-WEST

Beim Projekt Neubau Büro- und Gewerbehaus, Zürich-West handelt es sich um einen Ersatzneubau zweier Liegenschaften aus den 1980er Jahren. In einer ersten Projektphase wurde die Umnutzung der bestehenden Liegenschaften geprüft, aber zugunsten eines Neubaus verworfen. Das Bauprojekt liegt in einer noch von Gewerbe dominierten Umgebung in Zürich-West. Diesen Charakter soll die mehrheitlich als Büro genutzte Liegenschaft auch in Zukunft beibehalten. Aus diesem Grund wurden Erd- und erstes Obergeschoss mit überhohen Räumen und entsprechenden Bodenbelastungen geplant, um auch zukünftig eine Gewerbenutzung zu ermöglichen. Der Grundausbau des Projekts geht insbesondere in den Büroräumlichkeiten weiter als die üblichen Schnittstellen: Neben der Heizung werden auch Lüftung und Kühldecken bereitgestellt. Die Flexibilität im Bezug auf Einteilung und Nutzung der Büroflächen wird im gesamten Projekt sehr hoch gehalten: Mieteinheiten ab 200  Quadratmetern sollen zusammengelegt werden können. Obwohl seitens der Bauherrschaft keine Anforderungen an einen BIM-Prozess oder an ein BIM-Modell gestellt wurden, hat sich die Generalplaner-ARGE Orion aus eigenem Interesse für einen solch integrativen Planungs- und Bauprozess entschieden. 55 Programm:  Büro und Gewerbe 55 Zeit:  2015 –2021 55 BGF: 41 000 Quadratmeter 55 Generalplaner-ARGE Orion:  EM2N Architekten AG (Architektur), b+p baurealisation ag (Baumanagement) 55 Subplaner:  Synaxis AG Zürich (Bauingenieur), Jobst Willers Engineering AG (HLKKS-Inge­ nieur mit GA), pbp ag engineering (Elektroingenieur) 55 Bauherr:  PSP Real Estate AG

ORION, Büro- und Gewerbehaus, Zürich-West Kostenmodell mit isolierten Wandobjekten mit Farbfilter nach eBKP-h (C2 Wandkonstruktion)

126

ORION, Büro- und Gewerbehaus, Zürich-West

PRAXIS 3

BIM-Visualisierung



127

EIN SOZIOTECHNISCHES SYSTEM Nach Definition des National Building Information Model Standard Project Committee (NBIMS)1 ist es eine Grundprämisse von BIM, die Zusammenarbeit der verschiedenen Interessengruppen über alle Lebenszyklusphasen des Projekts hinweg partnerschaftlich zu organisieren. Mit Blick auf aktuelle Probleme hinsichtlich Kosten- und Zeitüberschreitungen sowie Qualitätsverlusten bei Bauprojekten basiert dieser Ansatz auf der Idee, die verschiedenen Projektpartnerinteressen frühzeitig miteinander abzustimmen und zu einem integralen Prozess zu vernetzen. Sämtliche in der jeweiligen Phase notwendigen Informationen sollen gleichwertig und auf Augenhöhe von allen Beteiligten in die Datenbank eingefügt, ausgelesen, aktualisiert und verändert werden können. Es gilt demnach für alle Projektbeteiligten, die Rollen der unterschiedlichen Interessengruppen zu respektieren und vollständig zu unterstützen.

Institutionelle und kulturelle Rahmenbedingungen

Soziale Faktoren

Koordinierte Arbeitsweisen Synchronisierte Zusammenarbeit Informationsmanagement Semantische Modelle 3D Geometrie

Die sich daraus ergebenden Veränderungen technischer und sozialer Prozesse haben einen umfassenden Kulturwandel in der Baubranche zur Folge. Ein ganzheitlicher Bauprozess kann nur in einer angepassten institutionellen und kulturellen Landschaft stattfinden. Der erforderliche Wandel vertrauter Arbeitsweisen beeinflusst den gesamten Prozess und sollte nicht unterschätzt werden. Als Beispiele seien hier die Umstrukturierung bürointerner Gewohnheiten, baubehördlicher Verfahren und der direkten Bürgerbeteiligungen genannt. Die veränderten Anforderungen an Projektbeteiligte, Arbeitsprozesse und Teamstrukturen erzeugen ebenso weitreichende Folgen für Richtlinien und Gesetze  – einschließlich des Vertragswesens und der Honorarordnungen. Aufgrund der globalen Vernetzungen betrifft der Umgang mit den neuen Methoden nicht nur den deutschsprachigen Raum, sondern sämtliche Länder weltweit. Schließlich liegt der Schlüssel zum Verständnis der BIM-Methodik in einer ganzheitlichen Betrachtungsweise und nicht in der phasenweisen Prozesssicht einer Region oder eines Landes.

BIM als soziotechnisches System nach Kennerley 2012

SOZIOLOGIE

Technische Faktoren

1

Siehe Kapitel Building Information Modelling.

129

ERWARTUNG

REALITÄT

TECHNOLOGIE SOZIOLOGIE

Traditionelle und integrale Arbeits­, Daten­ und Kommunikationsprozesse im Vergleich

VERTRAUEN

Gegenüberstellung traditioneller, fragmentierter (links) und integraler, zentraler (rechts) Kommunikations­ und Planungsabläufe.

Architektur

Ein großes Manko für eine funktionierende Zusammenarbeit der projektbeteiligten Partner ist ein spürbarer Vertrauensverlust, der sich über Jahre im Bauwesen eingeschlichen hat. Betrachtet man aktuelle Bauvorhaben, zeigt sich oft spätestens zum Zeitpunkt der Ausschreibung eine Diskrepanz zwischen den geplanten und den tatsächlichen Kosten. Um das Projekt nicht zu gefährden, werden kurzfristige und meist nicht vollständig durchdachte Projektanpassungen durchgeführt  – in der Hoffnung, die Kosten- und Zeitvorgaben doch noch rechtzeitig vor Baubeginn zu erreichen. Die so entstehende Spirale aus unvollständigen Planungsständen, zusätzlichen Nachträgen, Zeitverzögerungen und Rechtsverfahren führen in der Folge häufig zu gegenseitigen Schuldzuweisungen und einem deutlichen Verlust an Vertrauen.

Haustechnik

Behörde

Architektur

Tragwerk

Haustechnik

Behörde

Tragwerk

BIM FacilityManagement

ProjektManagement

Bauleitung

130

Baufirma

ProjektManagement

FacilityManagement

Bauleitung

Baufirma

Die BIM-Methode versucht auch hierauf integrierend und nicht ­separierend einzuwirken. Von Beginn an sollten neben Planern und Ingenieuren auch die Auftraggeber, die Behörden, die Ausführenden und die Betreiber des späteren Bauwerkes gemeinsam an einem Tisch sitzen und in möglichst alle Entscheidungen eingebunden sein. Dies erscheint zunächst mühsam und hinderlich für einen freien Entwurfsprozess, führt jedoch auf längere Sicht zum Erfolg. Im Gegensatz zur traditionellen Planung, in welcher je nach Phase in sehr unterschiedlich gestalteten Gruppierungen zusammengearbeitet wird, ist das integrale, zentrale Modell einschließlich aller Daten ab dem ersten Tag sämtlichen Beteiligten bekannt. Änderungen sind für alle Akteure direkt nach Eingabe sichtbar und müssen  – entsprechend der Vereinbarungen in EIR, BEP und MIDP – sogleich bestätigt werden. Durch diesen Vorgang verkürzen sich die Prüfabstände und folglich werden kleinere Datenmengen zu einem weitaus vollständigeren und kontinuierlich geprüften Datenmodell zusammengeführt, das pünktlich vor Beginn der Ausführung als Basis dienen kann. Zudem werden Probleme durch die Beteiligung vieler Akteure schneller erkannt und Fehler können vor Ausführungsbeginn entsprechend behoben werden. Letztendlich führt diese Offenheit und Transparenz zu mehr Vertrauen.

NEUE ROLLEN



SOZIOLOGIE

Die BIM-Methode stellt über den kollaborativen und integrativen Ansatz traditionelle Rollenmodelle infrage. Das frühe Nachdenken über den Gesamtprozess bedeutet, dass beinahe alle Planungsschritte im Gesamtmodell durch die Projektpartner gesehen und in Echtzeit im Model evaluiert werden können. Die ständige Sichtbarkeit der Arbeitsschritte rückt alle Mitarbeitenden in die Verantwortung, ganzheitlich zu denken und agil zu handeln. Beispielsweise wird so aus dem klassischen Bauzeichner, mit nur begrenzter Verantwortung und eng umrissenem Aufgabenfeld, ein integriert arbeitender Modellierer, der eigene Entscheidungen treffen und verantworten muss, um den kontinuierlichen Arbeitsfluss nicht zu behindern (bottom-up). Auf der anderen Seite benötigt es verantwortlich agierende Personen, die diesen neuen Gesamtprozess übergeordnet strukturieren und koordinieren (top-down). ­Dafür ­bedarf es sowohl technischer und organisatorischer als auch ­sozialer Kompetenzen, die im Zusammenhang mit den disziplinären Randbedingungen in Einklang gebracht werden müssen. Reine Managementqualitäten führen an dieser Stelle nicht weiter, da die Anbindung an den Planungsprozess und das Datenmodell untrennbar mit der Steuerung des Projekts verbunden sind. Die für einen erfolgreiche BIM-Prozess notwendigen Rollenmodelle unterscheiden sich also teils deutlich von den klassischen Aufgaben und erweitern so das Berufsbild in der Architektur. Mit Blick auf zukünftige Stellenausschreibungen lassen sich die folgenden drei BIM-Rollenmodelle definieren:

131

ORGA NIS AT IO

GIE OLO HN EC

Neue Rollen und Schwerpunkte im BIM­Prozess

T

N

SOZIOLOGIE

BIM-Modellierer BIM-Koordinator BIM-Manager

BIM-Modellierer Wenn er selbstständig eingesetzt wird, sollte ein BIM-Modellierer nicht nur über nachweisbare Erfahrung in Bezug auf die Verwendung von BIM in einem Projekt verfügen, sondern auch ausreichend Routine mit der eingesetzten BIM-Software zur Erstellung von Modellen haben und Kenntnisse über Struktursysteme und deren Koordination besitzen. Neben der Offenheit für den Umgang mit neuen digitalen Werkzeugen und der Beherrschung einfacher Programmierkenntnisse gilt Erfahrung hinsichtlich der BIM-Industriestandards und der BIM-Ausführungspläne als Voraussetzung. Die erforderlichen Qualifikationen liegen in der Regel in den Bereichen des Ingenieur- und Bauwesens, des Managements oder der Architektur. 5 Zusammenarbeit mit dem BIM-Koordinator und verschiedenen Fachingenieuren 5 Einrichtung neuer Projektmodelle in Übereinstimmung mit vorgegebenen Projektstandards 5 Unterstützung des Projektteams bei der technischen Umsetzung des Projekts 5 Erstellung von Strukturmodellen 5 Erstellung von Zeichnungen, abgeleitet aus Modellen 5 Durchführung von Datenimporten und -exporten 5 kontinuierliche technische Fortbildung

BIM-Koordinator Der BIM-Koordinator muss die digitalen Prozesse mit den Notwendigkeiten auf der Baustelle abgleichen und fähig sein, vor Ort eingreifen zu können. Er ist sowohl für Anpassungen und Aktualisierungen als auch für Überwachung und Pflege des Datenmodells verantwortlich. In der Regel verfügt er über eine leitende Position im taktischen Management, die gute zwischenmenschliche und kommunikative Fähigkeiten erfordert. Es ist seine Aufgabe, ein Team zu leiten und für dieses Verantwortung zu übernehmen.

132

55 Zusammenarbeit mit dem BIM-Manager und verschiedenen Fachingenieuren 55 Überwachung der Umsetzung von BIM-Ausführungsplänen 55 Erstellung von Zeitplänen und Überwachung von deren Umsetzung 55 Verwaltung und Überwachung der zu koordinierenden Modelle, auch der Modelle anderer Disziplinen 55 Koordination und Anleitung der BIM-Modellierer 55 Überblick über den Prozess im digitalen Modell und auf der Baustelle

BIM-Manager Der BIM-Manager ist dafür verantwortlich, den Prozess entsprechend den Abstimmungen in EIR, BEP und MIDP durchzuführen. Er wirkt bei allen Fragen bezüglich Prozessführung, Management und Modellverwaltung aktiv mit und besitzt ein detailliertes technisches Verständnis über die eingesetzten Technologien. BIM-Manager arbeiten eng mit anderen leitenden Mitgliedern des Projektteams zusammen und sollten sehr gute soziale Fähigkeiten im direkten Kontakt mit Kunden, Partnerfirmen, Unternehmern sowie Handwerkern zeigen. Im Zusammenhang mit dem eigenen Team wird von BIM-Managern erwartet, dass sie gute Kommunikatoren sind und über ausgeprägte strategische Führungsqualitäten verfügen.

