BIM von A bis Z: Schnittstelle zum Facility Management

FM beschreibt eine Managementdisziplin, die über den gesamten Lebenszyklus agiert und die den Fokus auf Sekundärprozesse von Immobilien legt [2]. Unter Sekundärprozessen werden die Prozesse verstanden, die nicht dem eigentlichen Geschäftszweck (den sog. Primärprozessen, z. B. der Produktion von Automobilen oder Medikamenten) dienen. Hierunter fallen insbesondere der Erhalt und die Bewirtschaftung von Bausubstanz, Technischen Anlagen und Einrichtungen (z. B. Gebäude, in denen die Produktion oder Entwicklung stattfinden).

Leistungen des FM

Im Rahmen der Leistungserbringung stellt das FM Dienstleistungen bereit, die auf operativer Ebene als sogenannte FM-Services bezeichnet werden. Diese lassen sich im Rahmen des Gebäudemanagements in:

Infrastrukturelles Gebäudemanagement, z. B. Hausmeisterleistungen, Reinigung, Catering bzw. Verpflegungsdienste, interne Postdienste oder Sicherheitsdienste,

technisches Gebäudemanagement, z. B. Instandhaltung, Betrieb, Dokumentation oder Verfolgung der Gewährleistung  sowie

kaufmännisches Gebäudemanagement, wie Beschaffungsmanagement, Vertragsmanagement oder Objektbuchhaltung

unterteilen [3]. Während sich die zuvor genannten Leistungen des Gebäudemanagements vor allem auf die Nutzungsphase beziehen, agiert das FM per Selbstverständnis und Definition im gesamten Lebenszyklus der Immobilie. Hierbei soll die Planung mitgestaltet werden, die Ausführung begleitet und auch die Verwertung mit in die Leistungen des FM einbezogen werden. Dadurch wird es dem FM mit geeigneten Instandhaltungsstrategien möglich, die Immobilie optimal – d.h. kostenoptimiert, effizient und nachhaltig – über den gesamten Lebenszyklus zu bewirtschaften.

Tatsächlich wird das FM in den meisten Projekten vor allem in der Nutzungsphase eingesetzt und wird erst kurz vor oder während der Inbetriebnahmephase eingebunden. In der Praxis hat sich gezeigt, dass Immobilien, bei denen ein planungs- und baubegleitendes FM genutzt wurde über den gesamten Lebenszyklus effizienter und kostengünstiger agieren [4].

Um die Leistungen zu erbringen, benötigt das FM Bestandsdaten, Prozessdaten und sonstige Daten. Bestandsdaten sind statische Daten, die das Bauwerk nebst technischen Anlagen beschreibt (z. B. Planunterlagen oder alphanumerische Daten). Prozessdaten wiederum beschreiben die Daten, die für die Leistungserbringung relevant sind, hierzu zählen Auftragsdaten für die Planung, Durchführung und Nachverfolgung von Leistungen, Zustandsdaten, die den Zustand der Facilities beschreiben und Verbrauchsdaten, die die Medienverbräuche über einen bestimmten Zeitraum wiedergeben. Daneben existieren noch sonstige Daten, wie Leistungskataloge oder kaufmännische Daten [5]. Die Daten sind in Bild 1 dargestellt.

Potenziale von BIM im FM

Die Nutzung von BIM im FM führt zu verschiedenen Optimierungspotenzialen, die nicht nur in der Anwendung von Datenformaten liegen, sondern insbesondere auch in einer verbesserten Kommunikation. In Teil 1 unserer Serie haben wir bereits BIM als Methode beschrieben und insbesondere für das FM ist BIM auch als neue Methode, die das FM integriert, als Vorteil zu sehen.

