Klinikum konsequent mit BIM gebaut

Das Projekt Neubau Flugfeldklinikum ist mit einem Gesamtprojektbudget von ca. 573 Mio. Euro und einer entstehenden Nutzfläche von ca. 51.000 Quadratmetern eines der bedeutendsten Krankenhausbauvorhaben in Baden-Württemberg. Es wird als eines der ersten Krankenhäuser bundesweit von Anfang an mit der BIM-Methodik geplant und gebaut. Ziel des Projekts Neubau Flugfeldklinikum ist es, für die rund 400.000 Menschen der Region die wohnortnahe medizinische Versorgung langfristig zu sichern. Mit seiner Inbetriebnahme ab 2025 bündelt das Flugfeldklinikum alle Leistungen der bisherigen Krankenhäuser in Sindelfingen und Böblingen auf dem zentralen Standort Flugfeld und soll so eine moderne medizinische Versorgung der Patienten und Patientinnen bei gleichzeitiger Wirtschaftlichkeit ermöglichen. Aktuell befindet sich das Projekt in der Genehmigungs- und Ausführungsplanung. Der Rohbau startet im 3. Quartal 2021.

Das Projekt Neubau Flugfeldklinikum wird von Anfang an mit der BIM-Methodik geplant und gebaut, Bild: Klinikverbund Südwest/HDR/h4a

Gründe für die Planung mit BIM

Mit dem Start des Projekts Neubau Flugfeldklinikum im Jahr 2016 gingen einige Herausforderungen einher. Klinikbauvorhaben werden immer komplexer: Die Größe der Bauprojekte nimmt zu, die Zahl der beteiligten Parteien in der Planung und Realisierung ist enorm, und auch die Digitalisierung im Gesundheitswesen bringt immer neue Anforderungen mit sich.

Gleichzeitig soll ein Großklinikum wie das Flugfeldklinikum, das 2025 in Betrieb gehen und für einen längeren Zeitraum modern und optimal betrieben werden soll, für medizinische Anforderungen und technische Möglichkeiten bis ins Jahr 2040 geplant und gebaut werden. Bei den rasanten Entwicklungen im Gesundheitsbereich ist es jedoch kaum möglich, Szenarien für einen so langen Zeitraum mit hoher Wahrscheinlichkeit zu definieren. Das übergeordnete Ziel der Kreiskliniken Böblingen lautet deshalb, so flexibel wie möglich auf künftige Anforderungen reagieren zu können. Bei Klinikbauten sind Modernisierungs-, Umbau- oder Erweiterungsmaßnahmen häufiger und in kürzeren Zeitabständen notwendig als bei weniger komplexen Gebäuden.

Aus gründlichen Überlegungen, Exkursionen und Gesprächen bei anderen neu gebauten Großkliniken im In- und Ausland hat sich der Landkreis Böblingen als kommunaler Träger des Projekts dafür entschieden, das medizinische Großprojekt Neubau Flugfeldklinikum von Beginn an vollständig mit der BIM-Methodik zu planen und zu bauen. Bislang bekannte Erfahrungsberichte zeigen, dass die Investition in ein konsequent praktiziertes Building Information Modeling bei komplexen Krankenhaus-Bauvorhaben durch die Vorteile und den Nutzen der Methodik mehr als aufgewogen werden.

Für die Kreiskliniken Böblingen als öffentlicher Auftraggeber steht dabei die Erreichung der übergeordneten Projektziele in Bezug auf Termine, Kosten und Qualitäten des Bauprojekts an erster Stelle. BIM als intelligentes Tool bildet Planungs-, Bau- und Betriebsprozesse im Projekt frühzeitig virtuell ab und liefert mittels der umfassenden Datenbasis frühzeitig Kosten- und Terminsicherheiten.
In Verbindung damit spielt eine konsequente Planung von Innen nach Außen speziell für den Krankenhausneubau eine entscheidende Rolle. BIM ermöglicht auf Grundlage eines effizienten Raum- und Funktionsprogramms, das intensiv mit allen Nutzergruppen im Klinikum abgestimmt ist, eine konsequente Planung von der inneren Funktionalität hin zur äußeren Gestaltung des Krankenhauses.