SOZIOLOGIE

Datenverarbeitung

operativ

Inhalt

Koordination

Datenkontrolle

BIM-Handbücher

Training

taktisch

Implementierung

Standards

Prozesskontrolle

Prozessführung

Verantwortung

strategisch

Neue Aufgabenbereiche und Rollen in BIM-Prozessen

Modellierung

55 Leitung des Projekts in Zusammenarbeit mit dem Auftraggeber und den BIM-Koordinatoren der verschiedenen Fachingenieure 55 Überwachung der Anforderungen des Auftraggebers und der Entwicklung von BIM-Ausführungsplänen 55 Überwachung des Gesamtprozesses in Bezug auf Zeit, Kosten und Personaleinsatz 55 Anleitung der Arbeit der BIM-Koordinatoren und Vertretung des Teams nach außen

BIM-Manager BIM-Koordinator BIM-Modellierer



133

FEHLERKULTUR In traditionellen Planungsprozessen ist es leider relativ einfach, auftretende Planungsprobleme durch ungenaue Eingaben zu kaschieren oder sie gar zu verstecken – in der Hoffnung, dass diese erst entdeckt werden, wenn nicht mehr genau nachzuvollziehen ist, wer den Fehler begangen hat. Die Arbeit an einem zentralen Modell macht das »Schummeln« oder Verstecken von Informationen so gut wie unmöglich. Dabei kommt dem von allen Parteien geteilten, bearbeiteten und durchgängig einsehbaren Datenmodell eine besondere Rolle zu. Durch die Pflicht aller Projektpartner, an dem aktiven Modell teilzuhaben, entsteht eine Kultur der »vielen Augen«. Fehler werden oftmals direkt nach der Eingabe von einem anderen Teammitglied gesehen und können meist in wenigen Schritten korrigiert werden. Des Weiteren können große strukturelle Änderungen an Bauteilen nicht ohne die grundsätzliche Zustimmung des »Objekteigentümers« durchgeführt werden. 2 Der so entstehende Ablauf von Eingabe, direkter Prüfung und zeitnaher Bestätigung bedarf zwar deutlich mehr aktiver Abstimmung zwischen den Bearbeitern und Beteiligten, ist dafür aber mit wesentlich weniger Angst im Umgang verbunden, da der mögliche Schaden klein bleibt und kaum Auswirkung auf das Gesamtresultat hat. Ein weiterer Vorteil dieser Methodik ist es, dass sichtbare und offen kommunizierte Fehler als Lehrmoment für andere Teammitglieder und als Erfahrung für das Gesamtteam dienen können. Wenn man diese Fehlerkultur als Mehrwert versteht und eine solche Haltung aktiv vertritt, fällt es deutlich leichter, andere Teammitglieder für den BIM-Prozess zu gewinnen.

BIM-SPRACHE UND -VOKABULAR

2 Marco Hemmerling et al. (2018): Informed Architecture: Computational Strategies in Architectural Design. 3 BIM Dictionary (2020). Abgerufen am 25. Juni 2020 unter: bimdictionary.com/ terms/search, https://www.gsa.gov/real-estate/design-construction/3d4d-building-information-Modelling/BIM guides/ BIM guide-terminology.

134

Der Blick in entsprechende Fachbücher, Magazine und Zeitschriften demonstriert deutlich, dass die Entwicklung von BIM mit einem neuen Wortschatz  3 einhergeht. Basierend auf regionalen und kulturellen Unterschieden hat die langsame und weltweit zunächst nur punktuelle Einführung während der letzten 20 Jahre zu unzähligen Begriffsvariationen und sogar völlig neuen Wortschöpfungen geführt. In unserer globalisierten Arbeitswelt bedeutet dies auch, dass die Fachsprache nicht nur angloamerikanisch gefärbt, sondern in vielen Bereichen, wie zum Beispiel Software, Tutorials, Normen und Standards, Teamkommunikation nur auf Englisch präsent ist. Als Beispiele sind hier die in vorliegender Publikation besprochenen Begriffe Level of Development (LOD), Industry Foundation Classes (IFC), Common Data Environment (CDE) oder Frontloading zu nennen. Die BIM-Begriffssammlung wächst beständig. Bei dem Versuch, ein allgemeingültiges Lexikon zu erstellen, wird offensichtlich, dass viele der Begriffe zudem nicht eindeutig definiert sind. Selbst die Bedeutung der Abkürzung BIM ist nicht explizit abgegrenzt: Meist wird für BIM der Ausdruck Building Information Modelling verwendet, es existiert aber auch die Definition des Building Information Management.

SOZIOLOGIE

Das Glossar im Anhang dieses Buches soll als Hilfestellung dienen und eine Orientierung geben, ohne dem Anspruch auf Vollständigkeit gerecht werden zu können – auch die BIM-Sprache ist dynamisch.



135

MIRCO BECKER LEIBNIZ UNIVERISITÄT HANNOVER Herrenhäuser Str. 8 30419 Hannover www.dma.uni-hannover.de

136

Mirco Becker ist Professor für Digitale Methoden in der Architektur (dMA) am Institut für Gestaltung und Darstellung der Leibniz Universität Hannover. dMA beschäftigt sich in Lehre und Forschung mit numerischen und algorithmischen Verfahren, die die Architektur in Entwurf, Planung, Bau und Betrieb bestimmen. Dabei ordnen sich die unterschiedlichen Angebote und Projekte in drei Kategorien: 1. die digitale Transformation, wie sie die architektonische Praxis aktuell durchläuft, 2. die Autonomie des architektonischen Entwurfs im Kontext von algorithmischen Gestaltungsverfahren sowie 3. die Automatisierung des Bauens durch Roboter und reversible Materialsysteme. Als wesentlicher Bestandteil der digitalen Transformation liegt der Schwerpunkt der Lehre auf dem Themenbereich des Building Information Modellings. Ziel ist es, das vernetzte Arbeiten an datenreichen Modellen zu vermitteln. Der Fragestellung der Autonomie des architektonischen Entwurfs wird besonders im Projektstudium nachgegangen und beschäftigt sich im Kern mit der Verschiebung des Gestaltungsprozesses von einer direkten gestalterischen Einflussnahme hin zu einer Gestaltung von Prozessen. Für die Automatisierung des Bauens werden in der Forschung grundlegend neuartige robotische Verfahren gesucht, die Lösungen jenseits gängiger Bauprodukte liefern und so zu Formen des reversiblen Bauens führen können.

Mirco Becker von der Leibniz Universität Hannover im Interview Wann sind Sie erstmals auf den Begriff BIM gestoßen?

BIM begegnete mir das erste Mal, als ich in London bei KPF, einem großen nordamerikanischen Architekturbüro, arbeitete. Damals verwendete das New Yorker Office klassischerweise Autodesk und das Büro in London nutzte MicroStation von Bentley. 2006 wurde schließlich beschlossen, unter der Überschrift »Revit« global eine einheitliche Software für sämtliche KPF-Standorte einzuführen. Ganz konkret wurde das Thema BIM, als wir 2010 am International Airport in Abu Dhabi arbeiteten und der Bauherr ein BIM-Modell von unserem Designteam forderte. Diese Begebenheiten waren meine ersten beiden großen Berührungspunkte mit BIM. Haben Sie sich auch schon vor KPF mit den neuen digitalen Methoden auseinandergesetzt?



Im Grunde wurde ich gewissermaßen »durch Zufall« schon während meiner Studienzeit in Kassel, Ende der 1990er Jahre, an die digitale Architektur herangeführt. Damals durchlief eine interessante Schar von Gastprofessoren unsere Architekturfakultät, darunter zum Beispiel Mark Burry und Bernhard Franken. Ohne es zu merken, waren wir – die Studierenden – auf diese Weise ganz dicht an dem Thema der Digitalisierung. 2001 ging ich nach London und vertiefte mein Studium in dem Design Research Lab an der AA und anschließend arbeitete ich zwei Jahre lang bei Foster & Partners in der Specialist Modelling Group. Ich denke, dass ich dort – in der Praxis und durch Personen wie Hugh Whitehead, die sozusagen die erste Generation des digitalen Bauens bilden – das Handwerk erst richtig lernte. Wie gelangten Sie von der Praxis in die Lehre? Was bedeutete dieser Schritt für Sie?

Ich erhielt bereits direkt nach meiner Graduierung die Möglichkeit, gemeinsam mit einem erfahrenen AA-Tutor für zwei Jahre an der AA Diploma School zu unterrichten. BIM spielte zu diesem Zeitpunkt noch gar keine Rolle; wir bildeten eine Art »Hardcore«-Designstudio, in dem ich für den digitalen Teil der Lehre verantwortlich war. Von 2006 bis 2008 hatte ich dann eine Gastprofessur in Kassel, aber auch hier lag der Fokus verstärkt auf dem digitalen Entwerfen. Erst als ich 2016 in Hannover den gesamten Lehrstuhl für digitale Methoden übernahm, spielte auch BIM eine zunehmend zentrale Rolle.

LEHRE & FORSCHUNG



Inwieweit setzen Sie die integrale Gebäudeplanung in Ihrem Lehrstuhl ein?



Grundsätzlich verfolge ich die Philosophie, ein möglichst breites Spektrum der digitalen Methoden abzubilden. Mit meinem Team von wissenschaftlichen Mitarbeitenden und Tutoren habe ich die Möglichkeit, viele verschiedene Bereiche zu thematisieren: von Virtual und Augmented Reality bis hin zu parametrischem Design, Robotic und BIM. Letzteres wird vor allem im Masterstudiengang

137

gezielt eingesetzt. Wir konzentrieren uns hierbei hauptsächlich auf den BIM-Prozess, das heißt, der Fokus liegt auf dem kollaborativen Arbeiten aus der Perspektive des Architekten. Die Bachelor-Studierenden werden gleich während des ersten Semesters in Revit unterrichtet, jedoch spielt BIM in diesem Fall nur eine untergeordnete Rolle, da wir die Studierenden vorrangig dazu anregen möchten, von Anfang an in Modellen zu denken und zu arbeiten. Haben Sie sich zu Beginn Ihrer Professur einen speziellen Lehrplan oder eine spezielle Strategie erarbeitet?

Ich habe in Zusammenarbeit mit den wissenschaftlichen Mitarbeitenden, die ich von meinem Vorgänger übernahm, einen sehr grob gerasterten Plan entwickelt, der vor allem die BIM- und die Grundlagenlehre betraf. Unser Ziel war es, den Wandel so schnell wie möglich zu gestalten und anschließend in den folgenden zwei, drei Semestern weiter anzupassen und zu verfeinern. Gab es Hürden als Sie an die Hochschule kamen und Ihre neuen Methoden einführten?



Die größte Unbekannte für mich war die Übernahme der Mitarbeitenden. Ich hatte eine grobe Vorstellung von dem, was diese bis dahin inhaltlich gemacht hatten, wusste allerdings nichts über die bisherige Art der Führung und der Teamarbeit. Bei all den Veränderungen, die ich für den Lehrstuhl plante, war es mir wichtig, den Mitarbeitenden das Gefühl zu geben, dass sie in diesen Wandel mitgenommen werden und dass während dieses Übergangsprozesses auch Experimentierfreudigkeit und Fehler erlaubt sind; dass nicht nur Geschwindigkeit gefordert ist, sondern auch Vertrauen geschenkt wird und Fehltritte passieren dürfen. Diese Herangehensweise hat sich gut bewährt. Wie bilden Sie sich und Ihre Mitarbeitenden fort?



Zu dem Thema BIM sind meine Mitarbeitenden in den letzten Jahren immer an der Autodesk University in Darmstadt gewesen. Außerdem versuchen wir, Konferenzen als Anlass zu nehmen, um mit einer kleinen Gruppe von Mitarbeitenden einige Tage früher in die jeweilige Stadt zu fahren und diese Zeit für Workshops zu nutzen. Bei den vielen neuen Entwicklungen und Technologien haben Sie sicherlich nicht die Zeit, sich persönlich mit all den Themen auseinanderzusetzen, die Sie interessieren. Wem übergeben Sie in einem solchen Fall die Aufgabe, sich an Ihrer Stelle in das jeweilige Thema einzuarbeiten?



Das hängt von vielen Faktoren ab. Ein schönes Beispiel ist das Thema Blockchain: Über die Internationale Bauausstellung in Heidelberg kam diese Thematik in meinem Lehrstuhl auf, aber da ich intern weder über die erforderlichen Ressourcen noch über die notwendige Expertise verfügte, schlossen wir uns mit einem großen internationalen Ingenieurbüro zusammen, um in Kooperation zu arbeiten und gemeinsam einen Forschungsantrag zu schreiben. In anderen Fällen versuche ich, unter meinen Mitarbeitenden eine Person zu finden, deren Fachkenntnisse der

138

jeweiligen Themenstellung möglichst nahe sind und die auch über die nötigen Kapazitäten verfügt, um sich mit einer neuen Thematik auseinanderzusetzen. Können Ihre Mitarbeitenden programmieren?

Grundsätzlich haben alle Mitarbeitenden ein programmatisches Verständnis, jedoch in unterschiedlicher Tiefe. Angefangen von einfachem Skripten reichen die Kenntnisse bis hin zum Entwickeln einer eigenen VR-App, wie es derzeit einer meiner Promovierenden für seine Doktorarbeit macht. Welche Erwartungen stellen Sie an zukünftige Mitarbeitende?



Wie gesagt, wir versuchen eine möglichst große und vielfältige Bandbreite an Themen abzudecken, daher variieren die Erwartungen je nach den derzeitigen personellen Leerständen. In der Vergangenheit stand ich oft vor dem Problem, eine Stelle schnell besetzen zu müssen, aber ich war aufgrund des Zeitdrucks nicht in der Lage, jemanden zu finden, der zu dem Wunschprofil passte. Mittlerweile haben wir daher eine Reihe an »gepaarten« Themen, sodass wir in gewisser Weise zwischen unseren Themen und den Profilen, die neu zu unserem Lehrstuhl stoßen, vermitteln können. Eine Methode, die sich beim Recruiting neuer Mitarbeitender bewährt hat, ist es, zusätzlich zum Bewerbungsschreiben und dem Portfolio auch die Bearbeitung einer kleinen, von uns gestellten Aufgabe zu fordern, welche anschließend im Interview besprochen wird. Wie wichtig sind Ihnen Praxiskenntnisse – sowohl für Sie persönlich als auch für Ihre Mitarbeitenden?



Ich habe hier alles: von einem Mitarbeitenden, den ich direkt nach seinem Master als wissenschaftlichen Mitarbeitenden übernommen habe und der somit keinerlei Praxiserfahrung besaß, bis hin zu Mitarbeitenden, die über mindestens sechs bis acht Jahre Erfahrung in hoch angesehenen Architekturbüros verfügen. Mir ­ ist vor allem wichtig, dass sich meine Mitarbeitenden neben dem ­digitalen Arbeiten auch in irgendeiner Weise durch eine Handfertigkeit auszeichnen; ob durch Holzbearbeitung, Löten oder sonst eine ­Geschicklichkeit. Das kann enorm helfen.





