Qualitätssicherung im BIM-Planungsprozess

Die Qualitätssicherung in einem Bauvorhaben – egal ob Hochbau, Tiefbau- oder Infrastrukturprojekt – beginnt bereits vor der ersten Entwurfszeichnung. Die Entscheidung, mit welchen Werkzeugen ein Architektur- oder Ingenieurbüro an die Bearbeitung der Projektidee geht, ist dabei elementar verknüpft mit der Qualität und Prüfbarkeit des über den Planungsverlauf entwickelten Gebäudemodells. Sind die BIM-Planungssoftware und die Tools für das Qualitätsmanagement gut gewählt, ermöglicht dies die frühzeitige vertiefte Koordination der eigenen Planung und der eingebundenen Fachplaner. Das gilt jedoch ebenso im Umkehrschluss: Ungenügende Software mit schlechten Schnittstellen zu der Fachsoftware der Partner sowie vor allem unzureichende Schulungen der einzelnen Beteiligten erschwert eine reibungsarme Projektumsetzung – und das von der ersten Planbesprechung bis zur Übergabe und im Gebäudebetrieb. Essentiell ist darüber hinaus zu Beginn des Projektes ein gemeinsames Commitment zwischen den Planungsbeteiligten und das gegenseitige Verständnis über die Möglichkeiten der verwendeten Programme.

Das Qualitätsmanagement früh verankern

Vor allem, wenn der Zeitdruck hoch ist, ist es für die Auftraggeber wichtig, den Planungsstand regelmäßig und in definierter Art und Weise überprüfen zu können. Die logische Konsequenz daraus ist, Qualitätsprüfung und Qualitätssicherung bereits früh im Projekt zu verankern. Neben den klassischen und altbekannten Projektmanagement-Tools, die vor allem Projektsteuerer oder Generalplaner seit vielen Jahren effektiv nutzen, gibt es planungsspezifische Programme für die modellbasierte Qualitätsprüfung. So ist mit „Solibri“, das als Besonderheit eine regelbasierte Qualitätskontrolle bietet, die Prüfung der verschiedenen BIM-Fachmodelle und ihr Abgleich mit dem Architekturmodell des Architekten verlässlich möglich. Die Funktionsweise ist in den gängigen Programmlösungen gleich: In der BIM-Planungssoftware des Architekten, beispielsweise in „Archicad“, wird eine IFC-Austauschdatei des Architekturmodells erzeugt.

Für das Wiener Architekturbüro Franz&Sue ist ihr Bürositz, der „Stadtelefant“, von besonderer Bedeutung: Eingebettet in ein  Wohngebiet ist das Quartiershaus Bürogebäude und Architektur-Cluster und zeigt, wie interdisziplinäre Zusammenarbeit funktionieren kann.
Foto: Andreas Buchberger

Diese lässt sich in das Prüfprogramm einlesen und mit den anderen Fachplanungen (die Fachplaner liefern ebenfalls IFC-Dateien) abgleichen und als Problempunkte, sogenannte Issues, protokollieren und bewerten. Es gibt darüber hinaus eine weitere Möglichkeit. Über ein „Connection“ genanntes Add-On zwischen „Archicad“ als Modellierungssoftware und „Solibri“ als Prüfprogramm kann das Modell direkt aus „Archicad“ übergeben und in „Solibri Office“ überprüft werden, was bidirektional möglich ist. Das heißt, in „Solibri“ bearbeitete Elemente werden parallel in „Archicad“ markiert, korrigiert und umgekehrt. Dieses ergänzende Qualitätsmanagement erfordert Zeit und Ressourcen, die in klassischen Leistungsbildern bisher nicht abgebildet sind und daher zusätzlich von den Auftraggebern beauftragt werden.