Aufbauend auf diesen Überlegungen wurde der Planungsprozess mit BIM als Open BIM aufgesetzt. Vom Planerteam wurde gemeinsam mit dem Bauherrn und dessen BIM-Management ein auf die jeweilige Leistungsphase bezogener BIM-Abwicklungsplan (BAP) erarbeitet. Dieser legt unter Berücksichtigung der Auftraggeberinformationsanforderungen (AIA) die gemeinsamen Spielregeln und Prozesse fest – bis hin zu softwaretechnischen Standards. Er wird bei Bedarf fortgeschrieben. Unter anderem enthält er auch die Festlegungen zum Level of Information (LOI) und Level of Geometry (LOG).

Die für den Krankenhausneubau notwendigen Gewerke wurden alle einzeln bei den Fachplanern beauftragt. Nach der BIM-Methodik mit entsprechenden Vorgaben sind die Objektplanung, TGA-Planung, Tragwerksplanung, Medizintechnikplanung, Gastronomieplanung und Freianlagenplanung tätig. Die Gesamtkoordination liegt bei der Objektplanung.

Zwischenfazit nach Entwurfsplanung

Nach Abschluss der Entwurfsplanung kann ein erstes Fazit über den Einsatz von BIM in der Planung des Projekts gezogen werden. Darauf aufbauend lassen sich Erwartungen an den Einsatz der Planungsmethode im weiteren Projektverlauf, insbesondere der Ausführungsplanung, formulieren.
In der Vor- und Entwurfsplanung haben sich die versprochenen Vorteile, die im Vorfeld der Projektplanung mit BIM formuliert wurden, in vielen Bereichen bestätigt. Das gewerkeübergreifende Aufsetzen und Einspielen der Prozesse benötigt vor allem Zeit und Beharrlichkeit. Hier ist an erster Stelle die erleichterte Zusammenarbeit der einzelnen Bezugsgruppen zu nennen. Die BIM-Kollaborationsplattform und das eingesetzte BIMcollab-Tool, mit dem direkt im Modell auf Problempunkte hingewiesen werden kann, erleichtern die Abstimmungen zwischen den einzelnen Planungsdisziplinen. Es wurde beispielsweise die Erfahrung gemacht, dass Architekt und Tragwerksplaner ab Entwurfsplanung trotz getrennter Beauftragungen über die BIM-Cloud in einem Modell sehr gut zusammenarbeiten. Grundsätzlich werden durch die Planung mit BIM Informationsverluste deutlich minimiert.

Für alle an der Planung beteiligten Gewerke wurden entsprechende 3D-Teilmodelle erstellt. Diese wurden im Rahmen regelmäßig stattfindender BIM-Gesamtkoordinationssitzungen abgestimmt und auf ihre Kollisionsfreiheit überprüft. Zusätzlich wurden planungsbegleitend die raumbezogenen Planungsinhalte im digitalen Raumbuch abgebildet und deren Konsistenz überprüft und sichergestellt. Mit der Entwurfsplanung werden die BIM-Anforderungen, die für die Entwurfsplanung im BAP definiert sind, überprüft und – bezogen auf die übergebenen Modelle – zum Abschluss der Entwurfsplanung größtenteils als gut bis sehr gut beurteilt. Außerdem können die durch BIM erstellten Modellansichten für die Präsentation der Planung bei Nutzern und Öffentlichkeit verwendet werden. Das verbessert die Qualität der Abstimmungen erheblich.

Für alle an der Planung beteiligten Gewerke gibt es entsprechende 3D-Teilmodelle, die regelmäßig koordiniert und auf ihre Kollisionsfreiheit überprüft werden, Bild: Klinikverbund Südwest/HDR/h4a

Am Projekt ist eine Vielzahl unterschiedlicher Anspruchsgruppen beteiligt: Mitarbeiter der verschiedenen Klinikbereiche, politische Entscheidungsträger, Presse und Öffentlichkeit sowie die zukünftige Nachbarschaft des Klinikums. Ein äußerst wichtiger Aspekt – nicht nur, um die optimale Funktionalität des Krankenhauses sicherzustellen, sondern auch, um eine frühzeitige Identifikation mit dem Projekt und damit eine Akzeptanz zu schaffen – ist die Einbindung und Beteiligung der zukünftigen Nutzer des Gebäudes und der Öffentlichkeit.

