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2022 | Buch

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BIM im Immobilienbetrieb

Anwendung, Implementierung, Digitalisierungstrends und Fallstudien

herausgegeben von: Prof. Dr. Michael May, Prof. Dr. Markus Krämer, Maik Schlundt

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Dieses Fachbuch – nicht nur für Praktiker – beschäftigt sich mit allen Facetten und Fragestellungen der Anwendung von Building Information Modeling (BIM) im Immobilienbetrieb und Facility Management (FM).
Ausgehend von den Grundlagen und Vorzügen von BIM sowie dessen Entwicklung, werden alle Bereiche im Immobilienbetrieb beleuchtet, bei denen BIM sinnvoll eingesetzt werden kann. Dabei werden BIM- und CAFM-Grundlagen, moderne Digitalisierungstechniken, Datenstandards und Datenaustausch sowie Interoperabilität und Aspekte der Wirtschaftlichkeit von BIM-Projekten ausführlich erläutert. Das Vorgehen bei der BIM-Einführung, Anwendungsszenarien und konkrete Praxisbeispiele runden das Werk ebenso ab wie ein Blick in aktuelle Forschungsthemen und künftige Entwicklungen.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Die gebaute Umwelt, BIM und die FM-Perspektive

Zusammenfassung

In dem einführenden Kapitel wird die Bedeutung der Bau-, Immobilien- und FM-Branche nicht nur für die Weltwirtschaft, sondern auch für die Nachhaltigkeit und die Erfüllung der Sustainable Development Goals der Vereinten Nationen dargelegt. Diese Branchen durchlaufen alle eine digitale Revolution, wobei BIM von zentraler Bedeutung für die Digitalisierung der gebauten Umwelt und der damit verbundenen Prozesse ist. Ein wichtiger Aspekt hierbei ist die Schaffung und eiterentwicklung der digitalen Zwillinge.

Um die Herausforderungen zu meistern und die potenziellen Vorteile von BIM im Betrieb zu nutzen, müssen Auftraggeber und Facility Manager sowie weitere Stakeholder frühzeitig in den BIM-Prozess einbezogen werden. Sie müssen dabei sicherstellen, dass eine klare BIM-Strategie entwickelt wird, die dafür sorgt, dass die Informationsanforderungen mit der allgemeinen Unternehmensstrategie in Einklang gebracht werden. Diese Anforderungen müssen auf der Grundlage des Know-hows der FM-Teams entwickelt werden.

Außerdem muss es klare Pläne geben, um die BIM-Daten problemlos in betriebliche IT-Systeme übertragen bzw. mit diesen auf der Basis geeigneter Schnittstellen zuverlässig austauschen zu können. So stehen sie während der gesamten Lebensdauer von Immobilien für unterschiedlichste Nutzungszwecke zur Verfügung.

Simon Ashworth, Michael May

2. Digitalisierungstrends in der Immobilienbranche

Zusammenfassung

Die Digitalisierung ist in fast allen Bereichen ein wichtiger, in vielen Fällen sogar der wichtigste Innovationstreiber. Dies trifft auch auf die Immobilienbranche zu und damit insbesondere auf das Immobilien- und Facility Management.

Dabei arbeiten etablierte Technologien wie CAFM mit modernen Digitalisierungstrends wie IoT eng zusammen. Überall dort, wo es gelingt, unterschiedliche Technologien IT-gestützt zu integrieren, stellt sich auch der wirtschaftliche Erfolg schnell ein, denn es entfallen aufwändige und fehlerbehaftete Transformations- und Abstimmungsprozesse.

In diesem Kapitel werden Digitalisierungstrends vorgestellt, die für die Immobilienbranche bereits heute, aber noch viel stärker in Zukunft von Bedeutung sind. Hierzu zählen CAFM/IWMS, BIM, Mobile und Cloud Computing, Augmented Reality, Big Data, IoT, KI, Digital Workplce und Simulations- und Integrationstechniken.

Hierdurch soll nicht nur Experten, sondern in erster Linie interessierten Laien die Vielfalt der Technologien und deren Entwicklungspotenziale verdeutlicht werden.

Michael May, Thomas Bender, Joachim Hohmann, Erik Jaspers, Thomas Kalweit, Stefan Koch, Markus Krämer, Michael Marchionini, Maik Schlundt, Nino Turianskyj

3. Grundlagen

Zusammenfassung

In diesem Kapitel werden die für Facility Manager erforderlichen Grundlagen eines erfolgreichen Einsatzes der BIM-Methode aus Sicht des FM dargestellt. Ausgehend von den Entwicklungsstufen zum heutigen BIM-Verständnis werden auch die Grundlagen von CAFM-Systemen vorgestellt sowie deren Funktionsumfang und typische Herausforderungen von CAFM-Projekten mit Bezug auf die BIM-Methode.