Hohe Kostensicherheit und weniger Fehler

Was als Issue zugeordnet wird und wie notwendig dessen schnelle Korrektur ist, ist bereits im Prüfprogramm als Standard hinterlegt oder lässt sich über eigene Regeln individuell festlegen. Diese Regeln zu erstellen erfordert Fachwissen und Abstimmung zwischen Auftraggebern und Planern. Hierfür sind ebenso Zeit und Kapazität zu kalkulieren. Die Issues werden nach der Prüfung als detailliertes Protokoll durch das für die BIM-Koordination beauftragte Architekturbüro ausgegeben und von einem versierten BIM-Projektarchitekten oder internen BIM-Manager bewertet und zur weiteren Bearbeitung weitergeleitet. Die Fachplaner korrigieren ihre Fachmodelle und schicken eine neue IFC-Datei zurück an das koordinierende Büro. Danach wird ein neuer Prüfprozess angestoßen. Viele Kollisionen und Fragen in der Projektabstimmung lassen sich über diese Arbeitsweise früh erkennen und rechtzeitig eliminieren. Die Vorteile, die sich aus regelbasierter Qualitätskontrolle und Qualitätsmanagement ergeben, liegen auf der Hand: Das Gebäudemodell, das mit Baubeginn vorliegt, wird für die ausführenden Firmen automationsgestützt und tiefgreifender kalkulierbar und mit deutlich weniger Fehlerpotential in die Realität umgesetzt.

Vernetzte Strukturen und interdisziplinäre Zusammenarbeit

Die enge Zusammenarbeit über Fachdisziplinen hinweg und Teamwork werden immer wichtiger. Für das Wiener Architekturbüro Franz&Sue ist ihr Bürositz, der „Stadtelefant“ im Sonnenwendviertel, daher von besonderer Bedeutung. Eingebettet in ein neues Wohngebiet, ist das Quartiershaus Bürogebäude und Architektur-Cluster in einem und zeigt, wie interdisziplinäre Zusammenarbeit funktionieren kann. Verschiedene Unternehmen aus dem Architekturbereich sind hier unter einem Dach vereint. Kurze Wege, schneller Know-how-Transfer und flexible Arbeits- sowie Bürostrukturen zeichnen das Stadtelefant-Konzept aus. Davon profitieren ebenso Franz&Sue: Mit ANull ist ein kompetenter Partner für alle Fragen der BIM-Implementierung und Architektursoftware im eigenen Haus. Darüber hinaus besteht mit dem Tragwerksplanungsbüro Petz ZT im Dachgeschoss des Stadtelefanten eine enge Zusammenarbeit. Beide Büros planen gemeinsam an Projekten sowie in einer Projektdatei, teilen sich Datenleitung und Server-Struktur für ihre Kollaboration im Planungsprozess und können so am gemeinsamen File die Vorteile der integralen BIM-Planung leben.

Einblick in eine der Büroetagen: Franz&Sue sind meist als Generalplaner tätig. Das heißt, dass sie die Planungen der Fachingenieure koordinieren und eine modellbasierte, integrale Planung mit allen Partnern vorantreiben können.
Foto: Louai Abdul Fattah

Franz&Sue setzen konsequent „Archicad“ als BIM-Planungslösung und „Solibri“ als regelbasiertes Tool zur Qualitätssicherung und BIM-Qualitätskontrolle ein. Mit etwa 90 Mitarbeitern gehören sie zu den großen und über Österreich hinaus bekannten Wettbewerbsbüros. Die Vielzahl der Projekte werden nach einem Wettbewerbsgewinn beauftragt. Franz&Sue sind meist als Generalplaner tätig. Das heißt, dass sie die Planungen der Fachingenieure koordinieren und eine modellbasierte, integrale Planung mit allen Partnern vorantreiben können. Die Bandbreite der realisierten Bauten reicht von Wohngebäuden und öffentlichen Projekten über Schulen und Forschungsbauten bis zur neuen U-Bahnlinie 5 in Wien. Eine besondere Expertise des Architekturbüros liegt dabei im Schulbau.

Erst die Infrastruktur,danach die Flächenentwicklung

Eines der ersten Vorhaben, das als BIM-Projekt für die öffentliche Hand entsteht, ist der Neubau der Wiener Volks- und Neuen Mittelschule im Stadtteil Kagran. Franz&Sue gingen aus einem offenen EU-weiten Wettbewerb als Gewinner hervor und planen den Neubau als Generalplaner und BIM-Gesamtkoordinator. Anders als beispielsweise in Deutschland, muss in Österreich für die Erschließung größerer Stadtentwicklungsgebiete zuerst die komplette Infrastruktur entstehen. Dazu gehören unter anderem Schulen und Kindergärten. Erst mit deren Fertigstellung können die Flächen fertig entwickelt, vermarktet und besiedelt werden.