Für diese Nutzerabstimmungen sind Visualisierungen des Gebäudes, seiner Umgebung, der Zufahrten aus den realen Planungsdaten und Simulationen von Arbeitsabläufen, Verkehrssituationen usw. äußerst hilfreich. Die dreidimensionalen Ansichten, die aus dem BIM-Modell erstellt werden, sind intuitiv verständlich. Die Nutzer erhalten einen realistischen und plastischen Eindruck der klinischen Funktionsbereiche sowie des gesamten Gebäudes. Dies ermöglicht eine Planung, die am Ende optimal zu den Arbeitsabläufen passt, da sachlich und konstruktiv auch über verschiedene Varianten diskutiert werden kann.

Noch einen Schritt weiter geht die Verwendung der BIM-Daten für Nutzerabstimmungen in einem Cave Automatic Virtual Environment (abgekürzt: CAVE; wörtlich übersetzt: Höhle mit automatisierter, virtueller Umwelt). Hier können sich die Nutzer frei im (virtuellen) Raum bewegen, Prozessabläufe durchspielen und so qualitativ fundierte Entscheidungen zur Ausstattung und Aufteilung der Räume treffen. Im Projekt Neubau Flugfeldklinikum wurden bereits der OP-Saal, die Zimmer der Intensivstation, die regulären Patientenzimmer aufgrund ihrer Häufigkeit im Klinikum sowie die Pflegestützpunkte in einer CAVE abgestimmt.

Zukünftige Nutzer begehen in einer CAVE das auf BIM-Daten basierte 3D-Modell des Neubaus Flugfeldklinikum, Bild: Klinikverbund Südwest/HDR/h4a

Neben einer enormen Effizienzsteigerung in der Planung konnten, aufbauend auf den Erfahrungen aus der Vor- und Entwurfsplanung, in einigen Aspekten auch Optimierungspotenziale in der Arbeit mit BIM definiert werden. So musste die Modellreife zum Ende der Entwurfsplanung in einigen Fachmodellen auf das vom Bauherrn erwartete Niveau nachgeschärft werden. Weiter hatten alle Fachmodelle in Abhängigkeit zu den am Ende der Entwurfsplanung bestehenden Planungsbrennpunkten Verbesserungsbedarf in Bezug auf das LOG. Eine Kostenberechnung, die auf den Modellstand referenzieren soll, ist jedoch nur auf Basis eines vollständig durchkonstruierten und möglichst weit koordinierten Modells möglich.

Auch der Prozess in Verbindung mit Planungsänderungen, die sich in Nutzerabstimmungen ergeben, gestaltetet sich teilweise schwierig. Es ist festzuhalten, dass der stringente Einsatz von BIM und die Nutzung der Kollaborationsplattformen für viele Planer neu waren und erheblicher Koordinationsaufwand besteht. Es ist aber ein stetiger Lern- und Optimierungsprozess auf Seiten der Planer zu erkennen, der Zuversicht auf eine noch effizientere Zusammenarbeit in der Ausführungsplanung gibt.

Hier knüpfen einige Lerneffekte bei der konsequenten Planung mit BIM an, die mit Abschluss der Entwurfsplanung formuliert werden können. Dem Bauherrn war von Beginn an bewusst, dass mit der Planungsmethodik BIM in vielen Belangen der planungs- und gewerkeübergreifenden Koordinationsprozesse Neuland betreten wird. Die verschiedenen Gewerke im Krankenhausbau weisen unterschiedliche BIM-Methodik-Entwicklungsstände auf. Es hat sich als wichtig und lohnenswert erwiesen, bereits mit Beginn der Vorplanung die BIM-Methodik zielgerichtet nach einem BIM-Abwicklungsplan anzuwenden, um gerade bei der Komplexität und Vielzahl von Gewerken die Rollenverteilung und Prozesse gemeinsam im Planerteam zu üben.

Grundsätzlich erfordert die digitale Planung eine neue Art der Zusammenarbeit, die alle Beteiligten leben müssen. Die Implementierung des BIM-Gesamtkoordinationsprozesses braucht Zeit. Besonders das TGA-Gewerk stößt aufgrund der immanenten Vielzahl an dreidimensionalen Details bei der Arbeit mit BIM auf Herausforderungen. Hier hat sich gezeigt, dass es idealerweise eines BIM-Dirigenten bedarf, der Expertise in allen Fachbereichen aufweisen kann und zwischen den einzelnen Planungsdisziplinen vermitteln kann. Außerdem bietet es sich an, die Lean-Methode im Planungsprozess anzuwenden. Dies hat sich in einzelnen Phasen des Projekts bewährt.