Zur Beantwortung der zentralen Frage nach dem Nutzen von BIM für den Facility Manager werden wichtige BIM-Anwendungsfälle entlang der einzelnen Betriebsphasen von der Inbetriebnahme, über den Betrieb bis hin zu Sanierung und Umbau behandelt. Dies umfasst die Betrachtung wirtschaftlicher, technischer und vor allem auch organisatorischer Aspekte. Mit der Erläuterung des Prinzips von digitalen Zwillingen werden die Konzepte BIM, CAFM und IoT miteinander verbunden, um BIM-Modelle nicht nur zur statischen Beschreibung von Gebäuden zu nutzen, sondern im Kontext der dynamischen Gebäudenutzung für Vorhersagen des Gebäudeverhaltens und zur Optimierung der Energieeffizienz einzusetzen.

Die Umsetzung der BIM-Methode im FM, aber auch das Verständnis von BIM für Facility Manager in der Planungs- und Bauphase wird im anschließenden Abschnitt behandelt. Hierfür werden grundlegende Begriffsdefinitionen der BIM-Methode vorgestellt sowie verschiedene Stufen für die Einführung von BIM anhand des BIM-Reifegradmodells erläutert und typische zusätzliche Dimensionen von BIM für die Betrachtung von Zeit, Kosten und der Betriebssicht vorgestellt.

Um dies praktisch umzusetzen, müssen jedoch wichtige Grundlagen des modellbasierten Datenaustauschs beachtet werden. So werden die verschiedenen Formen bei der Nutzung offener (open) oder herstellerspezifischer (closed) Datenformate für die Zusammenarbeit mit BIM erläutert und praktische Ratschläge zur Definition von Liegenschaftsinformationsanforderungen (LIA) als Vorgabe von Anforderungen an das BIM aus FM-Sicht vorgestellt.

Markus Krämer, Thomas Bender, Joachim Hohmann, Erik Jaspers, Thomas Kalweit, Michael Marchionini, Michael May, Matthias Mosig

4. IT-Umgebungen für BIM im FM

Zusammenfassung

Der Einsatz der BIM-Methode als Treiber der Digitalisierung für den Betrieb von Immobilien erfordert neben der Einführung BIM-basierter Prozesse vor allem die Umsetzung einer passenden IT-Umgebung. Das Kapitel behandelt die wichtigsten, hierfür erforderlichen Aspekte.

Den Ausgangspunkt bildet das Konzept des digitalen Zwillings (Digital Twin), bei dem Modelle als virtuelles Pendant zur gebauten, physischen Umwelt eingesetzt werden. Der Abschnitt konzentriert sich auf das Zusammenspiel der Technologien und Systeme aus dem Bereich BIM, IoT, SCADA und CAFM.

Zur Beantwortung der Frage, welche Software-Werkzeuge die Anwendung der BIM-Methode in BIM-Projekten und der nachfolgenden Phase des Immobilienbetriebs bestimmen, werden anschließend wichtige BIM-Werkzeuge der Phasen Modellerstellung, Modellverwaltung, Qualitätssicherung und Modellnutzung vorgestellt, mit deren Hilfe digitale Verarbeitungsketten (engl. tool chains) umgesetzt werden können.

BIM-Autorenwerkzeuge werden zur Modellerstellung genutzt und unterscheiden sich je nach betrachteter Fachdisziplin und der von ihnen erzeugten, spezifischen Fachmodelle. So werden BIM-Autorenwerkzeugen zum Aufbau von Architekturmodellen, aber auch Werkzeuge der Ingenieurdisziplinen wie der Gebäudetechnik oder der Tragwerksplanung behandelt. Zur Abstimmung dieser Fachmodelle werden BIM-Werkzeuge zur Koordination und Modellverwaltung wie Projekträume, BIM-Server und BIM-Plattformen beschrieben, die durch BIM-Werkzeuge zur Qualitätssicherung ergänzt werden. Weitere Software-Werkzeuge zur Modellnutzung im Bereich Projektmanagement, Simulation, aber auch im CAFM schließen die Vorstellung der BIM-Werkzeuge ab.