LEHRE & FORSCHUNG

Was sehen Sie als das Wichtigste, das Sie einem Absolventen für das zukünftige (Berufs-)Leben mitgeben möchten?

Mein Ziel ist es, dass die Absolventen mittels der digitalen Methoden allumfassend arbeiten und sich Anknüpfungspunkte schaffen, um auf diese Weise gute Architekten zu werden. Das heißt aber nicht, dass sie später unbedingt dem klassischen Berufsbild des Architekten entsprechen müssen. Zum Beispiel ist ein ehemaliger Studierender heute Partner eines Start-up-Unternehmens für Maßschuhe. Das Unternehmen hat den wohl aufwendigsten Teil der Maßanfertigung, die Erstellung der Schuhleisten, automatisiert: Mithilfe einer App werden die Füße gescannt, daraufhin können maßgetreue Leisten 3D gedruckt werden und die anschließende Herstellung der Schuhe erfolgt dann in großen Manufakturen.

139

Das Stichwort 3D-Druck führt uns zu dem nächsten Thema, mit dem wir uns beschäftigen möchten. Welche digitalen Werkzeuge und Methoden setzen Sie in der Lehre ein? Wie sind Sie hard- und softwaretechnisch ausgestattet?

Den Studierenden stehen rund um die Uhr drei PC-Pools mit rund 50  Arbeitsplätzen zur Verfügung. Zudem haben wir ein VR-Labor, das mit sechs weiteren, sehr aufwendigen Grafikrechnern ausgestattet ist. Die Mitarbeitenden arbeiten mit marktüblichen Laptops und wenn der Bedarf besteht, werden zusätzlich externe Grafikkarten angeschlossen. An der Fakultät haben wir außerdem einige Fräsen, zwei große Lasercutter und mehrere 3D-Drucker erster Generation. Für Modelle, Prototypen und mechanische Anbauteile nutzen wir am Lehrstuhl täglich eine ganze Reihe von UltimakerDruckern. Darüber hinaus arbeiten wir mit einigen Universal Robots. Von der Hardware zur Software: Sie haben bereits erwähnt, dass Sie Revit bei sich in der Lehre einsetzen. Welche weiteren Softwareprodukte finden bei Ihnen Verwendung?



Wie gesagt, hier an meinem Lehrstuhl greifen wir für das BIM-Offering zu Revit. Überdies sind alle wissenschaftlichen Mitarbeitenden sowie die Studierenden des Masters dazu angehalten, Rhino als »General Purpose«-Tool zu nutzen. Grasshopper wird besonders in den Entwurfsstudios und -seminaren sehr intensiv eingesetzt. An den anderen Instituten verwenden viele der Studierenden ansonsten noch ArchiCAD, aber diese Software wird von uns nicht gezielt in der Lehre eingesetzt. Beschäftigen Sie sich in den Kursen auch mit Programmierung?



Wir haben zu diesem Thema viel experimentiert, sind aber noch zu keiner einhelligen Meinung bezüglich der Art und des Umfangs in der Lehre gelangt. Teilweise nutzen wir Phyton für Programmierungen mit Grasshopper-Komponenten, teilweise beschäftigen wir uns mit Processing, Arduino-Programmierung und Physical Computing. Ich selbst bin eher Phyton-affin und sehe es auch didaktisch als ein gutes Werkzeug. Dieses Semester haben sogar einige meiner Mitarbeitenden eine Gruppe von Studierenden in der Programmiersprache C# unterrichtet, um anschließend gemeinsam Plug-ins für Rhino zu entwickeln. Das hat sehr gut funktioniert. Durch all diese neuen Techniken wird die Frage aufgeworfen, welchen Stellenwert das Analoge heutzutage noch einnimmt beziehungsweise einnehmen sollte. Wie wichtig ist Ihnen die Kopplung zwischen analog und digital?



140

Auch wenn ich es nicht explizit fordere, versuche ich es dennoch, immer wieder zu forcieren, dass die Studierenden ihre Ideen skizzieren, beispielsweise um einen programmatischen oder konstruktiven Aufbau zu verdeutlichen. Als genauso wichtig sehe ich den funktionellen Modellbau, bei dem der Fokus weniger auf dem Repräsentativen und der Form selbst als mehr auf dem Formbau und dem Prozess liegt. Ob man das Wissen, das während dieses Prozesses angeeignet wird, anschließend digital oder analog weiterverwendet, ist als Lernerfolg fast gleichwertig.

Welchen Einfluss nehmen diese neuen Methoden – beziehungsweise nimmt BIM auf die Architektur und die architektonische Qualität?

Zu Beginn der digitalen Transformation ließ sich oftmals sehr leicht erkennen, welcher Entwurf mit welcher Methode erarbeitet wurde. Heutzutage ist es nicht mehr so eindeutig und ich denke, das ist auch ganz gut. Ich hoffe, dass wir Architekten durch all die neuen Entwicklungen letztendlich einen großen Teil unserer einstigen Autorenschaft zurückgewinnen und die neuen Methoden als Anknüpfungspunkte nutzen. Trotz allem Optimismus mache ich mir aber auch keine Illusionen: Auf allen Ebenen wird Druck gemacht, keiner kann sich dem entziehen und dies wird unweigerlich zu Veränderungen in der Praxis und einer größeren Marktbereinigung führen. Inwiefern reagieren die klassisch traditionellen Lehrstühle an Ihrer Universität auf diese Entwicklungen?

Ein Großteil der anderen Lehrstühle befindet sich derzeit in einer abwartenden Haltung und konzentriert sich eher auf die eigenen Kernkompetenzen, über die sie verfügen und von welchen sie der Meinung sind, dass sie auch an die junge Generation weitergegeben werden sollten. Oftmals herrscht dabei die Tendenz, zum Altbewährten zu greifen. Aus diesem Grund nimmt der Wandel, der derzeit in der Praxis stattfindet, nicht unbedingt Einfluss auf die heutige Lehre. Sehen Sie bezüglich der Offenheit gegenüber den neuen M ­ ethoden eine Trennung zwischen Jung und Alt?



LEHRE & FORSCHUNG

Meiner Meinung nach ist die Offenheit nicht vom Alter abhängig, sondern wird vielmehr von dem eigenen Selbstverständnis beeinflusst, das man sich als Architekt aufgebaut hat. Die Studierenden sind dahingehend insbesondere zu Beginn ihres Studiums sehr ­beeinflussbar. In dieser kurzen Phase hat man die Chance, auf ihre Sichtweise Einfluss zu nehmen und ihnen ein Vorbild zu sein. Auch unter den Kollegen und Mitarbeitenden der anderen Lehrstühle hat jeder ein persönliches Verständnis davon, wie die Rolle des Architekten konkret aussehen sollte. Unabhängig vom ­Alter gibt es einige, die sehr flexibel und agil sind und sich auf Neues einlassen, und andere, die stattdessen an ihren gewohnten Prinzipien und Werten festhalten. Welche Rolle sehen Sie für die Architekten der Zukunft? Was wünschen Sie sich für die kommenden Architektengenerationen?



Ich wünsche mir, dass zumindest ein gewisser Anteil der Absolventen die Gelegenheit nutzt, unternehmerisch neu zu denken. Die ­Digitalisierung schafft vielzählige Möglichkeiten, um sich neben dem klassischen Architektendasein auch neue Geschäftsmodelle in der Bau- und Gestaltungsindustrie zu erschließen. Und selbst wenn sie klassische Architekten werden sollten, hoffe ich, dass sie die Digitalisierung als eine Chance sehen, um ihre Klientel auf eine neuartige Weise anzusprechen.

141

Wünschen Sie sich in dieser Hinsicht irgendeine Form von Hilfestellung oder Eingreifen seitens der Politik und der Institutionen?

Anstatt die Digitalisierung als Anlass und Entschuldigung zu nehmen, dass die Prozesse noch sperriger werden, sollte sie in den Genehmigungsverfahren deutlich zügiger mit ihren Vorteilen zum Nutzen kommen. Stichwort DIN-Normen!



Unter anderem, genau. Bezogen auf die Lehre wünsche ich mir vor allem eine bessere Ausstattung, obwohl es stimmt, dass wir im Moment recht gut ausstaffiert sind. Dennoch: Der Platz im nationalen und internationalen Wettbewerb beläuft sich leider allzu häufig auf eine Frage der Budgetierung. Wo wird die BIM-Reise Ihrer Meinung nach hingehen?



MSc. Seminar: BIM-Prozess Gebäude: Upper Nord Tower, Düsseldorf Architekten: Sauerbruch Hutton Studierende: Neuenfeld, Feitag, Kirchner, Schmidt Wintersemester 2018/19

142

Neuerdings hege ich große Hoffnungen für die offenen BIM-Formate. Das Arbeiten mit offenen Standards hat im BIM-Bereich mittlerweile genug Fahrt und Volumen aufgenommen, um tatsächlich einen Unterschied zu machen.

LEHRE & FORSCHUNG

MSc. Seminar: BIM-Prozess Gebäude: SOHO Beijing Residence, Beijing Architekten: gmp Studierende: Bai, Du, Zhang, Zhang Wintersemester 2018/19

MSc. Seminar: BIM-Prozess Gebäude: Silverline Tower, Almere Architekten: Claus en Kaan, Studierende: Alatassi, Cho, Esmer, Reischmann Wintersemester 2018/19



143

Meso Robotic Construction Platform merocop v2, Prototyp eines achtbeinigen Roboters zum reversiblen 3D-Druck Konstruktion: dMA, 2019

merocop auf der Mauerkrone des Demonstrators »Hiroshis Pavilion« Entwurf und Umsetzung: Anneke Burand, Tomke Strömer, 2019

Demonstrator »Hiroshis Pavilion« Entwurf und Umsetzung: Anneke Burand, Tomke Strömer, 2019

144

Schmetterlingshaus für den Berggarten BSc.-Thesis von Nils Opgenorth, Schnitt, 2019

Visualisierung, 2019

LEHRE & FORSCHUNG

Demonstrator im Sprengel Museum Hannover, 2019



145

JAKOB BEETZ RWTH AACHEN Schinkelstraße 1 Reiff-Museum 52062 Aachen www.dc.rwth-aachen.de

146

Jakob Beetz leitet als Professor seit 2017 das Lehr- und Forschungsgebiet Design Computation an der Fakultät Architektur der RWTH Aachen. Die Forschungsschwerpunkte liegen auf den Gebieten der methodischen und technischen Grundlage des Building Information Modelling zur Unterstützung integrierten Planens und ressourceneffizienten Bauens. Insbesondere die Planung im Bestand, die computergestützte Zusammenarbeit und der Austausch wissensbasierter, nachhaltiger und herstellerunabhängiger Information stehen dabei im Fokus. In der Lehre werden durch Design Computation in den Studiengängen Architektur und Stadtplanung sowie in den englischsprachigen Masterstudiengängen Construction and Robotics und Transforming City Regions Grundlagen und praktische Anwendungen computergestützter Methoden vermittelt. In der Masterphase liegt der Schwerpunkt auf forschungsorientierter Lehre mit eigenständigen wissenschaftlichen Arbeiten, die  – soweit möglich  – mit laufenden Forschungsprojekten verbunden sind und aktuelle Fragestellungen aus Wissenschaft und Praxis aufgreifen.

Jakob Beetz von der RWTH Aachen im Interview Wie definieren Sie BIM aus akademischer Sicht?



BIM und die integrativen Techniken bieten uns die Möglichkeit, in gemeinsamen Interaktionszyklen nach einer optimalen Lösung für die jeweilige Bauaufgabe zu suchen. Für die Lehre bedeutet dies, über die eigene Fakultät hinaus mit anderen Disziplinen in Kontakt zu treten und Austausch zu pflegen. Dieser Austausch kann deutlich besser funktionieren, wenn wir uns in gemeinsamen Informationsräumen bewegen und nicht nur über Zeichnungen, Screenshots und Simulationsergebnisse miteinander kommunizieren. Genau an dieser Stelle gewinnt das integrierte Arbeiten im Sinne von BIM an zentraler Bedeutung.



Die Umsetzung befindet sich momentan noch im Aufbau. Wir versuchen, den Studierenden anstelle des »disziplinären Denkens« das »integrierte Denken« beizubringen. Die tatsächliche Integration kann selbst an einer Hochschule nur dann funktionieren, wenn auch die anderen Fachdomänen hinzukommen. Mein Wunsch ist es, dort anzugelangen. An der Technischen Universität in Eindhoven haben wir bereits mit den Studierenden verschiedener Fakultäten in mehrfachen Designzyklen und Interaktionen an gemeinsamen Datenumgebungen und Modellen gearbeitet. Das Kollektive spielte dort eine essenzielle Rolle.

Wie setzen Sie dies konkret in Ihrem Alltag um?

Welche weiteren Erfahrungen haben Sie in den Niederlanden gesammelt?



Vor zehn Jahren habe ich zum Beispiel gemeinsam mit einigen Kollegen vom TNO (der niederländischen Organisation für angewandte naturwissenschaftliche Forschung) aus den digitalen Abfällen meiner Promotion einen BIM-Server geschrieben. Damals war ­Autodesk BIM 360 noch gar nicht geboren, im Gegenteil: Autodesk, ArchiCAD ... all die Softwarehersteller kamen zu uns, um zu fragen, ob sie nicht unseren BIM-Server haben könnten.



Er läuft mittlerweile schon seit acht oder neun Jahren und wird auch noch immer weiterentwickelt. Jahrelang habe ich ihn für die Speicherung meiner Daten verwendet. Derzeit habe ich jedoch nicht die technische und zeitliche Kapazität, um an ihm weiterzuarbeiten. Es ist jedoch eine Open-Source-Community entstanden, die das Framework unter der technischen Leitung von Ruben de Laat und anderen weiterentwickelt. Der Code ist Bestandteil vieler Softwareprodukte und Servicelösungen von deutschen und internationalen Unternehmen.

