Im ersten Teil dieser Serie lag der Fokus auf dem Umgang mit den verschiedenen Dateninhalten von werk-material.online. Im zweiten Teil geht es nun darum, mit dem Objekt-Editor eigene ausgeführte und zukünftige Bauobjekte zu dokumentieren und im vorgegebenen Rahmen zu modellieren, zu schätzen und einzubetten.
Dr. Urs Wiederkehr, Bauingenieur und Leiter des Fachbereichs «Digitale Prozesse» beim SIA
28.09.2023
Laut Armin Nassehi (*1960), deutscher Soziologe und Hochschullehrer, bedeutet Digitalisierung die Verdoppelung der Welt in Datenform, was auch bei werk-material. online passiert. Man braucht dazu erstens datenförmiges Material aus Begebenheiten in der realen Welt. Diese Daten werden in einem zweiten Schritt zueinander in Beziehung gesetzt bzw. es werden daraus neue Daten berechnet. Drittens müssen diese Resultate in sinnvolle Informationen für die reale Welt zurückübersetzt werden, um dort einen Nutzen zu bringen.
In der ersten Folge dieser Serie haben wir uns vor allem mit dem zweiten und dritten Schritt auseinandergesetzt. Und zwar eher auf konsumierende Art – d.h., wir haben mit Vorhandenem gearbeitet. Der erste Schritt hingegen erfordert eine aktive Herangehensweise: Es muss datenförmiges Material geschaffen, aufbereitet, plausibilisiert und abgespeichert werden. In diesem Zusammenhang ist der Modellbegriff wichtig, weil nicht alle zu einem Bauobjekt vorhandenen Informationen abgespeichert werden können.
Modell: Drei Hauptmerkmale Ein Modell ist immer menschengemacht und bildet nie die Wirklichkeit ab. Ein Modell ist eine für einen bestimmten Zweck erstellte Beschreibung oder bildliche Darstellung eines Objekts, Gebildes, Systems oder Prozesses, die die inneren Beziehungen und Funktionen abbildet bzw. schematisch veranschaulicht. Modelle können für Berechnungen und Voraussagen sowie als Erklärungshilfe dienen. Für den deutschen Mathematiker Herbert Stachowiak (1921–2004), der eine allgemeine Modelltheorie entwickelt hat, basiert ein Modell auf drei Hauptmerkmalen – wobei immer Kompromisse eingegangen werden müssen, weil nie alle Aspekte integriert werden können:
In diesem Sinne basieren alle erfassten Daten in werk-material.online auf Modellen verschiedenster Art, denn das geplante Objekt selbst muss in entsprechender Weise abgebildet, der Umfang der Informationen eingeschränkt und die Daten müssen zweckentsprechend aufbereitet sein. Selbstverständlich ist immer mehr möglich; ob es sich aber lohnt, eventuell auch für später zu viele Daten zu erheben, ist von Fall zu Fall zu klären.
Was Armin Nassehi über die Beschreibung der Welt gesagt hat (siehe Zitat im Teil 1 der Serie), ist im übertragenen Sinne auch auf Modelle anwendbar: Es kann nicht alles in einem Modell dargestellt werden, schon gar nicht gleichzeitig. Verschiedene Modelle können auf denselben Sachverhalt angewendet werden: die einen für die Herleitung von Werten, die anderen für deren Plausibilisierung, also dafür, dass die Anwenderin am Schluss vom Resultat überzeugt ist.