Eines der ersten Vorhaben, das als BIM-Projekt für die öffentliche Hand entsteht, ist der Neubau der Wiener Volks- und Neuen Mittelschule im Stadtteil Kagran. 
Bild: Franz&Sue, Wien

Die Stadt Wien entwickelte im Rahmen ihres Pilotprojekts für insgesamt drei zu planende Schulen ein detailliertes Anforderungsprofil für die Verwendung von BIM. Es gibt ein umfassendes Pflichtenheft der Auftraggeberin (AIA – Auftraggeber-Informationsanforderungen), das die Projektparameter sowie wichtige Planungsinhalte und -ziele definiert. Bereits vor Projektbeginn formulierten Franz&Sue darauf basierend eine passende Struktur für ein effizientes Qualitätsmanagement in Modellierung und weiterer Planung. 

Pilotprojekt mit großer Strahlkraft

Die Durcharbeitung des Architektenentwurfes und die Gesamtrealisierung erfolgt hier äußerst forciert, um die erforderliche Infrastruktur in dem wachsenden Stadtgebiet rechtzeitig zu Verfügung stellen zu können. Sophie Wiedemann, BIM-Managerin bei Franz&Sue, macht die Herausforderungen deutlich: „Es ist ein Pilotprojekt. Die Zusammenarbeit mit den anderen Fachplanern ist somit ein erstes, gegenseitiges Kennenlernen. Wir sind gemeinsam im ständigen Austausch. Die Planungsarbeit ist dabei keine Sackgasse, sondern eine konsequente Weiterentwicklung auf allen Seiten.

In der Abbildung ist das Gebäudemodell der Wiener Volks- und Neuen Mittelschule als Drahtmodell visualisiert.
Bild: Franz&Sue, Wien

Einerseits herrscht ein hoher Zeitdruck in diesem Projekt, andererseits zeigt die Stadt Wien parallel große Flexibilität und bietet umfassende Unterstützung. Die Partnerschaftliche Zusammenarbeit funktioniert überdies mit den Fachplanern gut. Wir sehen in diesem Pilotprojekt einen großen Mehrwert und streben bei anderen Bauvorhaben ebenso die Zusammenarbeit mit unseren Fachplanern im BIM-Prozess an.“

Eine umfassende Qualitätskontrolle ist vorgeschrieben

In den AIA und im BAP (BIM-Abwicklungsplan) ist definiert, wie der Austausch zwischen Architekten und Fachplanungen erfolgt. Von Vornherein gab es von Seite der Stadt Wien die Vorgabe einer BIM-basierten Qualitätskontrolle für alle Planungspartner. Sämtliche Vorgaben zu Planungstiefe, Inhalten, Modellierungsqualität, Abgabeterminen, Umfängen, Prüfzyklen und wichtige Projektziele sind in den AIA formuliert. Die Inhalte des BAP werden im Planungsfortschritt angepasst. Für die Modellprüfung in „Archicad“ und die regelbasierte Qualitätskontrolle in „Solibri“ gilt gleichermaßen: Der reibungslose Ablauf funktioniert, da alle Beteiligten lösungsorientiert und flexibel zusammenarbeiten.

Modellvergleichsprüfung in „Solibri“ am Beispiel der Wandbauteile. Die schnelle Modellprüfung des Architekturmodells ist aber bereits direkt in „Archicad“ möglich. Bei Franz&Sue laufen in der BIM-Koordinierung die verschiedenen Fachplanungen zusammen.
Bild: Franz&Sue, Wien

Bei Franz&Sue laufen in der BIM-Koordinierung die verschiedenen Fachplanungen zusammen. Die Prüfroutinen, mit denen die Fachmodelle und das Architekturmodell „gematcht“ und in Koordinierungsterminen besprochen werden, unterscheiden sich nach jeweiligem Planungsschwerpunkt. Sind zum Beispiel primär Architekt und Tragwerksplaner eingebunden, erfolgt die gemeinsame Begutachtung und die Korrektur der Issues direkt im Statikprogramm des Tragwerksplaners und in „Archicad“. Im Nachgang liegt eine koordinierte Planung vor, die intern von BIM-Managerin Sophie Wiedemann und extern sowie abschließend vom BIM-Projektsteuerer des Auftraggebers geprüft wird.