LEHRE & FORSCHUNG

Läuft dieser Server noch?

Ende 2017 traten Sie Ihre Professur an der RWTH Aachen an. Haben Sie eine Strategie oder ein langfristiges Ziel für die Entwicklung Ihres Lehrstuhls?



147



Wir haben erst vor Kurzem eine neue Studienordnung entwickelt, sodass sich nun vieles im Umbau befindet. Ich möchte vor allem die sogenannte Data Literacy massiv erhöhen, denn meiner Meinung nach ist dieser Aspekt unabdingbar für die Arbeit eines Ingenieurs des 21. Jahrhunderts. Ich habe verschiedene Formate ausprobiert und selbstverständlich bin ich auch in einigen Dingen gescheitert. Nicht alles lässt sich auf eine Größe skalieren, die 250 Bachelorstudierende umfasst, aber inzwischen gibt es gute, elektronisch unter­ stützte Formate, in denen Programmierübungen auch in einem solchen Umfang möglich sind.



Ich denke dabei beispielsweise an IfcOpenShell, einen IFC-Viewer, in dem direkt mit dem IFC-Modell interagiert werden kann. Jupyter-Notebooks, wie wir sie während meiner Zeit in Eindhoven nutzten, bieten eine weitere Möglichkeit für programmunabhängiges Arbeiten. Diese Notebooks laufen rein browserbasiert, das heißt, um zu programmieren, wird keine Software i­nstalliert, sondern lediglich eine Webseite angesteuert. An dieser Kombination  – Jupyter-Notebooks mit einer interaktiven IfcOpenShell-Umgebung  – arbeiten wir und wollen sie ab Sommer 2020 einsetzen. Mit zehn bis fünfzehn Studierenden des Masters kann ich dies bereits in einem kleinen Rahmen betreiben.

An welche Tools denken Sie da?

Gibt es noch weitere Strategien, die Sie verfolgen?



Bislang beschäftige ich mich nur im Master mit der UML-Datenmodellierung und den gängigen Fachmodellen, allerdings möchte ich dies bald in den Bachelor vorziehen. Nicht weil es wichtig ist, zu wissen, wie IFC aussieht, sondern um zu verstehen, wie es strukturiert ist, und um somit letztendlich Herr der eigenen Information zu sein und Kontrolle über die gebauten Modelle zu haben. In diesem Zusammenhang gewinnt auch das Thema der Progress-Programming-Parametrik wieder verstärkt an Bedeutung, insbesondere wenn wir uns der Problematik stellen, wie wir die parametrischen Komponenten benutzen können, ohne an sie gefesselt zu werden. Das Verständnis der Strukturen ist nicht nur auf der technisch-digitalen Ebene von Belang. So beschäftigen wir uns im Bachelor beispielsweise mit der Prozessmodellierung. Die Studierenden werden dort angeregt, über die Abläufe und Zusammenhänge eines Bauprojekts nachzudenken: Wie sieht ein Prozess in der Praxis aus? Wie erfolgt die Zusammenarbeit? Für wen müssen wann welche Informationen wie aufbereitet sein und warum? Wie werden die digitalen und integralen Techniken von den anderen Fachbereichen der Fakultät angenommen?



148

Grundsätzlich werden die neuen Methoden von den anderen Lehrstühlen begrüßt. Schwieriger wird es, wenn es darum geht, die nötigen Ressourcen zur Verfügung gestellt zu bekommen, um diese Methoden wirklich umsetzen zu können. Natürlich wird der Digitalisierung oft auch eine gehörige Portion Skepsis entgegengebracht, aber ich denke, es ist manchmal gar nicht so falsch, gewisse Dinge und Entwicklungen zu hinterfragen. Trotz manch unterschiedlicher

Ansicht suchen wir mit den bestehenden Lehreinheiten nach gemeinsamen Schnittstellen. Wir führen zum Beispiel schon bald den neuen Studiengang Construction and Robotics ein, in dem Studierende des Bauingenieurwesens, der Architektur, des Maschinenbaus und der Informatik nach ihrem Bachelor ein gemeinsames Studium absolvieren können. Ich werde dort Bau- und Architektur­ informatik lehren. Transforming City Regions ist ein ähnlich viel­ fältiger Studien­gang, zu dem ich den Teil der Geoinformationssysteme beitrage. Bilden Sie hochschulintern Mitarbeitende des Fachbereichs oder der Fakultät in diesen Themen fort?



Es kommt immer mal wieder vor und diese Frage besteht, doch ich forciere es nicht zusätzlich. Wie gehen Sie mit dem Thema der Fortbildung Ihrer eigenen Mitarbeitenden um?



Im Moment arbeiten hier vier intern und vier extern finanzierte Doktoranden, die ich alle selbst fortbilde. Leider kann ich aufgrund meiner zeitlichen Kapazitäten nur eine gewisse Anzahl an Doktoranden betreuen, daher setze ich mich für die Einführung einer weiteren Ebene ein, welche die operative Betreuung von Doktoranden übernimmt, eigene Forschungsperspektiven entwickelt und für die Finanzierung des Ganzen Sorge tragen könnte. Auf diese Weise bestände die Möglichkeit, dass Forschungsthemen der Doktoranden zu Projektthemen der Studierenden würden und Forschung und Lehre Hand in Hand gingen. Was ist Ihr Anforderungsprofil für jemanden, der bei Ihnen als Promovierender beginnen möchte?



In einem finanzierten Forschungsprojekt ist es zeitlich nicht möglich, erst noch bestimmte Informatikgrundlagen zu legen. Wir müssen in der Lage sein, die Ideen und Visionen der Doktoranden selbst überprüfen und umsetzen zu können. Aus diesem Grund ist mir mit reinen Anwendern auf State-of-the-Art-Niveau leider nicht geholfen. Ich finde es immer toll, wenn ehemalige Studierende während ihrer Promotion eigene Beiträge in der Lehre und Forschung weiter umsetzen.





LEHRE & FORSCHUNG

Wie schaffen Sie es, zwischen Lehre und Forschung den aktuellen praktischen Bezug nicht zu verlieren?

Hier kommt wieder die wechselseitige Beziehung zwischen dem Bereich der Forschung und der Lehre zu tragen. Rund 90  Prozent der Masterarbeiten, die ich bisher betreut habe, beschäftigten sich mit Problemen, mit denen sich die Studierenden in ihren Nebenjobs konfrontiert sahen. An den Hochschulen haben wir die akademische Freiheit, uns mit solcherlei Dingen auseinanderzusetzen und langfristig vielleicht sogar dazu beizutragen, dass die Lücke kleiner wird zwischen dem, was ist, und dem, was werden soll.

149

Ich würde gerne auf den Punkt der Technik zurückkehren: Welche technischen Werkzeuge setzen Sie im Lehrstuhl ein?



Am liebsten würde ich jedem plattformunabhängig freistellen, mit welchem Werkzeug er oder sie sich dem gemeinsamen Ziel nähern möchte. Derzeit müssen wir uns leider noch auf ein Werkzeug festlegen, wenn wir anschauliche Beispiele erläutern oder Übungen aufgeben. Dies ist jedoch nicht in Stein gemeißelt; ich bin offen für Anregungen und mit allen im Gespräch. Sie erwähnten nun schon mehrfach den IFC-Standard. Sehen Sie das IFC-Datenmodell als Modell der Zukunft?



Ich bin der Ansicht, dass vor allem die Weiterentwicklung wichtig ist, denn das IFC-Format ist schließlich nichts Gottgegebenes. Seit einigen Wochen zähle ich zum Technical Board von building­SMART International und arbeite auf mehreren Ebenen, um verschiedene Unzulänglichkeiten zu reduzieren. Unser Auftrag ist es, mitzubestimmen und mitzuentwickeln. Ich weiß, dass nicht all unsere ­Lösungen auch die glücklichsten sind, und ich weiß, dass es noch viel zu tun gibt. Es ist unsere Pflicht, daran etwas zu ändern. Das heißt, Sie unterstützen das IFC-Format mittelfristig, da bislang keine bessere Alternative vorhanden ist, richtig? Ihre Studierenden geben die Aufgaben folglich auch nicht in einem produktspezifischen Datenformat ab, sondern in IFC?



Am liebsten schon, ja. Viele Probleme, wie zum Beispiel die Visualisierung, sind in diesem Bereich noch nicht gelöst. Das IFC ist in erster Linie ein Format für den Datenaustausch und daher kaum als Modellierwerkzeug geeignet. In meinen Masterkursen lasse ich die Studierenden IFC sogar selbst schreiben, denn nur so lernen sie, diese Art der Dokumentation zu benutzen und zu belegen. Die Welt der integrativen Methoden birgt noch viele weitere Themen und Möglichkeiten: Simulationen, Evaluationen, Optimierungen ... Beschäftigen Sie sich in Ihren Kursen auch mit solchen Aspekten?



Derzeit noch nicht, aber ich setze dort ganz stark auf die Zusammenarbeit mit den Fachkollegen. Als einzelne Lehreinheit kann ich schließlich nicht die »eierlegende Wollmilchsau« sein, die allein alle Sonnenstands- und Energiesimulationen, Lebenszyklusanalysen von Gebäuden und desgleichen durchführt. Im Jahr erzeugen Sie wahrscheinlich riesige Datenmengen – viel mehr als die anderen Lehrstühle. Wie heben Sie Ihre ganzen Daten auf? Wie gewährleisten Sie den Studierenden Datensicherheit?



150

Der Bereich der Speicherung und Sicherung von Daten ist bei uns im Moment noch eine große Baustelle. Die derzeitige Übergangslösung ist das neue Learning Management-Moodle. Dort können die Abgabedaten der Studierenden vorerst gehandhabt werden. Ich selbst bin sehr sensibel für dieses Thema, nicht zuletzt durch das EU-Forschungsprojekt DURAARK, welches sich mit der technischen Koordination und der digitalen Langzeitarchivierung von

Architekturdaten befasste. Im Moment fehlt uns leider schlichtweg die logistische Infrastruktur für eine zufriedenstellende, langfristige Alternative. Wir haben nun schon über viele verschiedene Aspekte ­gesprochen. Richten wir unseren Blick nach vorne: Wie sehen Sie die »Architekten der Zukunft«?



Sowohl die Hochschulen als auch die praktizierenden Architekten beschäftigen sich viel zu sehr mit den frühen Leistungsphasen. Wenn wir jedoch weiterhin als Architekten überleben wollen, dürfen wir uns nicht nur mit dem Anfertigen lustiger Skizzen und dem Malen bunter Häuschen befassen. Wir müssen uns die späteren Leistungsphasen wieder zu eigen machen. Wir müssen uns während des Bauprozesses wieder öffnen, um von den anderen beteiligten Disziplinen zu lernen, und uns in diesem Sinne als Gleiche unter Gleichen sehen. Wir müssen auf den technischen Aspekt des Bauens mehr Rücksicht nehmen, denn wir tragen eine gesamtgesellschaftliche Verantwortung – nicht nur, weil unser Sektor Unsummen von Geld verbaut, sondern weil wir 40 bis 50 Prozent der Erdenergien verbrauchen. Wenn wir das vernachlässigen und nur darauf achten, dass unsere Gebäude schick aussehen und Hochglanzmagazinen würdig sind, dann verliert die Architektur ihre Daseinsberechtigung. In einigen Ländern, die uns in dem Bereich der integralen Techniken vielleicht schon ein Stück voraus sind, gibt es die Tendenzen zurück zum allumfassenden Architekten. Auch in Deutschland lässt sich immer wieder der Ruf vernehmen, dass wir den Baumeister in der Architektur zurück bräuchten. Wie stehen Sie dazu?



Zu Beginn des Semesters zeige ich den Studierenden immer eine Grafik, in der sich der Bauprozess in die einzelnen Disziplinen und Fachdisziplinen splittet. All das ist mittlerweile viel zu komplex, um von nur einem einzelnen Baumeister gehandhabt zu werden. Wir sind nicht die Baumeister der klassischen Antike oder des Mittelalters, das können wir uns nicht mehr leisten. Andererseits ist es ­unbedingt wichtig, einen generalistischen Blick auf den Prozess und das Geschehen zu haben. Wir müssen in der Lage sein, die Sprache der anderen Disziplinen zu sprechen, und ein Grundverständnis für deren Felder und Probleme entwickeln. Und zwar auf einem ­Niveau, auf dem wir ernstgenommen werden können. Zwar lautet der Titel nach Abschluss unseres Studiums Bachelor oder Master, aber im Prinzip sind wir doch ein Ingenieurstudiengang. Wir sind alle ­Diplomingenieure, auch als Architekten.

LEHRE & FORSCHUNG



151

CONTEXT AWARE IMAGE ACQUISITION DESIGN COMPUTATION RWTH AACHEN

152

Die Masterthesis Context Aware Image Acquisition von Oliver Schulz beschäftigt sich mit der fotografischen Bestandsaufnahme und daran angebundenen, teilautomatisierten und lagegenauen Verknüpfungen der Bilder mit den entsprechenden BIM-Modellen. Das Projekt zielt auf eine verbesserte Dokumentation des Gebäudebestands durch die direkte Verknüpfung zwischen dem aufgenommenen Foto und dem digitalen Gebäudedatenmodell im IFC-Format. Im Rahmen der Abschlussarbeit, die in das Forschungsprojekt BIM4REN an der RWTH Aachen eingebunden ist, wurden dazu selbstprogrammierte AR-Software-Bausteine für Mobiltelefon und Desktop prototypisch entwickelt.