In der Planung wird – bei idealer Umsetzung der BIM-Methodik – das FM von Beginn an eingebunden, was zu einer optimierten Planung unter Einbeziehung von Aspekten und Anforderungen des FM führt. In der Praxis geschieht dies aktuell noch viel zu selten; um einen lebenszyklusübergreifenden BIM-Ansatz zu nutzen, ist dieses Potenzial jedoch unbedingt auszuschöpfen. Darüber hinaus können Visualisierungen und Simulationen zu einem besseren Verständnis des Gebäudes führen. Auf dieser Grundlage kann eine optimierte Entscheidungsfindung aufgrund von Variantenbetrachtung getroffen werden.

Während der Ausführung kann das FM mithilfe des digitalen Bauwerksmodells an der Qualitätskontrolle beteiligt werden. Die Nutzung der BIM-Methodik kann an der Übergabe zum FM zu einer Reduzierung von Datenverlusten und Vermeidung von Mehrfacherfassung führen, sodass Zeitreduzierung für diese Tätigkeit entsteht und das FM optimal in die Bewirtschaftung des Gebäudes starten kann. Für das FM ergibt sich außerdem eine Optimierung in der Ausschreibung von FM-Leistungen aufgrund von Möglichkeiten der Kalkulation und Massenermittlung mithilfe des digitalen Bauwerksmodells.

Auch in der Gebäudenutzung entstehen durch den Einsatz der BIM-Methodik Potenziale, die insbesondere aus einem besseren Verständnis des Gebäudes resultieren. Darüber hinaus können mithilfe des Modells Objekte besser lokalisiert werden (z. B. bei Entstörungen) was insbesondere zu Beginn der Nutzung zu Zeitreduktionen führt. Darüber hinaus stehen dem FM bessere Analyse und Auswertemöglichkeiten sowie eine größere Datenbasis für Dienstleistungen des FM zur Verfügung.

Anwendungsfälle BIM im FM

Für das FM existieren verschiedene Anwendungsfälle, die sich über die verschiedenen Phasen des Lebenszyklus verteilen. Nachfolgend werden insbesondere die Anwendungsfälle dargestellt, die auf die Inbetriebnahme und den Betrieb referenzieren. Die Zuordnung zu den Lebenszyklusphasen der einzelnen Anwendungsfälle, auf die im Folgenden eingegangen wird, ist in Bild 2 dargestellt.

In der Inbetriebnahme steht der Anwendungsfall Datenüberführung ins Computer Aided Facility Management (CAFM)-System im Fokus. Bei CAFM-Systemen handelt es sich um ein Softwaresystem, das das FM bei der Durchführung seiner Leistungen unterstützt und zu den verschiedenen FM-Services Funktionalitäten und Anwendungsdaten bereitstellt [6]. CAFM-Systeme sind datenbankorientiert, sodass alphanumerische Daten im Fokus stehen. Weitere Anwendungsfälle bestehen in der BIM-basierten Ausschreibung von FM-Dienstleistungen mit Mengen- und Massenermittlungen (z. B. Anzahl von Brandschutzklappen) sowie der BIM-basierten Erstellung von Checklisten mit Herstelleranforderungen und Wartungszyklen. Hierfür ist es jedoch notwendig, dass die notwendigen Daten (z. B. Einbau- und Inbetriebnahmedatum, Hersteller, Wartungszyklen) in das digitale Bauwerksmodell eingepflegt oder damit verknüpft werden.

Im Betrieb existieren Anwendungsfälle, wie Visualisierung von Sachdaten für Auswertungszwecke, die mithilfe des digitalen Gebäudemodells erstellt werden können oder aber auch das Fortschreiben von CAFM-Daten und der Modellierung des digitalen Bauwerksmodells. Der Anwendungsfall Datenübernahme aus CAFM ins BIM-Modell wird insbesondere bei Dienstleisterwechseln eingesetzt. Darüber hinaus kann der Anwendungsfall BIM-basierte Umbauplanung eingesetzt werden.