All diese Werkzeuge müssen in BIM-Projekten, aber vor allem auch in der Phase des Immobilienbetriebs miteinander möglichst ohne Informationsverluste interagieren. Das Kapitel erläutert die hierfür erforderliche gemeinsame Datenumgebung (Common Data Environment – CDE). Während in der Planungs- und Bauphase BIM-Projekträume und BIM-Server die Umsetzung einer CDE in der Praxis bestimmen, erfordert die Phase des Immobilienbetriebs die Integration von CAFM- und ERP-Systemen mit BIM. Hierfür werden drei Integrationsszenarien vorgestellt, die in ein integriertes Asset-Information-Management-System als Kollaborationsplattform für den Betrieb münden.

Markus Krämer, Thomas Bender, Nancy Bock, Michael Härtig, Erik Jaspers, Stefan Koch, Marko Opić, Maik Schlundt

5. Datenmanagement und Datenaustausch für BIM und FM

Zusammenfassung

Schwerpunkt dieses Kapitels bilden die Daten, die für die Anwendung der BIM-Methodik im Immobilienbetrieb notwendig sind.

Es werden die Grundlagen des Datenmanagements vorgestellt. So wird erörtert, welche Art von Daten benötigt werden. Für die Erfassung von Daten bietet sich das 3D-Laserscanning an.

Für die weitere Verarbeitung und den Austausch der BIM-Daten haben sich unterschiedliche Formate und Methoden entwickelt. Diese und deren Einsatzzweck werden beschrieben.

Maik Schlundt, Thomas Bender, Nancy Bock, Michael Härtig, Markus Krämer, Michael May, Matthias Mosig, Marko Opić

6. Wirtschaftlichkeit von BIM im FM

Zusammenfassung

Die kontinuierliche weitere Anwendung der BIM-Methode auch in der Nutzungsphase von Gebäuden scheitert heute noch häufig an der Skepsis von FM- und/oder Eigentümer-Organisationen am wirtschaftlichen Nutzen des BIM-Einsatzes, vor allem, aber nicht nur, bei Bestandsimmobilien.

In diesem Kapitel werden zunächst grundlegende Treiber für die Wirtschaftlichkeit und den ROI des BIM-Einsatzes erläutert. Dies umfasst die Darstellung typischer Nutzeffekte der BIM-Methode in der Planungs-, Entwurfs- und Bauphase und stellt in diesem Kontext das Konzept eines „Digital Prototyping“ und eines „Digital Life Cycle Managements“ vor. Diese prozessbezogene Betrachtung von Nutzeffekten wird um die qualitäts- und ressourcenbezogene Betrachtung der Wertschöpfung ergänzt, wobei Vorteile der BIM-Methode durch eine niederschwellige, frühzeitige Anwendung von Simulationsverfahren u.a. bzgl. der Aspekte Flächen- und Energieeffizienz mit praktischen Beispielen vorgestellt werden. In der anschließenden Betriebs- und Nutzungsphase werden Nutzeffekte von BIM-Anwendungsfällen zur Reduzierung der Prozessdurchlaufzeiten wichtiger Bewirtschaftungsprozesse, wie z. B. von Instandhaltungsprozessen vorgestellt. So wird u. a. ausgeführt, wie BIM-Modelle als „Enabler“ den Einsatz innovativer Technologien wie Augmented- oder Mixed Reality ermöglichen. Abschließend werden Beispiele für die Reduzierung externer Sachkosten durch BIM vorgestellt, z.B. zur Vermeidung der regelmäßig entstehenden Erfassungskosten bei einem Wechsel von Dienstleistungsunternehmen.

Im letzten Abschnitt wird ein neuer Ansatz zur Bewertung der BIM-Nutzeffekte vorgeschlagen. So wird der in der Praxis etablierte Ansatz der Balanced Scorecard (BSC) auf die Bewertung von BIM-Nutzeffekten übertragen. Auch hier gilt, dass der BIM-Einsatz zumeist nicht ausschließlich durch finanzielle Einsparungen gerechtfertigt werden kann. Vielmehr muss eine Entscheidung ebenfalls von dem häufig qualitativen Nutzen des BIM-Einsatzes für Kunden, der eigenen Prozessorganisation oder der eigenen Innovationsfähigkeit abhängig gemacht werden. Der Abschnitt schließt mit der Darstellung eines Vorgehens in fünf Schritten für die praktische Anwendung der BSC-basierten Bewertung im Kontext des BIM-Einsatzes.