Nicht jeder Fehler stellt ein Problem dar

Abgeglichen werden verschiedene Aspekte der BIM-Planung: Kollisionen im Modell, normative Vorgaben und Richtlinien als Plausibilitätsprüfungen, hinterlegt als Prüfregeln in der Prüfsoftware „Solibri“. Eine Besonderheit ist das Zusammenspiel von „Archicad“ und „Solibri“ über die „Solibri Connection“ zwischen beiden Software-Lösungen: Jede Änderung der Geometrie in „Archicad“ wird direkt ins Prüfmodell in „Solibri“ übertragen und umgekehrt. Hinzu kommt die schnelle Modellprüfung des Architekturmodells, die bereits direkt in „Archicad“ möglich ist.

„Solibri“ bietet als Besonderheit eine regelbasierte Qualitätskontrolle, die die Prüfung der verschiedenen BIM-Fachmodelle und ihren Abgleich mit dem Architekturmodell verlässlich ermöglicht.
Bild: Franz&Sue, Wien

Dazu Projektleiter und BIM-Fachkoordinator Thomas Karl, Franz&Sue: „Wir versuchen bereits möglichst viel direkt mit ,Archicad‘ umzusetzen und hier beispielsweise die visuelle Prüfung unseres Architekturmodells vorzunehmen. Im Moment nutzen wir das für uns neue Programm „SolibriConnection“ zwischen den Programmen noch nicht, werden damit aber in Kürze starten. Wir schreiben aus der „Archicad“-Planungsdatei eine IFC-Datei heraus, die dann in ,Solibri‘ ausgewertet wird. Mit Hilfe der vom Auftraggeber vorgegebenen und zusätzlich von uns aufgestellten standardisierten Regeln, können wir Fehlerquellen früh erkennen. So haben wir für jedes Projekt schon ab dem Vorentwurf quasi in Echtzeit eine hohe Planungssicherheit. Das ersetzt jedoch nicht den versierten Planer am Monitor, der in ,Solibri‘“ ausgewiesene Bauteilkollisionen sichtet und bewertet. Denn nicht jeder kleine als Fehler markierte Bereich bedeutet automatisch ein großes Problem. Das Um und Auf sind daher erfahrene und gut ausgebildete Spezialisten, die den komplexen BIM-Prozess steuern, bewerten und bedienen.“

Erreichbare Ziele definieren

Die Stadt Wien beschreitet neue Wege mit den drei Schulen, exemplarisch nach der BIM-Methode und einem umfassenden BIM-Leistungskatalog geplant. Und sie wünscht sich umfassendes BIM-Know-how von ihren Planungspartnern. BIM-Einsteigern und kleineren Büros ohne BIM-Abteilung sollte der Zugang zu Wettbewerben oder Ausschreibungen jedoch weiter möglich sein. Franz&Sue-Geschäftsführer Michael Anhammer: „Die Auftraggeber sollten erreichbare Hürden definieren. Denn fairerweise müssen selbst wir mit unserem großen Erfahrungsschatz sagen: Auch wir lernen täglich dazu, wie wir in BIM-Projekten zusammenzuarbeiten. Niemand ist derzeit in der Lage, viele Jahre Projekterfahrung mit BIM vorzuweisen. Die öffentliche Hand sollte es ermöglichen, dass sich möglichst viele Büros das BIM-Know-how aneignen. Die Vielfalt der Planungskultur ist weiterhin wichtig, und es sollte auch kleineren Büros möglich sein, die Referenzen nachzuweisen. Und allen Beteiligten muss klar sein, dass mit BIM die Planungsqualität aber auch der Planungsaufwand steigen und dies entsprechend honoriert werden muss.“