Modelle sind dynamisch und können weiterentwickelt werden. So ist der eBKP-H, der elementbasierte Baukostenplan für den Hochbau, eine über mehrere Zwischenschritte und Perspektivenwechsel erfolgte Weiterentwicklung des arbeitsgattungsorientierten Baukostenplans BKP. Alte Versionen können nicht entsorgt werden, denn diese haben oft eine historische Rolle, sei es z.B. für die Nachführung und Plausibilisierung von Werten, wie wir anschliessend bei der Umschlüsselung vom BKP zum eBKP-H sehen werden. Zwischen verschiedenen Modellen muss es eine Anschlussmöglichkeit geben. Es müssen vordefinierte Beziehungen festgelegt werden, damit Modelle miteinander verbunden werden können. Bei werk-material.online übernehmen Kodierungen diese Verbindung. Kodierungen bauen sich aus einem Schlüssel auf, z.B. «crb_ch_2023_», und einem Code, z.B. «HNF» für die Hauptnutzfläche aus der SIA-Norm 416:2003 «Flächen und Volumen von Gebäuden». Mit der Kodierung «crb_ch_2023_HNF» ist sichergestellt, dass die richtige Version verwendet wird und insbesondere, dass bei einer Weiterentwicklung der Codes keine Verwechslungsgefahr mit alten Definitionen auftreten kann.
Wenn man den Objekt-Editor im Hauptmenü von werk-material.online auswählt, können folgende zwei Funktionen aufgerufen werden:
Beide Funktionen erfordern zunächst eine eindeutige Objektidentifikation und -einteilung. Dazu werden die vier Werte «Projektname», «Gemeinde», «Preisstand» und «Werkkategorie» abgefragt, die zwingend einzugeben sind. Die Eingaben werden mit Auswahllisten unterstützt. Damit lassen sich die Daten leicht wiederfinden.
Wird nun ein neues Projekt dokumentiert, lassen sich die einzelnen Teilinformationen in folgenden Unterpunkten erfassen: «Datenblatt», «Flächen & Volumen», «Gebäude», «Kennwerte», «Energie» und « Bilder & Pläne». Viele Daten werden als Einzelwerte erfasst, die manuell eingegeben werden müssen. Es ist aber auch möglich, Daten über die Einlesen-Schnittstelle zu übernehmen. insbesondere auf die verschiedenen CRB-Gliederungen ausgerichtete Datenreihen lassen sich so rasch und komplett übernehmen mit der Struktur «Code;Betrag;Beschreibung» und jedem Wert in einer neuen Zeile, z.B. «2;5720000;Text». Selbst erfasste Projekte sind zuerst auf «Privat» gestellt, d.h., nur der Datenerheber kann sie einsehen. Dieser Status kann aber auf «Öffentlich» umgestellt werden, sodass die erfassten Projekte allen Nutzern von werk-material.online zur Verfügung stehen. Schliesslich sind dann alle Objektdaten, unabhängig ob privat oder öffentlich, auf den Seiten «Datenblatt», «Kennwerte» sowie «Bilder & Pläne» abrufbar.
Sind noch keine erfassbaren Daten vorhanden, weil sich das Objekt noch im Projektierungsstadium befindet, ist die Vorgehensweise bei «Neues Projekt schätzen» eine andere: Es muss zuerst ein Gebäudemodell erstellt werden. Dazu bietet werkmaterial. online zwei Verfahren an:
Wird ein IFC-Modell angewendet, so können dem Modell weitere Informationen mitgegeben werden, die später in werkmaterial.online unmittelbar zur Verfügung stehen.
Eine IFC-Datei (Industry Foundation Classes, eine Bibliothek zur Beschreibung von dreidimensionalen Bauwerksmodellen) liefert ein dreidimensionales Modell des Objekts. Oft besteht ein gewisser Spielraum in der Anwendung. Übernimmt man die definierten CRB-Regeln, kann die Datei und damit das Modell direkt in werk-material.online importiert und ohne weitere Eingriffe angewendet werden. Liegt hingegen ein zweidimensionaler Umrissplan im DXF-Format (Drawing Interchange Format zum Austausch von zweidimensionalen CAD-Daten) mit den wichtigsten Bezugsflächen vor, muss die dritte Dimension im Objekt-Editor von werk-material.online ergänzt werden. Dazu stehen Hilfsmittel zur Verfügung, u.a. auch um den Massstab zu ändern, sollten die Flächenmasse nach dem Import nicht stimmen.
Beim Austesten der Funktionen hat es sich bewährt, auf dem Umrissplan eine normierte Standardfläche von bspw. 10 × 10 m = 100 m2 zu integrieren. Diese Fläche dient allein zur Kontrolle des Massstabs und wird für das Modellieren selbst nicht verwendet.