Datenverluste zwischen Planung/ Ausführung und FM

Insbesondere an der Schnittstelle zwischen der Planung und Ausführung und dem FM treten Datenverluste auf. Aber auch während der Nutzungsphase kommt es regelmäßig zu Datenverlusten, vor allem bei Dienstleisterwechseln, da Daten nicht neutral zwischen den verschiedenen Softwaresystemen ausgetauscht werden. Dies führt dazu, dass

keine exakten Daten über die Performance von Bauwerken bestehen,

die Leistungserbringung des FM bei Dienstleisterwechseln zunächst leidet und

die technischen Anlagen in Gebäuden nicht optimal im Lebenszyklus betrieben und instandgehalten werden können.

Die Gründe für die Medienbrüche lassen sich auf drei wesentliche Faktoren zurückführen. Erstens fehlen noch geeignete Standards bzw. werden vorhandene Standards nicht gefordert oder in den Softwaresystemen nicht neutral umgesetzt. So kann ein IFC-Modell in zwei verschiedenen Softwaresystemen unterschiedlich dargestellt werden. Zweitens mangelt es an Kommunikation, das bedeutet, dass das FM regelmäßig nicht klar seine benötigten Daten und das Ziel der BIM-Nutzung definiert. Hier ist es notwendig, dass auch vonseiten der TGA zu Beginn des Projektes unterstützt wird. Drittens bestehen rechtliche Bedenken bei der Weitergabe und Nutzung der digitalen Bauwerksmodelle, da die Rechtslage aktuell teilweise noch unklar ist.

Es bleibt jedoch festzuhalten, dass insbesondere die ersten beiden Aspekte, Datenformate und Kommunikation, entscheidende Erfolgskriterien sind, auf die wir in den nachfolgenden Abschnitten eingehen werden.

Austauschformate von FM-Daten

Insbesondere drei Datenformate spielen für die Nutzung von BIM im FM eine Rolle, nämlich die Industry Foundation Classes (IFC), das Format Construction-Operation Building information exchange (COBie) sowie das deutschsprachige Datenformat CAFM-Connect. Daneben existieren noch weitere Datenformate, die für das FM relevant sind, wie Brickschema oder ProjectHaystack, die an dieser Stelle nicht weiter betrachtet werden.

IFC

Die IFC stellen ein zentrales Datenformat für das FM dar. Aktuell existiert in IFC 4.3 zwar keine separate FMDomain mehr (in IFC 2x3 existierte diese noch), jedoch sind die in IFC vorhandenen Klassen und Property Sets für das FM integriert. Nachfolgend werden die Klassen und Property Sets, die für das FM hauptsächlich relevant sind, dargestellt. Daneben existieren noch weitere klassenspezifische Property Sets, Quantity Sets und weitere für das FM relevante Attribute.

Insbesondere für die Beschreibung der Bestandsdaten eignen sich die in IFC definierten Klassen. Hiermit können das Bauwerk sowie die zugehörigen technischen Anlagen grundlegend beschrieben werden. Daneben existieren einzelne Klassen, die FM-Prozessdaten abbilden können. Diese sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt.

Daneben existieren PropertySets mit denen Daten für das FM abgebildet werden können. Diese sind in der nachfolgenden Tabelle 2 nach technischem, kaufmännischen und infrastrukturellem Gebäudemanagement unterteilt.

Darüber hinaus wurden durch building­SMART basierend auf den in IFC enthaltenen Klassen und PSets das sogenannte FM-Handover-Aquarium und FM Basic Handover View zur Integration von FM-Daten entwickelt. Hierbei soll mithilfe von Model View Definitions (MVD) der Austausch von Daten zwischen Planung und Ausführung sowie dem FM ermöglicht werden.

COBie

Die Abkürzung COBie steht für Construction-Operation Building information exchange. Das Datenformat wurde 2007 durch den US Army Corps entwickelt und ist seit 2011 Standard durch NIBS (USA) und inzwischen Standard im Vereinigten Königreich. Auch in Deutschland existieren Projekte, in denen COBie eingesetzt wurde.

