Ausführungsreife Modelle für effizienteres Bauen

Ausführbarkeit ist in der Baubranche ein anerkanntes Konzept des Projektmanagements, aber ihr Wert kann durch eine schlechte Baudokumentation beeinträchtigt werden. Ausführungsreife Modelle gehen über die Visualisierung hinaus: Sie enthalten die Daten und die Genauigkeit, die für die Konstruktion, die Erstellung zuverlässiger Pläne und die Steigerung der nachgelagerten Effizienz auf der Baustelle und in der Fertigung  erforderlich sind. Sie ermöglichen Vorfertigung, ausgelagerte Fertigung, Optimierung der Lieferkette und Automatisierung der Baustelle.

In der Vergangenheit wurden Gebäudeentwürfe und Planungen nicht vor dem Bau fertiggestellt. Viele Entscheidungen über das weitere Vorgehen wurden erst in letzter Minute getroffen. Und auch heute noch werden die meisten Gebäude nicht bis ins letzte Detail geplant. Heute steht jedoch die Technologie zur Verfügung, die dies ermöglicht und ausführungsreife Modelle in greifbare Nähe rückt, so dass die Projektbeteiligten bereits zu einem früheren Zeitpunkt im Prozess mit der Planung auf ausführungsreifer Ebene beginnen können.  

Mit den verfügbaren Software-Lösungen sollte es gängige Praxis sein, hochpräzise, ausführungsreife Modelle zu erstellen, zu teilen und zu nutzen, um vom vollen Potenzial von BIM (Building Information Modeling) für Planung, Fertigung, Bau und Betrieb zu profitieren. Aber wie? 

Alles beginnt mit Daten. In der Regel nutzt man bereits zu Beginn eines Projektes die ausführungsreifen Daten zusammen mit Konstruktionsmengen und Erfahrungswerten, um die Projektabwicklung zu optimieren. Es ist wichtig zu verstehen, welche Rolle diese Daten bei der Erstellung eines ausführungsreifen Modells spielen. 

Das LOD-Konzept wurde 2009 vom American Institute of Architects veröffentlicht und von Associated General Contractors of America weiterentwickelt, wobei diese die Definition stetig erweitern. Sie bezieht sich auf die Zuverlässigkeit des Modells und gibt an, inwieweit die Geometrie eines Elements und die damit verbundenen (nicht grafischen) Informationen, wie z. B. die herstellerspezifischen Eigenschaften, durchdacht sind. 

Die verschiedenen LOD-Konzepte sind wie folgt definiert:

• LOD 100 – Konzeptioneller Entwurf. Die Elemente werden nicht geometrisch dargestellt, sondern durch Symbole oder eine andere generische Darstellung. LOD 100 ist typischerweise für die Arbeit von Stadtplanern und Architekten relevant.
• LOD 200 – Entwurfsentwicklung. Elemente werden mit generischen Platzhaltern dargestellt und die Größe/Form von Elementen und Systemen wird angezeigt. LOD 200 ist typischerweise für die Arbeit von Architekten, Straßenplanern und Tragwerksplanern relevant.
• LOD 300 – Dokumentation. Das Modell enthält Informationen über die Größe, Form, Lage, Ausrichtung und Anzahl der Elemente, und Maße können direkt aus der Geometrie abgeleitet werden. LOD 300 ist typischerweise für die Arbeit von Architekten, Bauingenieuren, Vermessungsingenieuren, Kalkulatoren und Bauleitern relevant.
• LOD 350 – Modellkoordination. Für die Modellierung und Koordinierung ist häufig die LOD 350 erforderlich. Bauteile, die für die Koordination mit anderen Gebäudesystemen benötigt werden, sind im Modell enthalten. Das bedeutet, dass die Schnittstellen zu anderen Bausystemen grafisch dargestellt und Stützen und Anschlüsse einbezogen werden. LOD 350 ist typischerweise relevant für die Fassadenplanung, die Kostenkontrolle von Teams für die strukturelle Kalkulation, für Vermessungsingenieure, Gebäudeinspektion, Lieferanten von Fensterglas, Bauunternehmen, Kranlieferanten und Betreiber.  
• LOD 400 – Bereit zum Bau. LOD 400 ist das eigentlich ausführungsreife Modell. Auf dieser Ebene enthalten die Modelle spezifische Systeminformationen und die Elemente werden mit dem erforderlichen Detailgrad und der erforderlichen Genauigkeit für die Fertigung der Komponenten modelliert. Das Modell enthält grafische und nicht-grafische Informationen, die die Prozesse der Fertigung, des Zusammenbaus und der Installation leiten werden. Aus dem Modell können Fertigungspläne und Zuschnittlisten abgeleitet und Bauteile bestellt werden. Auf dieser LOD-Ebene ist das Modell bereit für die Bauausführung und Fertigung. LOD 400 ist typischerweise relevant für die Arbeit von Fassadenausstattern, Vermessungsingenieuren, Einkäufern, Kostenkontrolleuren, Projektmanagern, Kranlieferanten, Baustellensicherheitsberatern, Stahlausstattern, Dachdeckern, Qualitätskontrolleuren, Montageteams, Projektplanern, Bewehrungsherstellern, Schalungsfirmen, Betonbauern, Fensterherstellern, Herstellern für Haustechnik und -Installateuren sowie Beleuchtungslieferanten.
• LOD 500 – As-built. Dies ist das höchstmögliche LOD-Grad und wird als „as-built“ verifiziert – ein digitaler Zwilling der physischen Komponente. LOD 500 ist typischerweise für die Arbeit von Bauherren, Facility Managern, Zulieferern, Herstellern, Architekten, Planern und Herstellern für Haustechnik, Bauaufsicht, Planungsaufsicht und Straßenplanern relevant.

Warum ist das LOD-Konzept für die Ausführbarkeit wichtig?

Eine der größten Herausforderungen bei jedem Bauprojekt ist die Planungsunsicherheit. Wenn in einem Modell wichtige Daten fehlen oder die Maße oder Positionsangaben auch nur ein wenig zweideutig sind, weckt dies Zweifel bei den Projektbeteiligten. Niemand möchte unter diesen Umständen einen kostspieligen Fehler riskieren, so dass im Zweifelsfall Informationsanfragen an die Konstrukteure und Tragwerksplaner zurückgehen, deren Beantwortung Zeit, Energie und Geld kostet. Dies wiederum führt zu Engpässen in der Projektlaufzeit, Budgetüberschreitungen und dem Verlust von Gewinnspannen. Wenn andererseits die Fertiger und Bauunternehmen weitermachen, ohne das Modell zu hinterfragen, können kostspielige Nacharbeiten und andere Verschwendungen zu den gleichen Ergebnissen führen.

Ausführungsreife Modelle können diese Herausforderungen bewältigen. Je höher der LOD-Grad der modellierten Komponenten ist, desto mehr können die Projektbeteiligten davon profitieren. 

Dieser Wert wird realisiert durch:

• Bauingenieure und Tragwerksplaner die Informationsanfragen und Nacharbeit reduzieren können; 
• Fertiger, die Daten problemlos an die Fertigungsmaschinen übergeben und das Bauteil produzieren können;
• Bauunternehmen, die schnell und sicher die Aufträge umsetzen können, ohne in letzter Minute Probleme lösen zu müssen;
• den Generalunternehmer, dessen Projekt im Zeit- und Kostenrahmen bleibt, weil Fehler und Verzögerungen minimiert werden; und
• was vielleicht am wichtigsten ist, den Bauherrn, der am Ende ein qualitativ hochwertiges Bauwerk erhält, das im Kosten- und Zeitplan bleibt

Jede Information, die in ein Modell einfließt, hilft die Effizienz, Genauigkeit und Rentabilität zu steigern. Datenreiche Modelle ermöglichen intelligentere, inhaltsbasierte Arbeitsabläufe und sind das Herzstück eines wahrhaft ausführungsreifen Prozesses, bei dem alle Phasen und Gewerke miteinander verbunden sind. 

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