Des Weiteren haben die Erfahrungen aus der Vor- und Entwurfsplanung gezeigt, dass es von großer Wichtigkeit ist, die BIM-Grundsätze für alle Projektbeteiligten von Beginn an festzulegen. So sind Priorisierungen und abgestimmte Prüfregeln für alle Leistungen erforderlich. Auch das vollständige Befüllen des Grundmodells in einer frühen Planungsphase ist unabdingbar, um im weiteren Verlauf die Komplexität eines Projekts dieser Größe zu beherrschen. Deshalb sollte stets überprüft werden, ob eine konstante Datenpflege stattfindet.

Auch die Datenmenge des BIM-Modells bei einem Großbauprojekt wie dem Flugfeldklinikum ist nicht zu unterschätzen. Hier sollten frühzeitig über Modellgrößen je Gewerk für eine effiziente Bearbeitung nachgedacht und diese konsequent eingehalten werden.

Ausblick: BIM in Ausführungsplanung und Betrieb

Nach abgeschlossener Entwurfsplanung wird der Einsatz von BIM auch in der folgenden Ausführungsplanung weitergeführt. Im Fokus stehen eine agile und eng mit der Planung verknüpfte BIM-Gesamtkoordination nach Gebäude- und Ebenen-Clustern und weiterhin effiziente BIM-Prozesse, um die Vorteile aus der Entwurfsplanung – beispielsweise frühzeitige Kosten- und Terminsicherheiten – in die Ausführungsplanung zu übertragen.

Für die Planung und Koordination der Schlitz- und Durchbruchplanung sollen die Vorteile von Closed BIM genutzt werden. Außerdem ist eine Testphase angedacht, um die komplexen BIM-Prozesse der TGA-Planung weiter zu optimieren. Die planungsbegleitende und mit dem BIM-Modell verknüpfte BIM-Datenbank Prevera als Raumbuch soll weiterhin zur Koordination der Planung und digitalen Dokumentation für den Betrieb (Gebäudebuch) eingesetzt werden. Eine Erweiterung stellt hierbei ein Revit-Plugin dar, das der Optimierung des Koordinationsprozesses zwischen Medizintechnikplanung und TGA durch den direkten Abruf von Attributen aus Revit dient.

Das digitale Gebäudemodell soll nicht nur beim Planen und Bauen eingesetzt, sondern auch im Betrieb und beim Asset- und Facility Management fest etabliert werden. Der Bauherr verfolgt das Ziel, dass durch eine möglichst vollständige digitale Planung die Voraussetzungen für diese zukünftigen Arbeitsprozesse bereits mit der Inbetriebnahme geschaffen sind. Bis zur Inbetriebnahme in rund fünf Jahren sollen daher nicht nur ausreichend digitale Daten zur Verfügung gestellt, sondern auch BIM-gestützte Methoden für Nutzung, Betrieb und Asset- und Facility-Management entwickelt und in der Praxis eingeführt werden. Dafür wird schon jetzt durch das strukturierte Sammeln betriebsrelevanter Informationen im digitalen Raumbuch der Grundstein für die Umsetzung von BIM2FM gesetzt.

Vorplatz und Eingangsbereich des Neubaus Flugfeldklinikum, Bild: Klinikverbund Südwest/HDR/h4a

Fazit

Es ist festzuhalten, dass durch die Planung mit BIM im Projekt Neubau Flugfeldklinikum zum jetzigen Planungsstand eine enorme Effizienzsteigerung gegenüber bislang bekannten Planungsprozessen bei Großprojekten des Krankenhausbaus erreicht werden konnte. Die Investition in ein konsequent praktiziertes Building Information Modeling wurde durch die Vorteile und den Nutzen der Methodik bereits aufgewogen. Die identifizierten Optimierungspotenziale sollen für kommenden Leistungsphasen kontinuierlich umgesetzt werden, um im weiteren Projektverlauf noch stärker von BIM zu profitieren.