Markus Krämer, Thomas Bender, Matthias Mosig, Marco Opić

7. BIM-Einführung in FM-Organisationen

Zusammenfassung

In diesem Kapitel wird darauf eingegangen, wie BIM im Immobilien- und Facility Management erfolgreich implementiert werden kann. Dazu werden die Stakeholder bezogen auf das Datenmanagement vorgestellt. Während BIM den Planern und Architekten als unmittelbares Werkzeug dient und sie entsprechend großen Anteil an Entscheidungen in der Entwurfs- und Planungsphase haben, werden Fragen zum späteren Objektbetrieb meist erst sehr spät im Projekt gestellt. Dabei arbeitet das Facility Management über den mit Abstand längsten Zeitraum mit den BIM-Daten und ist darüber hinaus ein wesentlicher Garant für die Pflege der Modelle und insbesondere eines digitalen Zwillings.

Erst die Berücksichtigung der konkreten Anforderungen des Immobilien- und Facility Management führt zu einem ganzheitlichen Erfolg der BIM-Methode.

BIM kann bereits während der Bauausführung und in der Inbetriebnahmephase wichtige Daten für das FM liefern. Um BIM in allen FM-Prozessen erfolgreich einsetzen zu können, ist die Ausführung eines BIM-Modells als Digitaler Zwilling hilfreich. Insbesondere für die weitere Digitalisierung von Immobilien spielt das BIM-Modell eine wesentliche Rolle.

Maik Schlundt, Thomas Bender, Michael Härtig, Erik Jaspers, Marko Opić

8. BIM in FM-Anwendungen

Zusammenfassung

Zunehmend erkennen Immobilien- und Facility Manager, welchen Mehrwert ihnen die Nutzung von Daten aus BIM-Modellen während des Betriebs von Immobilien bietet. Hierauf reagieren die Anbieter von CAFM-Software, indem sie Schnittstellen zu BIM-Software bereitstellen und mit diesen Systemen Daten austauschen. Diese Entwicklung wurde maßgeblich von GEFMA gefördert, indem bei der Zertifizierung von CAFM-Software gemäß GEFMA Richtlinie 444 seit 2018 nun auch Funktionen zum BIM-Datenaustausch geprüft werden. Gut 70% aller zertifizierten Systeme konnte inzwischen die Funktionen aus dem BIM-Katalog A15 erfolgreich nachweisen. Dies ist ein Indiz dafür, dass BIM im FM-Bereich angekommen ist. Hierbei unterstützen die CAFM-Systeme sowohl Open-BIM- als auch Closed-BIM-Formate. Einige Systeme interagieren aber auch direkt mit BIM-Authoring-Tools.

Außerdem werden die Vorteile einer Kollaboration zwischen ERP und BIM erörtert. ERP-Systeme bilden vorzugsweise die Organisation und Prozesse ab, während BIM ein digitales Abbild der Immobilien liefert. Vorteile ergeben sich insbesondere da, wo der Zugriff auf Daten des BIM-Modells bzw. eines Digitalen Zwillings seitens des ERP-Systems erforderlich oder sinnvoll ist.

Schließlich wird der Vorteil des Einsatzes von kooperativen, oftmals cloudbasierten Plattformen (insbesondere Common Data Environments) thematisiert. Dabei wird auf die Bedeutung von standardisierten Modellen für den Datenaustausch im gesamten FM- und Immobilien-Umfeld hingewiesen. Diese Plattformen bieten künftig die Möglichkeit Daten aus heterogenen Systemlandschaften zentral zusammen zu führen und umfassend auszuwerten.

Michael May, Nancy Bock, Michael Härtig, Joachim Hohmann, Markus Krämer, Bernd Limberger, Marko Opić

9. BIM im Immobilienbetrieb – Fallstudien

Zusammenfassung

Immer noch ist es nicht einfach erfolgreiche Fallbeispiele für den Einsatz von BIM im Immobilienbetrieb zu finden. Der GEFMA-Arbeitskreis Digitalisierung hat innerhalb der letzten Jahre praktische Beispiele gesammelt und aufgearbeitet, so dass in diesem Kapitel mittlerweile 11 nationale und internationale BIM-FM-Projekte vorgestellt werden können. Dabei werden so unterschiedliche Anwendungsbereiche herausgegriffen wie: Medien, Pharma, Bank, Museum, Technologiepark, Energieversorger, Flughafen, Verwaltung und Kommune. Aus diesen Beispielen lassen sich Erfahrungen und Erkenntnisse sowie Anregungen für eigene BIM/FM-Projekte gewinnen. Auch lassen sich realistische Anforderungen an eine erfolgreiche technische Umsetzung ableiten.