Hit Components =

}

{ 0cNd9$6G906ACzh2dBNgTu 0FQL28A_r1lhOxT4d_BEFM 188nErZwD48uddol0PtTy9 1zMXMGg3H1MOhxQ9qjUS4B

: : : :

0 1 2 3

Pixel Matrix =

LEHRE & FORSCHUNG

Binary Files Pictures

Date & Time

Digital Cameras HTTP Request HTTP Request

Location & Rotation

App

Database

Compass

HTTP Request

IFC Viewer

Semantically enriched images Creator Cre Crea tor Text-based files

153

ULRICH BLUM FH MÜNSTER Leonardo-Campus 7 48149 Münster www.fh-muenster.de/fb5

HENRIETTE STROTMANN FH MÜNSTER Corrensstr.25 48149 Münster www.fh-muenster.de/bau

154

Bevor Ulrich Blum 2017 als Professor an die Fachhochschule Münster berufen wurde, arbeitete er für verschiedene internationale Architekturbüros, darunter OMA Asia und Gehry Technologies in Hongkong und Zaha Hadid ­Architects ­ eking, am (ZHA) in London. Bei ZHA arbeitete er am neuen Flughafen in P ­Innovation Tower für die School of Design der Hong Kong Polytechnic University und an Büroprojekten, wie dem Frankfurt Gateway Gardens Tower, und dem Sberbank Technopark-Gebäude in Moskau. An der Münster School of Architecture lehrt Ulrich Blum Digitales Entwerfen und Konstruieren und forscht in den Bereichen Parametrisches Entwerfen, BIM, Digitale Fabrika­ tion und Digitalisierung der Arbeitswelten. Henriette Strotmann wurde 2015 als Professorin für Baubetrieb und Baumanagement an die Fachhochschule Münster berufen. 2019 wurde ihre Professur um das Fach BIM und Digitalisierung erweitert. Seitdem lehrt und forscht sie als Professorin für Baubetrieb und Digitalen Bauwerkszyklus an der Schnittstelle zwischen diesen beiden Themenfeldern. Henriette Strotmann ist ­zudem geschäftsführende Gesellschafterin der IBB West­ falen GmbH ­(Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft), das ein An-Institut der FH ­Münster­ist. Die IBB Westfalen GmbH informiert, begleitet und berät klein- und mittelständische Bauunternehmen, Handwerksbetriebe, Bauherren und Planer.

Ulrich Blum und Henriette Strotmann von der FH Münster im Interview UB HS

Ulrich Blum Henriette Strotmann Wie kamen Sie ursprünglich mit dem Thema BIM in Kontakt?

UB

In meinem Fall war die Affinität zum digitalen Arbeiten in gewisser Weise immer da – und ist es auch heute noch. Schon während meines Studiums arbeitete ich in der Darstellenden Geometrie als wissenschaftliche Hilfskraft. Als ich später Mitarbeiterin des Lehrgebiets Baubetrieb wurde, lag unser BIM-Feld sozusagen brach. Wir schrieben eine Professur für dieses Themengebiet aus, die ich 2019 schließlich selbst antrat. Bereits im Jahr 2014 begannen wir, uns mit der Frage auseinanderzusetzen, was BIM für den Baubetrieb, das Bauingenieurswesen und die Lehre an der Hochschule im Allgemeinen bedeutet. Ich empfand es immer sehr unbefriedigend, dass die neuen integralen Methoden stets als DAS Mittel der Wahl angepriesen wurden, ohne auch das Wie zu erläutern: Wie könnten diese Methoden eingesetzt werden? Erst als ich 2015 die Autodesk University besuchte, verstand ich, was BIM wirklich bedeutet, und dort fasste ich den Entschluss, dass wir dies auch den Studierenden näherbringen müssen. Bald darauf haben wir begonnen, die Methode BIM, das 3D-Modellieren mit Revit und die Ausführungsplanung und Kalkulation modellorientiert mit iTWO in unser Vertiefungsmodul Baubetriebliche EDV einzubinden. Schon während meines Studiums war ich fasziniert von Frank O. Gehry und wollte unbedingt für ihn arbeiten. Nach meinem Studium ergab sich tatsächlich die Möglichkeit, in Asien für Gehry Technology tätig zu sein und mit verschiedenen Architekten in Kooperation zu treten. Insgesamt hatte ich mit etwa sechs großen Projekten zu tun, darunter dem Galaxy Soho von Zaha Hadid in Peking und dem Pacific Place Komplex von Heatherwick Studio in Hongkong. Damals verliefen die traditionelle 2D-Planung und der neuartige BIM-Prozess noch parallel. Das bedeutete zwar eine große Investition für den Bauherren, aber sie zahlte sich aus, da viele Probleme noch während der Planung entdeckt und behoben werden konnten. BIM mit CATIA, einer Software aus der Flugzeugindustrie, war faszinierend, weil es schon vor 15 Jahren funktionierte.

LEHRE & FORSCHUNG

HS

Welchen Stellenwert nimmt BIM in Ihrer Lehre ein? UB



Ich bin als Professor im Department Entwurf tätig, das heißt, neben BIM gibt es noch einige andere Themen. Abgesehen von dem Kurs BIM Interdisziplinär wird meine BIM-Lehre vor allem über ­Bachelorund Masterthesen abgedeckt. Im Entwurf dürfen meine Erstsemesterstudierenden bereits nach zwei, drei Wochen analogen Arbeitens auch Rhino oder Grasshopper benutzen. Natürlich können sie auch weiterhin von Hand zeichnen, aber ich biete ihnen durch entsprechende Einführungskurse zumindest die Möglichkeit, digital und 3D zu arbeiten. Zudem haben wir an der MSA ein digitales Labor aufgebaut, in dem sechs Tutoren und zwei Doktoranden beschäftigt sind. Das Labor und die Inhalte entwickeln wir ständig weiter.

155

Welche Kurse bieten Sie im Sinne der integrativen Techniken an und wie bewerten Sie diese? UB

Die Kurse sind meistens projektbasiert, das heißt, die Technologie wird am Entwurfsprojekt angewandt  – egal, ob an einem Gebäude oder einer anders gearteten Projektform. Dabei ist es sehr hilfreich, wenn das Thema die Studierenden interessiert und inspiriert. Viel zu oft wird BIM an einem banalen Beispielgebäude ohne nennenswerte Architektur eingesetzt. Erst wenn die Aufgabe Entwurf beinhaltet und die Studierenden die Möglichkeit haben, etwas Eigenes entstehen zu lassen, sind sie wirklich engagiert dabei. Wenn ich die Projekte untereinander bewerte, messe ich die Studierenden gewissermaßen an ihren eigenen Ambitionen und daran, wie weit sie mit ihren gegebenen Möglichkeiten gekommen sind. Die Bewertung erfolgt also prozessorientiert. Natürlich soll am Ende auch ein toller Entwurf entstehen, aber ein guter Prozess führt in der Regel auch zu einem guten Ergebnis. Frau Strotmann, wie ist Ihre Lehre diesbezüglich strukturiert? HS

Im Bachelor lernen derzeit nur Studierende der Baubetriebsvertiefung ab dem dritten Semester die Grundlagen der Modellierung mit Revit sowie der modellbasierten Ausschreibung, Vergabe, Abrechnung und Umsetzung des Projekts. Ab dem nächsten Semester wird dies jedoch auf sämtliche Vertiefungsrichtungen ausgeweitet, sodass alle Studierenden zumindest über eine gewisse Grundkenntnis von BIM verfügen und verstehen, wie gemeinschaftliches, modellbasiertes Arbeiten im Prozess funktioniert. Im Master gibt es deutlich mehr Module, die sich mit diesen Themen auseinandersetzen, angefangen bei den theoretischen Aspekten der Digitalisierung bis hin zur praktischen Anwendung verschiedener Softwarewerkzeuge. Im Laufe der Zeit sind aber auch sehr gute Kooperationen mit anderen Fachbereichen entstanden. UB Der Kurs BIM Interdisziplinär für Masterstudierende unserer beiden Fachbereiche und des Fachbereichs Energie-Gebäude-Umwelt ist derzeit wohl die für mich wichtigste fachübergreifende Zusammenarbeit. Ich glaube, nur durch gemeinsame, interdisziplinäre Kollaboration kann man heutzutage wirklich vorankommen. Der BIM-Kurs startet mit einem intensiven zweitägigen BIM-Workshop, bei dem die interdisziplinären Teams gemeinsam entwerfen und dabei ein gegenseitiges Verständnis der unterschiedlichen Rollen entwickeln. HS Aus diesem Grund achten wir darauf, dass jede Gruppe in diesem Modul mit mindestens zwei Studierenden aus jedem der drei Fachbereiche besetzt ist. Die Anwesenheitsphasen dienen den Studierenden  – neben einem Block für die Vermittlung der wesentlichen Kenntnisse  – vorwiegend für ihre Gruppenarbeit, sodass der Input, sprich der klassische Frontalunterricht, deutlich geringer ist als in anderen Modulen. Im Laufe des Semesters müssen die Gruppen drei Zwischenpräsentationen halten und zu Semesterende einen Bericht in digitaler Form einreichen. Die Note setzt sich zu 50 Prozent aus den drei Zwischenpräsentationen und zu 50 Prozent aus dem Endbericht zusammen.

156

UB

Es ist mein Ziel, weitere interdisziplinäre Projekte zu initiieren. Zum Beispiel würde ich gerne mit Maschinenbauern oder Elektrotechnikern zusammenarbeiten und könnte mir auch in diesem Bereich gemeinsame kreative Workshops vorstellen. Wie wird Ihre Arbeit von den anderen Professoren und Lehrzuständigen in Ihren jeweiligen Fachbereichen gesehen? Stoßen Sie mit den neuen Methoden auf Unterstützung oder auf Kritik?

HS

UB

Als die neue Stelle für digitale Themen geschaffen wurde, gab es einen großen Aufruhr im gesamten Fachbereich. Einige hatten die Sorge, dass das Neue das Alte verdrängen würde, und wehrten sich daher vehement gegen die Einführung von BIM als Thema für die Lehre. Andere meinten (und meinen), dass AutoCAD bereits über ausreichend 3D verfüge und BIM daher obsolet sei. Und wieder andere stimmten zwar zu, dass wir BIM bräuchten, fürchteten aber, dass ich – aus dem Baubetrieb kommend – nicht die geeignete Person für diese Stelle wäre, um einen interdisziplinären Blick auf die Thematik sicherzustellen. Letztlich hat es fast ein Jahr gedauert, bis sich der Wirbel wieder legte. Dieses Thema weckt einfach viele Ängste: Ängste, dass wir den anderen Fachbereichen etwas wegnehmen oder vorschreiben könnten; Ängste, dass wir bald eine zu große Rolle einnehmen. Trotzdem beziehungsweise vielleicht gerade deshalb verfügt jedes unserer Lehrgebiete über mindestens eine Person, mit der ich in sehr intensivem und konstruktivem Austausch stehe, um so den interdisziplinären Gedanken nicht aus den Augen zu verlieren und BIM optimal in die bestehenden Strukturen zu integrieren. Ich persönlich habe das Gefühl, von meinem Kollegium anerkannt und unterstützt zu werden. Da ich vielmehr ein parametrischer als ein klassischer Entwerfer bin, stehe ich aber trotzdem in gewisser Hinsicht recht allein. Digitale Entwurfsmethoden einzusetzen, ­erfordert manchmal einige Überzeugungsarbeit. Ich bin der Meinung, dass digitale Techniken eine ganz neue Komponente in den Entwurf einbringen und dass das Arbeiten mit digitalen Powertools zweifellos die Zukunft bestimmen wird. Ich wünsche mir deshalb noch mehr Kollegen an allen Hochschulen und in allen Disziplinen, die digitale Arbeitsweisen vorantreiben.

UB



LEHRE & FORSCHUNG

Es wird gerne gesagt, dass die Jüngeren meist offener für diese neuen Themen sind und sich die Älteren eher dagegen sträuben. Wie stehen Sie dazu?

Ich glaube, man macht es sich oft viel zu leicht, wenn die Offenheit für diese Themen nur auf eine Frage des Alters reduziert wird. Es ist vielmehr eine Frage der Einstellung. Es gibt Menschen, die ihr ­Leben lang neugierig bleiben und stets das Neue und die Entwicklung suchen, und es gibt Menschen, die eher das Altbekannte und Liebgewonnene beibehalten wollen. Gleiches gilt für die Studierenden und Professoren: Nicht alle möchten die Welt verändern, viele sind ­bereits mit den traditionellen, bewährten Methoden zufrieden.

157

Das Thema Fortschritt beinhaltet auch Fortbildung. Wie schulen Sie sich und Ihre Mitarbeitenden? HS

UB

Die Fortbildung der Mitarbeitenden erfolgt vorwiegend in Eigenverantwortung, das heißt, solange es funktioniert, können meine Mitarbeitenden innerhalb bestimmter Grenzen selbst entscheiden, wie sie sich weiterbilden möchten. Ich selbst lerne viel in gemeinsamen Projekten mit Unternehmen sowie auf Messen oder Tagungen und natürlich im Austausch mit meinen Kollegen. Neben meiner Professur in Münster bin ich auch beratend bei Zaha Hadid (ZHA) in London tätig. Dadurch bin ich ständig mit den neuesten Technologien und Entwurfsmethoden konfrontiert. Außerdem gibt es an der Fachhochschule Münster ein tolles Weiterbildungsangebot für Mitarbeitende. Neue Technologien und Tools lernen wir regelmäßig über Onlinetutorials. Lernimpulse entstehen oft auf Symposien und Messen, deshalb achte ich darauf, dass meine Tutoren und Doktoranden herumkommen, Kontakte knüpfen und Neues sehen. Sie haben bereits eine große Bandbreite verschiedener Softwareprodukte erwähnt: Grasshopper, Rhino, Revit, AutoCAD ... Wie gehen Sie mit den anderen Software- und Technikangeboten auf dem Markt um?