COBie stellt eine spezielle Entwicklung für die Bedürfnisse des FM dar und definiert nicht-geometrische Attribute. Insbesondere Attribute an der Schnittstelle zwischen Planung und Ausführung mit dem Betrieb stehen hierbei im Fokus. Das Ziel von COBie besteht in einer normierten Beschreibung von Räumen und technischer Gebäudeausrüstung zur Wartung und zum Betrieb.

COBie ist in Tabellenformat beschrieben und besteht aus 16 Worksheets, in denen Eigenschaften der verschiedenen Räume, technischen Anlagen sowie weitere Daten definiert werden. Die einzelnen Worksheets sind in Bild 3 dargestellt.

Die Tabelle ist ein XML-Export aus der BIM-Autorensoftware und ein maschinenlesbares Format. Vorteile von COBie liegt darin, dass es speziell für das FM entwickelt wurde, eine einfache Anwendung aufgrund der Tabellenform möglich ist und es sich (im angloamerikanischen Raum) in der Anwendung bewährt hat. Nachteilig ist jedoch zu sehen, dass kein Bild von Prozessen möglich ist, es tabellenbasiert und damit in der Bearbeitung beschränkt ist und keine geometrischen Informationen verarbeitet werden.

CAFM-Connect

CAFM-Connect ist eine deutschsprachige Standardschnittstelle zum Austausch von Immobiliendaten, die auf eine Initiative des CAFM-Rings zurückzuführen ist. Im CAFM-Ring haben sich verschiedene Anbieter von CAFM-Software zusammengeschlossen, um die Interoperabilität zwischen den einzelnen CAFM-Softwaresystemen zu optimieren. Das Format basiert auf dem IFC-Standard, sodass mithilfe von IFC ein Import und Export erfolgen kann. Ziel von CAFM-Connect ist die Sicherung der Inter­operabilität zwischen Softwaresystemen, eine schnelle Übertragung von Daten ins CAFM-System und die Integration von FM im Bauprozess.

CAFM-Connect bietet verschiedene Kataloge mit Attributen, die an das FM zu übergeben sind. Diese Attribute bilden die Menge ab, die aufgrund der Leistungserbringung des FM sowie den in den CAFM-Softwaresystemen enthaltenen Daten evaluiert wurde. Insgesamt existieren drei Listen mit einer Sortierung nach (1) Raumnutzungsarten nach DIN 277-2, (2) Bauteiltypen nach DIN 276 und (3) Dokumententypen nach GEFMA 198.

Darüber hinaus wurden in den letzten Jahren sogenannte BIM-Profile zur Spezifizierung von CAFM-Connect entwickelt. In diesen BIM-Profilen werden spezifische Anwendungsfälle betrachtet, z. B. Gewährleistungsmanagement, Reinigungsmanagement oder Verkehrssicherung. Das Ziel der BIM-Profile besteht in der Definition von anwendungsspezifischen Teilstandards aus Sicht von Zielgruppen oder für Teilprozesse.

CAFM-Connect bietet die Vorteile, dass eine Anpassung an deutschen Markt erfolgt ist, spezielle Definitionen für FM vorhanden ist und die Softwarekompatibilität durch eine Zertifizierung sichergestellt wird. Darüber hinaus wurde das CAFM-Connect Format direkt mit dem IFC-Format verknüpft, so dass in der Dokumentation eine Übertragung direkt ersichtlich wird und somit das Format für die Planung und Ausführung (IFC) direkt ins Betreiberformat (CAFM-Connect) überführt werden kann. Demgegenüber steht, dass nicht alle Softwareanbieter zertifiziert sind und eine lokale Beschränkung auf den deutschsprachigen Raum vorherrscht.