Maik Schlundt, Simon Ashworth, Thomas Bender, Asbjörn Gärtner, Michael Härtig, Reiko Hinke, Markus Krämer, Michael May, Matthias Mosig

10. BIM-Perspektiven im Immobilienbetrieb

Zusammenfassung

Das Kapitel beginnt zunächst mit einer kritischen Betrachtung von BIM im Immobilienbetrieb. Noch entspricht der Umfang an Produktankündigungen, Veranstaltungen und Veröffentlichungen im Bereich BIM nicht dem Umfang tatsächlich umgesetzter Projekte. Im Folgenden wird aufgezeigt, was die aktuelle und in den letzten Jahren abgeschlossene Forschung bietet, um bestehende Hindernisse für Einsatz der BIM-Methode im Immobilienbetrieb zu beseitigen und Potentiale zu erschließen.

Ausgehend von einem Überblick der wichtigsten Initiativen im Bereich der Standardisierung, führt das Kapitel zunächst Forschungsaktivitäten zur digitalen Erfassung von Bestandsgebäude aus. So werden Forschungsansätze zur (teil-)automatisierten Verarbeitung von 3D-Punktwolken aus 3D-Laserscans oder der fotogrammetrischen Erfassungen für die Erstellung von BIM-Modellen von Bestandsgebäuden vorgestellt (Scan2BIM). Ein weiterer Forschungsbereich betrifft das Management von BIM-Modellen selbst über die Nutzungsphase. So werden innovative Ansätze eines Common Data Environment für den Immobilienbetrieb auf Basis virtueller Integration nach dem Linked-Data-Prinzip erläutert sowie die Entwicklungen einer offenen Plattformen zur Auswahl und Unterstützung durchgängiger, digitaler Verarbeitungsketten (Tool Chains) für BIM-Prozessen vorgestellt. Im Bereich der Visualisierung und der Virtual, Augmented oder Mixed Reality werden an Hand ausgewählter Forschungsergebnisse auch erste praktische Umsetzungen vorgestellt.

BIM eröffnet neue Möglichkeiten, um das Know-how des FM einfacher auch für die Planung zu nutzen. Der Abschnitt zeigt Forschungsinitiativen zur Entwicklung von Assistenzsystemen bis zu einem Framework für BIM-basierte Knowledge-Management-Systeme. Dabei gilt es auch, Wissen aus dem Immobilienbetrieb für Praktiker, Auszubildende und Studierende effizient und praxisnah zu vermitteln. Hierfür werden neue Möglichkeiten durch den Einsatz von 3D-Spielumgebungen in sogenannte Serious Games vorgestellt.

Abschließend adressiert das Kapitel den Forschungsschwerpunkt Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und CO₂-Optimierung. So werden Ansätze zum Einsatz von BIM zur vereinfachten Erstellung von Ökobilanzen mit IFC-basierten Bauwerksmodellen vorgestellt sowie die Entwicklungen einer offenen Plattform zur Berechnung und Optimierung des CO₂-Fussabdruck von Facility Services im Immobilienbetrieb. Ansätze zur Erforschung und Erprobung von Zukunftsszenarien für Smart Buildings runden das Kapitel ab.

Markus Krämer, Simon Ashworth, Michael Härtig, Michael May, Maik Schlundt

11. Anhang 1: Checkliste zur Einführung von BIM im FM

Zusammenfassung

In dieser Checkliste sind die wesentlichen Aufgaben für die Einführung von BIM im FM zusammengefasst. Die in dieser Checkliste beschriebenen Inhalte sind als Leitfaden und konkrete Hilfestellung zu verstehen und sollen einen wesentlichen Beitrag für eine erfolgreiche BIM-im-FM-Implementierung leisten.

Thomas Bender, Matthias Mosig

12. Anhang 2: Übersicht Standardisierungsinitiativen

Zusammenfassung

Die in diesem Anhang aufgeführten Initiativen verfolgen die Standardisierung von Daten oder Austauschformaten im Umfeld BIM2FM mit unterschiedlichen Ansätzen und Ausprägungen. Dieser Auszug erhebt nicht den Anspruch auf Vollständigkeit und soll der Orientierung dienen. Darüber hinaus gibt es zahlreiche weitere Initiativen wie z. B. von Herstellerverbänden mit sehr spezifischen Produktstandards.

Matthias Mosig, Marko Opić

Backmatter

Titel: BIM im Immobilienbetrieb
herausgegeben von: Prof. Dr. Michael May
Prof. Dr. Markus Krämer
Maik Schlundt
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-36266-9
Print ISBN: 978-3-658-36265-2
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-36266-9