HS

Hier im Fachbereich arbeiten wir schon lange mit AutoCAD vom Softwarehersteller Autodesk. Damals hegte ich die Hoffnung, dass meine Kollegen vielleicht mehr Entgegenkommen für den Einsatz der neuen Techniken zeigen würden, wenn wir zumindest bei demselben Anbieter blieben, und entschied mich daher bewusst für Revit als neue Modellierungssoftware. Einmal mit Revit angefangen und in die Software eingearbeitet, hatte ich schließlich einfach nicht die Zeit, um mich zusätzlich noch mit alternativen Programmen ebenso intensiv auseinanderzusetzen. In dieser Hinsicht verfolge ich die Strategie, lieber ein Werkzeug richtig als fünf nur halb zu beherrschen. Den Studierenden steht es jedoch frei, zu entscheiden, mit welchen Programmen sie ihre Projekte bearbeiten möchten. Manchmal nutzen sie auch andere, mir bislang unbekannte Softwareanbieter, und ich schaue mir diese Alternativen gerne an. Selbst wenn wir uns in der Lehre auf ein Programm beschränken, kann es nicht schaden, die Vor- und Nachteile der anderen Programme zu kennen und vielleicht auch einige davon auf den PC-Pools zu haben. Versuchen Sie, sich möglichst an die bekannten Softwarepakete zu halten oder sehen Sie in universal einsetzbaren OpenSource-Lösungen eine Alternative? HS

158

Open-Source-Angebote sind meist sehr viel schnelllebiger als Installationsprogramme; innerhalb kurzer Zeit kann sich alles ändern und das, was ich heute in meinem Skript habe, kann morgen schon nicht mehr aktuell sein. Das macht es schwierig. Dennoch ist die Verwendung solcher Lösungen für die Masterstudierenden jederzeit möglich und gerne gesehen.

Was wünschen Sie sich in Bezug auf die Weiterentwicklung der BIM-Softwareprodukte? UB

Mein größter Wunsch ist die Entwicklungen von offenen BIM-Formaten, die idealerweise cloudbasiert beziehungsweise webbasiert sind und die es erlauben, mit beliebigen BIM-Programmen an verlinkten Datenbanken zu arbeiten. Viele der jetzigen Limitierungen würden entfallen. Allerdings scheitert eine solche Arbeitsweise heutzutage leider noch viel zu oft an proprietären BIM-Lösungen und an schlechten Internetverbindungen. Wie wird der hardwaretechnische Aspekt in der Lehre unterstützt?

HS

Wir verfügen über mehrere PC-Pools mit insgesamt etwa 150  Arbeitsplätzen, die den Studierenden zur Verfügung stehen. Das BIM-Labor hat fünf weitere, sehr leistungsstarke Rechner, die kostenfrei ­ gebucht werden können, sowie einen 3D-Drucker, einen 3D-Scanner, VR- und AR-Brillen und eine Drohne. Für Projektarbeiten brauchen die Studierenden auf jeden Fall einen Rechner mit den entsprechenden Programmen. Entweder sie nutzen unsere Lizenzen, um die benötigte Software auf ihre eigenen Rechner zu laden, oder sie arbeiten an einem Rechner unserer PC-Pools. Da wir immer wieder Probleme mit den Kapazitäten der Laufwerke und den Grafikkarten der PCs an der Hochschule haben, setzen wir inzwischen aber auch eine Virtual-Desktop-Infrastruktur ein, über die die Studierenden sich bei uns einloggen und dann an ihrem eigenen Rechner auf Maschinen der FH arbeiten. So gibt es keinerlei Probleme mit Lizenzen, der Hardware der privaten Rechner oder den Belegungszeiten der PC-Pools. UB In unserem Fachbereich sieht es ähnlich aus. Durch die Einführung von Apple-Computern hat sich die MSA vor etwa 20  Jahren von dem Rechenzentrum der Hochschule weitgehend abgekoppelt  – selbst wenn dieser Schritt bedeutete, dass der Fachbereich die neuen Computer selbstständig betreuen, über Förderungsmittel finanzieren und immer wieder aktualisieren musste. Zur Zeit verfügen wir über große Mac-Pools mit etwa 50 Rechnern und weitere zehn  BIM-Rechner im digitalen Labor. Die Computer sind täglich 24 Stunden zugänglich und werden flexibel mit den aktuellen Programmen und Plug-ins ausgestattet.

HS

UB



LEHRE & FORSCHUNG

Welches Ziel haben Sie für die Hochschule? Was benötigen Sie, um in diese Richtung besser lehren und forschen zu können?

Ich glaube, in Zukunft können wir nicht noch mehr in die Tiefe der einzelnen Themen gehen, sondern müssen stattdessen versuchen, die Dinge miteinander zu verknüpfen. Wir müssen sehen und verstehen, was die anderen Prozessbeteiligten machen, und uns einen generellen Überblick verschaffen anstelle eines spezialisierten Einblickes. Viele Technologien sind über Fachgrenzen hinweg übertragbar und erzeugen durch Verknüpfungen neue Möglichkeiten, daher halte ich es für äußerst wichtig, sich als digitaler Generalist zuallererst mit vielen Techniken auszukennen, um diese auch untereinander übertragen zu können. Je nach persönlicher Interessenlage kann die Spezialisierung in einer bestimmten Technologie anschließend der

159

zweite Schritt sein. Durch all die technischen Fortschritte und Entwicklungen verschwimmen die Grenzen zwischen den unterschiedlichen Plattformen und plötzlich entstehen ganz neue, interessante Verstrickungen. Wo werden wir in zehn Jahren mit BIM sein – insbesondere in Bezug auf Lehre und Forschung? HS

In zehn Jahren werden wir festgestellt haben, dass viele neue Entwicklungen, die im Augenblick vielleicht noch groß und beängstigend erscheinen, bis dahin wieder veraltet sind und gar nicht mehr hinterfragt werden. Vieles wird sich automatisiert und vereinfacht haben. Auch selbstkontrollierende, selbstlernende Prozesse werden eine größere Rolle spielen. Welche Hilfestellungen wünschen Sie sich vonseiten der Politik, um diese Reise mit den neuen Methoden und Technologien in den kommenden Jahren zu erleichtern?

UB

160

In den USA gibt es die Initiative Everyone can code. Programmieren muss auch in Deutschland schon früh gefördert werden, ansonsten fallen wir in vielen Schlüsseltechnologien zurück. Wir haben nur dann eine Chance, wenn wir hochinnovativ sind, und das bedeutet, dass mehr Gelder für Bildung und Start-up-Förderung ausgegeben werden sollten. Die Politik muss Innovation ermöglichen, belohnen und fördern und dabei aktiv gegen den Wildwuchs an Regularien, Bestimmungen und Normen vorgehen, die neue Ideen und Herangehensweisen so häufig schon im Keim ersticken.

DIGITALES LABOR

LEHRE & FORSCHUNG

MSA | MÜNSTER SCHOOL OF ARCHITECTURE



161

BIM INTERSISZIPLINÄR Das Modul BIM Interdisziplinär wird gemeinsam mit je einem Kollegen aus den Fachbereichen Bauingenieurwesen, Architektur und Energie-Gebäude-Umwelt angeboten und beschäftigt sich mit dem interdisziplinären modellbasierten Planungsprozess im Zusammenspiel zwischen der Entwurfsplanung, den Fachplanungen der TGA und des Tragwerks sowie der baubetrieblichen Ausführungsplanung in Form von Baustelleneinrichtungsplanung, Terminen, Leistungen und Kosten. Die Studierenden bearbeiten modellbasiert in interdisziplinären Gruppen ein Projekt vom Entwurf bis zur Ausführungsplanung. Ziel des Moduls ist die Implementierung interdisziplinären Arbeitens zwischen den am Bau Beteiligten in Lehre, Forschung und Praxis. Dies wird durch die Vermittlung der BIM-Planungsphilosophie und die Entwicklung eines »BIM-Teamgedankens« erreicht.

DIGITALES LABOR Im Digitalen Labor der Münster School of Architecture werden die Möglichkeiten digitaler Technologien für die Architektur erforscht und Schlüsseltechnologien wie BIM, 3D-Druck, Robotik, VR/AR und Data-Driven Design ­gelehrt. Als Hybrid zwischen Werkstatt und Seminarumgebung lädt die kreative Atmosphäre des digitalen Labors dazu ein, auf spielerisch experimentelle Weise computergenerierte Formen, Strukturen und Prozesse zu ent­ wickeln und digitale Herstellungstechniken auszuprobieren. Die innovativen Arbeitsergebnisse der Studierenden der letzten Jahre haben gezeigt, dass ein solcher Ort der Möglichkeiten, der Offenheit und Interdisziplinarität ideal ist, um das Interesse und Engagement der Studierenden zu wecken.

BIM-LABOR Das Lehrgebiet Baubetrieb und digitaler Bauwerkszyklus betreibt seit 2019 ein BIM-Labor mit mehreren Computerarbeitsplätzen, einem Laserscanner, Multitouchtable, 3D-Druckern, mehreren VR- und AR-Ausrüstungen und einem Multicopter mit GPS-Basisstation, Photogrammmetrie- und Thermografiekamera. Das Labor wird sowohl innerhalb des Fachbereichs von den verschiedenen Lehrgebieten als auch fachbereichsübergreifend für Lehre und Forschung genutzt. Hierbei werden vor allem das interdisziplinäre Zusammenspiel aller beteiligten Akteure einer Planungs-, Ausführungs-, ­Lebensund Rückbauphase und die sich ergebenden Herausforderungen und Chancen untersucht. Das BIM-Labor bietet allen Studierenden sowie den Kollegen die Möglichkeit, die Digitalisierung der Bauwelt und insbesondere das Thema Building Information Modelling interdisziplinär zu erforschen. Eine Kooperation mit Praktikern aus Unternehmen ist hier ausdrücklich erwünscht.

162

BIMLABOR

LEHRE & FORSCHUNG

FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN



163

EPILOG Peter Russell

WHERE DO WE GO FROM HERE? This book has documented the state of the industry, at least with regard to BIM and its use in practice. The editors have also gar­nered the opinions of educators, who will have an immense influence on the next generation of architects, engineers and planners. From both of these perspectives, BIM has gone from nice-to-have to have-to-have. Whereas in the past, the drivers of BIM and its adoption were nerds, geeks and technology aficionados, the demands of the industry, regulation and society now demand, if not require it. Partially, this is the march of progress. As every industry is a pursuit of efficiency (or the curious inversion of laziness), so too the architecture, engineering and construction industry (AEC) is also affected by a »progress« of sorts. What is curious is that in other industries, this pursuit of efficiency has resulted in productivity gains of 25 to 35 percent per working hour over the past 20 years­. In the AEC industry however, productivity gains have been mostly flat in the past twenty years. In fact, in North America, productivity in the construction sector has actually gone in reverse, leading to less productivity per working hour in 2017 than was the case in 1997. How could this be? How can the advantages of technology (CAD, BIM, pre-assembly, robotics and supply-chain management) result in negative productivity? Without repeating the study here, it comes down to investing in human capital and capital investments in systems and methodologies (or the lack thereof). This implies change: not doing business as usual. In a fragmented market like the AEC industry, this also means that lone, early adopters often lose out, especially in an industry with short business cycles. In essence, every entity in the industry sits on their proverbial hands and waits for the next boom. So, what has BIM got to do with this? BIM is, in fact, capital investment being shoved down the throat of the industry. The reason for this is not some affection for a technology, but rather the demands of society that will require technology. In many western European countries, politicians and policy makers have woken up to the sheer size of impact the AEC industry has with regard to greenhouse gases. They have also committed to increasing the

164

circularity of the entire economy, and soon realised the abominably small amount of re-use and recycling in the industry. They have woken up and now it is our turn. Being responsible in a post 2020 world means knowing your CO� footprint, acting to trace the flow of materials and increasing the human capital of the people employed in the industry. These are three daunting goals or tasks, yet there, waiting in the wings, is a technology that can enable all three: BIM. It is not the answer, but it will enable us to build them. BIM will be the lifeblood of all the solutions we come up with to reduce CO�, increase comfort, or even make a profit. Building on BIM will mean building with BIM. It will mean designing with it, measuring with it, simulating with it, asking »What if?« with it and showing all of this to each other transparently. It will mean optimising assembly, retraining construction workers to use it with AR to manage the co-botics, and letting the automated cranes put things where they should optimally go. It will mean training operation systems and even entire buildings with digital twins of themselves. It will mean letting existing buildings train each other. It will mean letting buildings cooperate with the streets and city infrastructures, trading information, energy and occupants. It will mean letting anyone who needs to know, see all of this. It will also mean protecting individuals, information and intellectual property with trust chains. It will mean independent assessment of the processes and even the personalities of artificial intelligences to check for bias. It will mean a lot, but then again, a lot is at stake. It will mean letting go: letting go of »how we used to do things«. The fact is, the AEC industry has a long tradition and that is mostly all we have relied on: traditions. The truth is, they have not been very sustainable traditions. As a society, we have no choice but to choose paths that leads to solutions that will give us the best chance of survival. Choosing BIM is, in reality, a no-brainer. There is no other choice. However, the choices that come after BIM, are the interesting ones. This is nothing short of using the potential of BIM to reinvent the industry, its processes and how we each play our role. It is not a simple or straightforward task, but meaningful challenges seldom are simple. It is the biggest challenge we have ever faced, but it is not impossible. As the examples, interviews and personalities have shown in this book, we are up to it. Let‘s get on with it.