Definition der Daten

Die Daten, die das FM für seine Leistungen benötigt, müssen klar beschrieben sein. Insbesondere der Deutsche Verband für Facility Management e.V. (GEFMA) beschreibt in seinen Richtlinien Daten, die für das FM relevant sind. Hier geben vor allem die verschiedenen Blätter der GEFMA 922 eine Übersicht zu Daten und Dokumenten im Lebenszyklus des FM, die Blätter der GEFMA 924 beschreiben ein Datenmodell für das FM [7,8]. Darüber hinaus spielen VDI-Richtlinien eine wesentliche Rolle,
z. B. die VDI 3805 mit ihren verschiedenen Blättern sowie die VDI 3810 und 3814.

Daten-Integration in AIA

Die vorgenannten Normen und Richtlinien werden immer wieder auch in den Auftraggeber-Informations-Anforderungen aufgeführt. Wie bereits zuvor beschrieben wird regelmäßig auch der Katalog von CAFM-Connect genutzt und auch in die AIA integriert, um Daten für das FM zu beschreiben. CAFM-Connect ist insbesondere deshalb für die TGA-Planung und Ausführung relevant, da AIA häufig auch auf den CAFM-Connect Katalog verweisen, wenn dieser z. B. in den mitgeltenden Dokumenten aufgeführt wird. Das bedeutet, dass ein vom Betreiber angepasster CAFM-Connect Katalog auch Anlage zum Vertrag wird, sodass die im Katalog genannten Attribute im Rahmen der Projektabwicklung in das digitale Bauwerksmodell integriert werden müssen. Deshalb ist hier im Rahmen der Vertragsgestaltung ein besonderes Augenmerk auf die mitgeltenden Unterlagen zu legen.

Im AIA ist es insbesondere auch im Hinblick auf das FM notwendig zu regeln, in welcher Form die Daten übertragen werden sollen. Hier ist, neben einer Namenskonvention, das relevante Datenformat, IFC, CAFM-Connect, COBie oder proprietäre Austauschformate klar zu definieren

Einbindung des FM – BAP

Während der AIA Möglichkeiten zur Anforderung an Daten durch das FM bietet, ist es auch notwendig, den zweiten großen Hebel der BIM-Methodik, nämlich die Kommunikation mit dem FM, zu nutzen. Hierfür ist es notwendig, dass das FM ebenfalls in die Abstimmungen zum BIM-Abwicklungsplan integriert wird und auch in den Prozessen eingebunden wird.

Wichtig ist hierbei auch, dass im BAP festgehalten wird, dass die Daten für den Betrieb planungs- und baubegleitend gesammelt und im Modell hinterlegt werden. Insbesondere im Hinblick auf Data Drops ist ein Vorgehen zu vereinbaren. Hierbei werden bereits in frühen Phasen die Schnittstellen auf Konformität geprüft und somit sichergestellt, dass beidseitiges Verständnis für die Datenanforderungen vorherrscht und auch technologisch die Schnittstelle robust implementiert ist. Die jeweiligen Data Drops sollten im BAP beschrieben werden, damit die Daten zu bestimmten Meilensteinen übergeben werden. Hierdurch entsteht eine Möglichkeit zum Abgleich der Daten und des Fortschritts.

Fazit und Ausblick

Für das Facility Management bieten sich viele Potenziale durch den Einsatz von BIM, die jedoch aktuell nicht ausreichend genutzt werden. Für eine optimierte Nutzung von Gebäuden und damit zufriedene Nutzende ist es notwendig, dass das FM mithilfe der BIM-Methode frühzeitig eingebunden wird. Durch die hieraus entstehende Datenbasis, die den gesamten Lebenszyklus von Immobilien betrachtet, können so zukünftig auch Ableitungen für die Planung realisiert werden, die allen Beteiligten zugutekommen wird.

Literaturverzeichnis

Das Literaturverzeichnis finden Sie online unter: www.t1p.de/tab-4-24-BIM sowie über den QR-Code.