165

GLOSSAR

Architecture, Engineering, Construction (AEC)

AEC – zu deutsch: Architektur, Ingenieurwesen und Bauindustrie – bezeichnet die gesamte Baubranche. As-Built Model

Das digitale As-Built Model ist das virtuelle Abbild des gebauten Gebäudes. Es stellt alle fertiggestellten Anlagen im Ist-Zustand nach der Errichtung dar und wird sowohl für das Facility-Management als auch für weitere Maßnahmen wie Umbau, Modernisierung und Sanierung genutzt. As-Designed/As-Planned Model

Anders als das As-Built Model repräsentiert das As-Designed Model (auch As-Planned Model genannt) den geplanten und nach der Fertigstellung vorgesehenen Soll-Zustand des Gebäudes. Augmented Reality (AR)

Augmented Reality ist die computergestützte Erweiterung der Sinneswahrnehmung. Durch die Überlagerung von virtuellen Inhalten mit der realen Situation werden dabei insbesondere die visuellen Sinne angesprochen. BIM Collaboration Format (BCF)

Das BIM Collaboration Format ist ein von buildingSMART entwickeltes, offenes Datenformat für den modellbasierten Austausch von Nachrichten und Änderungsanforderungen zwischen den Projektbeteiligten. Bestandsmodell

Das Bestandsmodell beschreibt die Ist-Situation von Bauwerken in einem digitalen Gebäudemodell und dient dem Abgleich anschließender Bauwerks­ modelle im Rahmen von Neubauten und Revitalisierungen. Bestands­modelle werden durch tachymetrische Aufnahmen oder ­Laserscans erzeugt. Big BIM

Im Gegensatz zu little BIM bedeutet big BIM die übergreifende Zusammenarbeit aller am Planungs- und Ausführungsprozess Beteiligten an einem gemeinsamen BIM-Modell über den gesamten Lebenszyklus des Bauwerks. Big Data

Der Begriff Big Data steht für den rasanten Anstieg digital verfügbarer Daten, welche zu groß, zu komplex, zu schnelllebig oder zu schwach strukturiert sind, um sie mit manuellen und herkömmlichen Methoden der Datenverarbeitung auszuwerten. BIM2FIELD

BIM2FIELD beschreibt die Nutzung und Weitergabe der Informationen aus der Planungsphase in der Ausführung sowie für die Fortschreibung der Modelle nach ausgeführtem Zustand.

166

BIM2FM

BIM2FM steht für die Nutzung und Weitergabe der Informationen aus den Planungs- und Ausführungsphasen in der anschließenden Nutzungsphase (Facility-Management) eines Gebäudes. BIM-Allianz

Die BIM-Allianz ist ein Zusammenschluss von derzeit 15 Architekturbüros in Deutschland mit dem Ziel, die durch die neuen BIM-Planungsmethoden entstehenden Aufgaben gemeinsam zu lösen. BIM Execution Plan (BEP)

Der BIM Exekution Plan (BEP) bestimmt als Richtliniendokument die Grund­ lagen einer auf BIM basierenden Zusammenarbeit. Er legt die organisatorischen Strukturen und Verantwortlichkeiten fest, stellt den Rahmen für die BIM-Leistungen dar und definiert die Prozesse und Anforderungen an die Kollaboration der einzelnen Beteiligten. BIM-Koordinator

Der BIM-Koordinator verantwortet die Organisation, den Abgleich und die Überprüfung der verschiedenen Planungsinhalte. Er fügt die Fachmodelle der involvierten Planer zusammen, prüft diese auf Konsistenz und überwacht fortlaufend die Einhaltung der vereinbarten Standards und Qualitäten. Er bereitet die Grundlage für den Koordinationsprozess vor und bestimmt dessen Bedarf und Inhalte. BIM-Manager

Der BIM-Manager befasst sich mit der strategischen Umsetzung der vereinbarten Ziele. Gemeinsam mit dem Auftraggeber formuliert er die übergeordneten Zielanforderungen und setzt Richtlinien und Vorlagen auf, die vertraglich in dem Projektabwicklungsplan festgehalten werden. Während der Planung prüft der BIM-Manager die Einhaltung dieser übergeordneten und vorab vereinbarten BIM-Richtlinien anhand der Qualität der Gebäudemodelle. BIM-Modellierer

Der BIM-Modellierer erstellt und pflegt das digitale Bauwerksmodell nach den vereinbarten Vorgaben des Projektabwicklungsplans. Seine Aufgaben sind das phasengerechte Erstellen und sinnvolle Zusammenfügen von dreidimensionalen Elementen zu einem Fachmodell. buildingSMART

Die Non-Profit-Organisation buildingSMART International verfolgt das Ziel, die Projektabwicklung im Bauwesen mittels integrierter Informationsverarbeitung offener und effektiver zu gestalten. Als Dachorganisation leitet sie die weltweite Arbeit zwischen ihren einzelnen regionalen Interessenverbänden von Unternehmen, Lehreinrichtungen und Privatpersonen aus allen Bereichen der Bauindustrie.



167

Closed BIM

Closed BIM beschreibt einen modell- und informationsbasierten Datenaustausch innerhalb eines Projekts, das mit den gleichen Softwarelösungen erstellt wurde. Common Data Environment (CDE)

Common Data Environment ist eine gemeinsam genutzte Datenplattform für das Speichern, Verwalten und Teilen von Modellen und Informationen, die im Zuge eines BIM-Projekts erstellt werden. Sie muss die reibungslose Zusammenarbeit, Koordinierung und den Datenaustausch zwischen den am Prozess Beteiligten zuverlässig sicherstellen können. Digitales Bauwerksmodell

Das digitale Bauwerksmodell stellt ein digitales Modell für die Strukturierung aller während des Lebenszyklus von Bauwerken relevanten Daten dar. Es enthält geometrische und alphanumerische Informationen zu allen relevanten Modellelementen, wie zum Beispiel Bauteilen, Baugruppen oder Räumen, und deren Beziehungen untereinander. Digital Twin (digitaler Zwilling)

Als Digital Twin wird ein Bauwerksmodell beschrieben, das neben der baulichen Struktur auch das Verhalten eines Bauwerks mit interaktiven Verbindungen zum physischen Gebäude aufzeigt. Diese Verbindungen können vielfältige Informationen wie Zustands-, Nutzungs- oder Analysedaten sowie Steuerungsbefehle bidirektional übertragen. Employer Information Requirements (EIR)

In den EIR werden die Informationsbedürfnisse des Auftraggebers beschrieben, die als Anforderung für den Auftragnehmer und als Grundlage für den BEP im jeweiligen Projekt dienen. Die EIR beinhalten insbesondere die BIM-Anforderungen, -Prozesse und -Anwendungen, die nötig sind, um die Ziele des Auftraggebers zu erreichen. Fachmodell

Das Fachmodell ist ein allgemeiner Begriff für das disziplinen- beziehungsweise gewerkespezifische Bauwerksmodell eines einzelnen Projektbeteiligten. Im Hochbau bildet gewöhnlich das Fachmodell des Architekten die Basis für weitere Fachmodelle wie aus der Tragwerksplanung oder der Haustechnik. Gesamtmodell

Das Gesamtbauwerksmodell setzt sich aus den einzelnen Fachmodellen zusammen und beinhaltet die relevanten Daten aller beteiligten Gewerke. Es dient damit unter anderem der umfassenden Dokumentation an den Übergabepunkten der Projektphasen. Globally Unique Identifiers (GUID)

Die GUID definieren als Bauteil-ID die eindeutige Identifizierung von Bauteilen und Attributen eines digitalen Gebäudemodells.

168

Industry Foundation Classes (IFC)

IFC ist ein definiertes Datenaustauschformat, das den Austausch von Daten­ modellen inklusive aller Gebäudestrukturen, -informationen und Bauteileigenschaften zwischen den am Bau beteiligten Disziplinen im Lebenszyklus eines Bauwerkes verlustfrei ermöglicht. Information Delivery Manual (IDM)

Im IDM werden standardisierte Beschreibungen und grundlegende Spezifika­ tionen des BIM-Prozesses für alle Beteiligten zusammengetragen und zur Verfügung gestellt. Internet of Things (IoT)

Internet of Things (Internet der Dinge) ist ein Sammelbegriff für Technologien, die es ermöglichen, physische und virtuelle Objekte miteinander zu verbinden und sie durch Informations- und Kommunikationstechniken unter­ einander zu vernetzen. Künstliche Intelligenz (KI)

KI ist ein Teilgebiet der Informatik, welches sich mit der Automatisierung »intelligenten« Verhaltens und dem maschinellen Lernen befasst. Dabei werden umfassende Datenmengen (Big Data) gesammelt, sortiert und verarbeitet, um auf dieser Grundlage Szenarien berechnen und Vorhersagen treffen zu können. Kollisionsprüfung

Die Kollisionsprüfung dient als Methode zur automatischen Erkennung räumlicher Überschneidungen einzelner Modellbestandteile innerhalb der gewerkespezifischen Fachmodelle sowie des Gesamtmodells. Kollisionen lassen sich auf diese Weise bereits im Vorfeld erkennen und beheben. Little BIM

Erstellt ein Büro ein BIM-Modell nur für die interne Arbeit und gibt es nicht an andere Unternehmen weiter, wird diese Insellösung als little BIM bezeichnet. Das Potenzial der BIM-Methode lässt sich durch little BIM nur teilweise ausschöpfen. Little BIM kann jedoch wertvolle interne Optimierungsprozesse bewirken. Level of Development (LOD)

LOD definiert den Gesamtreifegrad eines BIM-Modells. Er setzt sich aus den Teilindikatoren LOG und LOI zusammen. Er wird in der Regel in 100er-Schritten von LOD 100 bis LOD 500 angegeben. Level of Geometry (LOG)

Dieser Indikator beschreibt den geometrischen Detaillierungsgrad von BIM-­ Modellen. Die Detailtreue der geometrischen Abbildung eines Bauteils wird darüber bezogen auf die Planungsphasen (beispielsweise vom Vorentwurf bis zur Ausführung) definiert. Level of Information (LOI)

LOI beschreibt den Informationsreifegrad von BIM-Modellen. Diese semantischen Eigenschaften und alphanumerischen Werte werden dem Bauteil in den jeweiligen Planungsphasen mit steigendem Informationsgehalt zugewiesen.



169

Master Information Delivery Plan (MIDP)

Der MIDP wird verwendet, um die Bereitstellung von Informationen während des Projekts zu verwalten. Der Lieferumfang von Modellen, Zeitplänen, Zeichnungen und Listen wird dabei in Tabellenform aufgeführt. Modelviewer

BIM-Viewer sind Softwareprodukte, mit denen das digitale Modell im Hinblick auf unterschiedliche Aspekte betrachtet, jedoch nicht verändert werden kann. Model View Definition (MVD)

Die MVD beschreibt und spezifiziert eine Teilansicht des Gesamtmodells, das zu einem bestimmten Zeitpunkt für einen gewünschten BIM-Anwendungsfall benötigt wird. Open BIM

Der Begriff des open BIM bezieht sich auf den Austausch zwischen den Planungsbeteiligten über offene und herstellerneutrale Datenformate. Die Kommunikation zwischen den einzelnen Fachdisziplinen und Aufgabenbereichen mit open BIM gewährleistet, dass Nutzer unterschiedlicher Softwareprodukte gemeinsam an einem Projekt arbeiten und Datenmodelle miteinander austauschen können. Parametrik

Parametrik ist ein auf Algorithmen basierender Prozess, der die Darstellung von Parametern und Regeln ermöglicht, die zusammen das Verhältnis zwischen Entwurfsabsicht und -ergebnis definieren, kodieren und klären. Parameter sind Größen oder Kennwerte, mit denen Objekteigenschaften innerhalb gesetzter Grenzen variiert werden können, ohne dass sich der Charakter der Objekte dabei grundlegend ändert. Physical Computation

Physical Computation umschreibt im weitesten Sinne interaktive, cyber-­ physikalische Systeme, die aus Hardware- und Softwarekomponenten erstellt werden und zusammenwirken. Die Entwicklung von Programmen innerhalb dieser Umgebung wird physikalisches Programmieren genannt. Punktwolke

Als Punktwolke wird eine per Laserscan oder Photogrammetrie aufgenommene Datenwolke bezeichnet, die ein Abbild eines vorhandenen Bauwerks erzeugt. Aus der Punktwolke kann ein Bestandsmodell modelliert werden. Referenzmodell

Das Referenzmodell ist ein vom Auftraggeber freigegebenes, digitales und schreibgeschütztes (»read-only«) Bauwerksmodell, das in der Regel zu Beginn einer Planungsphase den Planungsteams für die Referenzierung in den Fachmodellen zur Verfügung gestellt wird. Simulation

Die Simulation ist eine Vorgehensweise zur Analyse von Gebäudemodellen. Hierbei können alle physikalische Eigenschaften und Bauteilkennwerte genutzt werden, um beispielsweise den Energieverbrauch, den Bauablauf oder unterschiedliche Nutzungsszenarien zu simulieren.

170

Single Source of Truth (konsolidierte Daten)

Bei sogenannten konsolidierten Daten erfolgt die Dokumentation der grafischen Planung (Geometrie) samt der dazugehörigen Daten (Semantik) aus einer einzigen Quelle. Auf diese Weise können redundante Informationen vermieden und Fehlerquellen minimiert werden. Virtual Reality (VR)

VR dient als Bezeichnung einer künstlichen Wirklichkeit, die durch spezielle Hard- und Software in Echtzeit erzeugt wird. Wesentlicher Bestandteil von VR-Hardware ist die VR-Brille, mit der unter anderem ein maßstabsgetreuer Rundgang durch Bauvorhaben möglich wird. Visuelle Programmierung

Bei der visuellen Programmierung werden Algorithmen oder Befehlsabläufe durch grafische Elemente und deren Anordnung definiert. Diese Programmiersprachen sind aufgrund ihrer visuellen Darstellung in der Regel intuitiver zu bedienen als textuelle Programmiersprachen und bieten so einen einfacheren Zugang zur Programmierung.



171

LITERATUR 55 Aicher, O. (2015): Analog und Digital: schriften zur philosophie des machens. New York: John Wiley & Sons. 55 Aish, R. (1986): Building Modelling – The Key to Integrated Construction in CAD, in: Arnold, D. (Hg.): Proceedings of the 5th International Symposium on the use of Computers for Environmental Engineering related to Buildings. London. 55 Alexander, C. (2018): A Pattern Language. Towns, Buildings, Construction. New York: Oxford University Press. 55 Barber, D. (2007)/Boardman, C./Bryan, P. (2018): 3D Laser Scanning for Heritage. Advice and Guidance on the Use of Laser Scanning in Archaeology and Architecture. Swindon: Historic England. 55 Borrmann, A./König, M./Koch, C./Beetz, J. (2015): Building Information Modeling. Technologische Grundlagen und industrielle Praxis. Berlin/Heidelberg/New York: Springer-Verlag. 55 Borrmann, A./Lang, W./Petzold, F. (2018): Digitales Planen und Bauen Schwerpunkt BIM. vbw-Studie, Selbstverlag. 55 Bovelet, J.(2019): Digitale Standards. ARCH+ 233, Norm-Architektur – Von Durand zu BIM. Berlin: ARCH+ Verlag. 55 Cachola Schmal, P. (2001): Digital real. Blobmeister. Erste gebaute Projekte. Publikation zur Ausstellung im Deutschen Architekturmuseum DAM, Frankfurt am Main, 30. Mai – 05. August 2001. Basel/Boston/Berlin: Birkhäuser Verlag. 55 Cachola Schmal, P. (2006): Meisterwerk für Mercedes. Bauen für das Auto, Archithese 3/2006, 34. 55 Carpo, M. (2017): The Second Digital Turn. Design Beyond Intelligence. Cambridge: MIT Press. 55 Charlier, M./Lui, A./Rowland, C./Goodman, E./Light, A. (2015): Designing Connected Products. UX for the Consumer Internet of Things. Sebastopol: O‘Reilly Media, Inc. 55 Deutsch, R. (2011): BIM and Integrated Design: Strategies for Architectural Practice. New York: John Wiley & Sons. 55 Eastman, C. M. (1975). The use of Computers instead of Drawings in Building Design. AIA Journal, 63 (3), 46 – 50. 55 Egger, M./Hausknecht, R./Liebich, T.,/Przybylo, J. (2014): BIM-Leitfaden für Deutschland, ZukunftBAU. Bonn: Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumentwicklung (BBR). 55 Evans, R. (2000): The Projective Cast: Architecture and Its Three Geometries. Cambridge: MIT Press. 55 Gropius, W. (1970): Scope of Total Architecture. New York: Collier Books. 55 Günthner, W./Borrmann, A. (2011): Digitale Baustelle – innovativer Planen, effizienter Ausführen: Werkzeuge und Methoden für das Bauen im 21. Jahrhundert. Berlin/Heidelberg/New York: Springer. 55 Hauschild, M./Karzel, R. (2012): Digitale Prozesse. Planung, Gestaltung, Fertigung. Berlin: Walter de Gruyter. 55 Hemmerling, M./Cocchiarella, L. (2018): Informed Architecture. Computational Strategies. in Architectural Design. Berlin/Heidelberg: Springer. 55 Hemmerling, M./Tiggemann, A. (2009): Digitales Entwerfen. Computer Aided Design in Architektur und Innenarchitektur. Stuttgart: UTB.

172

55 Hernández, J. L./Lerones, P. M./Álvarez, S.  / Bonsma, P./Delft, A. van/Deighton, R./ Braun, J.-D. (2018): An IFC-based interoperable framework for building linked-data. Proceedings of the 6th Linked Data in Architecture and Construction Workshop. 55 Jabi, W. (2013): Parametric Design for Architecture. London: Laurence King Publishing. 55 Jencks, C. (1971): Architecture 2000: Predictions and Methods. London: Studio Vista. 55 Jernigan, F. E. (2018): BIG BIM little bim – Second Edition. Salisbury, MD: 4site Press. 55 Koolhaas, R./Trüby, S./Westcott, J./Petermann, S. /Harvard Graduate School of Design (2018): Rem Koolhaas. Elements of Architecture. Köln: Taschen. 55 Kraus, K. (2012): Photogrammetrie. Geometrische Informationen aus Photographien und Laserscanneraufnahmen. Berlin: Walter de Gruyter. 55 McLuhan, M. (2016): On the Nature of Media. Essays in Understanding Media. Berkeley, CA: Gingko Press, Incorporated. 55 Messner, J./Anumba, C./Dubler, C./Goodman, S./Kasprzak, C./Kreider, R./Leicht, R./Saluja, C./Zikic, N. (2019): BIM Project Execution Planning Guide – Version 2.2. 55 Mikoleit, A (2011): Structuralism Reloaded. ARCH+ 204, Krise der Repräsentation. Berlin: ARCH+ Verlag. 55 Moholy-Nagy, S. (1972): Laszlo Moholy-Nagy, ein Totalexperiment. Mainz: Kupferberg. 55 Nederveen, G. A. van/Tolman, F. (1992). Modelling multiple views on buildings. Automation in Construction, 1 (3), 215 – 224. 55 Rauterberg, H. (2005): Barock aus dem Rechner. www.zeit.de/2005/45/Mercedes-Museum. 55 Rüppel, U., (2007): Vernetzt-kooperative Planungsprozesse im Konstruktiven Ingenieurbau: Grundlagen, Methoden, Anwendungen und Perspektiven zur vernetzten Ingenieur­ kooperation. Berlin/Heidelberg/New York: Springer. 55 Schmitt, G. (1993): Architectura et machina: Computer Aided Architectural Design und Virtuelle Architektur. Berlin/Heidelberg: Springer. 55 Schumacher, P. (2009): Parametrismus. Der neue International Style. ARCH+ 195, Istanbul wird grün, 106 – 113. Berlin: ARCH+ Verlag. 55 Smith, D. K. (2009): Building Information Modeling: A Strategic Implementation Guide for Architects, Engineers, Constructors, and Real Estate Asset Managers. New York: John Wiley & Sons. 55 Smolarski, P. (2017): Rhetorik des Designs. Gestaltung zwischen Subversion und Affirmation. Bielefeld: transcript. 55 Sutherland, I. (1963): Sketchpad – A Man-Machine Graphical Communication System. AFIPS ’63, Spring Proceedings of the May 21 – 23, New York, 329 – 346. 55 Vetter, A. K. (2006): UN Studio – Mercedes-Benz Museum: design evolution [Ausstellung vom 08. Dezember 2005 – 23. Januar 2006 im Wechselraum, Bund Deutscher Architekten BDA, Stuttgart]. 55 Vitruvius/Fensterbusch, C. (1964). Zehn Bücher über Architektur. Berlin: Akademie-Verlag. 55 Vries, B. de/Leeuwen, J. P. van/Achten, H. (2011): Computer Aided Architectural Design Futures 2001. Proceedings of the Ninth International Conference held at the Eindhoven University of Technology. 8. – 11. Juli 2011. Berlin/Heidelberg: Springer Science & Business Media. 55 West, D. (2004): Object Thinking. München: Microsoft Press. 55 Wingler, H. M. (2008): Das Bauhaus: Weimar, Dessau, Berlin 1919 – 1933. Köln: DuMont.



173

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

11 Eigene Darstellung nach Robin Evans (1995)  13 Eigene Darstellung nach Charles ­Jencks (1971)  15 Eigene Darstellung nach Walter Gropius, Bauhaus Manifest ne Darstellung nach CMAA Owners Survey (2018)  21 Eigene Dar(1919)  18 Eige­ stellung nach B. McAuley et al. (2017)  23 Eigene Darstellung nach Aryani Ahmad Latiffi et al. (2014)  25 Google > Bilder > Parametric Architecture, aufgerufen am 20.  Juni  2020  28 Eigene Darstellung nach Charles Eastman et al.(2008)  30 Daimler AG  37/38 UNStudio 39 o UNStudio  39 m HG Merz  39u UNStudio  40 ­UNStudio, Arnold Walz  41/42 o UNStudio  42 m Werner Sobek Ingenieure  42 u Transsolar  43 o UNStudio  43 u UNStudio, Werner Sobek Ingenieure  44o UNStudio, Wenzel+ UNStudio, Wenzel+Wenzel 45 or ­ Daimler AG  Wenzel  44 u Daimler AG 45ol ­ 45 u Daimler AG 46/47 Eigene Darstellung 49 Eigene Darstellung nach MacLeamy (2013)  Patrick MacLeamy (2004)  51 Eigene Darstellung nach Patrick ­ 52 ­Eigene Darstellung nach Mariela Daskalova (2018)  53 Eigene Darstellung­­nach AEC3 Deutschland GmbH (2017)  54 Eigene Darstellung  57 ­Eigene Darstellung nach Kristian Schatz  58 Eigene Darstellung  62 ASTOC/C. Lachenmaier  68 – 71 ­ASTOC  72 ­Corinne Rose, Elke Selzle  78 Barkow Leibinger  79 o/m Ponnie Images + Barkow Leibinger  79u Barkow Leibinger  80 Simon Menges, Berlin  81 o Barkow Leibinger  81 m Simon Menges, Berlin  81 u Barkow Leibinger  82 Sebastian Wells  88 – 91 Eike Becker_Architekten  92 Eigene Darstellung  96 Eigene Darstellung nach CRC for Construction Innovation (2009)  98 Eigene Darstellung nach André Borrmann et al. (2016)  100 Eigene­Darstellung  101 Eigene Darstellung  104 Paul Kranzler  110 –112 DMAA  113o Bollinger + Grohmann 113 m DMAA 113  u Raphael Olivier  114 DMAA  115 ol Bollinger + Grohmann  115or StructureCraft  115 m/u DMAA  116 Maurice Haas  124 Filippo ­Bolognese  125/126 EM2N Architekten AG  127 EM2N Architekten AG, Nightnurse Images AG  128 Eigene Darstellung  129 Eigene Darstellung nach Kennerley (2012)  130–135 ­ Eigene Darstellung  136 Julian Martitz  142 Neuenfeld, Feitag, Kirchner, Schmidt 143 l Bai, Du, Zhang, Zhang 143 r Alatassi, Cho, Esmer, Reischmann  144 o dMA, Leibniz Universität Hannover  144m/u Anneke Burand, Tomke Strömer  145 Nils ­Opgenorth  146 Jakob Beetz  152/153 Oliver Schulz  154 r Wilfried Gerharz  154l Ulrich Blum  161/163 FH Münster

174

AUTOREN

Marco Hemmerling lehrt und forscht als Professor für Computational Design in Architecture an der Technischen Hochschule Köln und ist Gastprofessor am Polytechnikum in Mailand. Zuvor war er als Professor an der Detmolder Schule für Architektur und Innenarchitektur tätig und leitete den postgradualen Masterstudiengang Computational Design and Construction an der Technischen Hochschule Ostwestfalen-Lippe. Nach seinem Studium in Weimar, Mailand und Bochum arbeitete Marco Hemmerling mehrere Jahre als Architekt bei UNStudio in Amsterdam und war als Projektleiter unter anderem für Entwurf und Realisierung des Mercedes-Benz Museums in Stuttgart mitverantwortlich. Er ist berufenes Mitglied im Bund Deutscher Architekten (BDA) und im Deutschen Werkbund (DWB) sowie Gründungspartner von SPADE Studio in Köln.

Boris Bähre arbeitet als Architekt, Dozent, Berater und physika­ lischer Programmierer. Nach Mitarbeiten in verschiedenen Architekturbüros (u.a. Alsop & Störmer) wurde er 2005 ein Mitbegründer von Spine Architects in Hamburg. Im Rahmen seiner langjährigen Lehraufträge an verschiedenen Hochschulen und Universitäten wie der RWTH Aachen, der Universität Kassel, der TH Köln und der TU Delft befasste sich Boris Bähre intensiv mit Themen der BIM-Lehre­und -Forschung in Master- und Bachelorprogrammen. Der ­soziotechnische Aspekt integrativer Methoden und die Einführung integrativer Techniken in der akademischen Ausbildung sind grundlegende Schwerpunkte seiner Hochschultätigkeiten. An der Hanze Hochschule in Groningen ist Boris Bähre derzeit mit Entwicklung, Koordination und Lehre innerhalb des neuen integrativen Minor »Built Digital« beauftragt.

DANKSAGUNG

Das vorliegende Buch konnte nur mit Hilfe folgender Personen entstehen, denen wir an dieser Stelle für ihre bereitwillige Unterstützung ganz herzlich danken: Vanessa Miriam Carlow (TU Braunschweig) für ihr einleitendes Vorwort und Peter Russell (TU Delft) für das motivierende Afterword. Anke Tiggemann, die das grafische Leitbild und das Layout der Publikation erstellt hat und unsere Inhalte in eine anschauliche Form überführte. Viola Pritzkau für die Transkription der Interviews und das Lektorat der Texte sowie Armin Kovach und Simon Schnittker für die Bearbeitung der Grafiken im Buch. David Marold für das Vertrauen und die konstruktive Begleitung unserer Arbeit und Bettina Algieri für das Korrektorat seitens des Verlags. Ein besonderer Dank gilt allen Interview­partnern für die erkenntnisreichen Einblicke in die aktuelle Projektarbeit und die Prozesse in Praxis, Lehre und Forschung.



175

Prof. Dipl.-Ing. Marco Hemmerling MA Technische Hochschule Köln Fakultät für Architektur Computational Design in Architecture www.code-arch.com Dipl.-Ing. Boris Bähre Hanze University of Applied Sciences Groningen School of Architecture & Built Environment www.hanze.nl Mit Beiträgen von: Vanessa Miriam Carlow, Peter Russell. Acquisitions Editor:  David Marold, Birkhäuser Verlag, Wien Content & Production Editor:  Angelika Gaal, Birkhäuser Verlag, Wien Korrektorat:  Bettina Algieri, Viola Pritzkau, Anke Tiggemann Layout, Covergestaltung und Satz:  Anke Tiggemann Litho:  Pixelstorm, Wien Druck:  Holzhausen, die Buchmarke der Gerin Druck GmbH, Wolkersdorf

Library of Congress Control Number:  2019953040 Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.dnb.de abrufbar. Dieses Werk ist urheberrechtlich geschützt. Die dadurch begründeten Rechte, insbesondere die der Übersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder der Vervielfältigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfältigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes in der jeweils geltenden Fassung zulässig. Sie ist grundsätzlich vergütungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechts. ISBN 978-3-0356-1902-7 e-ISBN (PDF) 978-3-0356-1913-3 © 2020 Birkhäuser Verlag GmbH, Basel Postfach 44, 4009 Basel, Schweiz Ein Unternehmen der Walter de Gruyter GmbH, Berlin/Boston

9 8 7 6 5 4 3 2 1

176

www.birkhauser.com