Nach dem Import der Umrisse des Gebäudes im DXF-Plan, die im CAD-Programm als geschlossene Polylinie zu erstellen sind, kann das Gebäudemodell Geschoss um Geschoss, vom Erdgeschoss aus nach oben in die Höhe und nach unten in Richtung Untergeschosse ergänzt werden. Auf jedem Geschoss wird aus dem DXFPlan der zum Geschoss passende Umriss ausgewählt und die entsprechende Geschosshöhe definiert, denn dieser Wert kann nicht aus dem zweidimensionalen Plan gelesen werden. Werden auf einem Geschoss neben der Aussenlinie weitere innenliegende Umrisse ausgewählt, so entwickelt werk-material.online daraus Innenhöfe, was schlussendlich zu einer vergrösserten Fassadenfläche führt. Auch für Aufbauten auf dem Dachgeschoss können entsprechende kleinere Umrisse ausgewählt werden.
Mit einem Kontrollfenster kann das Heranwachsen des Modells verfolgt werden und die Ansichtsperspektive lässt sich durch Drehen und Kippen des Objekts ändern. Zusätzlich zum Hauptgebäude lassen sich auch Nebengebäude inkl. gegenseitigem vertikalem Versatz modellieren. Ist das Modell vollständig aufgebaut, wird der Benutzer aufgefordert, die dem Gebäude zugehörige Nutzfläche zu erfassen – diese kann nicht aus dem Volumenmodell heraus berechnet werden. Anschliessend werden automatisch alle für die weiteren Berechnungen notwendigen Bezugsflächen nach eBKP-H ermittelt. Ein wichtiger Schritt ist nun, diese Flächen und Werte seriös zu überprüfen. Entsprechen diese nicht dem Geplanten, so sind die Daten anzupassen.
Verwendet man eine Umschlüsselung, so werden nun alle Projekte aus werk-material.online ausgewählt, die als Basis-Bezugsobjekte gegliedert nach BKP dienen. Anschliessend können weitere passende Projekte ausgewählt werden, die später zur Plausibilisierung der Daten herangezogen werden.
Im vorliegenden Modell können die prozentualen Kostenanteile aus dem BKP den Hauptgruppen des eBKP-H zugeordnet werden. Dazu ist zu empfehlen, die Ebene im BKP zu erreichen – evtl. die vierte und damit die tiefste –, bei der die Kosten eindeutig einer Hauptgruppe im eBKP-H zugeordnet werden können. Einen geordneten Ablauf der Umschlüsselung gewährleistet eine kybernetische Methode, die aufgrund der ausgewählten Projekte mittels Rückkoppelung die neuen Resultate berechnet. Diese dienen im nächsten Schritt als Grundlage, also als neue Eingabe. Nicht umsonst wird die Kybernetik als Wissenschaft der Steuerung von Systemen mittels Feedback (Rückmeldung) genannt.
Der verantwortungsvolle Umgang mit den zur Verfügung stehenden Daten ist nicht delegierbar. Daten sind Rohstoffe, die in den gewünschten Kontext eingepasst werden müssen. Kann ein verteilter Wert in der Grössenordnung als korrekt beurteilt werden, so wird diese Wahl mit der Schloss-Funktion fixiert. Anschliessend ändern sich nur noch die anderen Anteile auf der gleichen Ebene.
Schliesslich muss das Gesamtsystem im Gleichgewicht bleiben, also über die Summe aller Teilwerte den gleichen Wert ergeben. Ist die Zuordnung abgeschlossen, kann die Plausibilisierung starten. Dazu wird von jedem Kennwert die aktuelle Ausprägung angezeigt, inklusive dem statistischen Vergleich mit den aktuellen Vergleichsobjekten im eBKP-H.
Neben dem Mittelwert (Durchschnitt) wird auch der Median angezeigt, also der Wert, von dem aus betrachtet 50 % der Werte grösser und 50 % kleiner sind. Dem Erkennen von Ausreissern dient die Darstellung der Quintile (1/5), dies sind in der Anwendung die in Grüntönen ausgemalten Datenbänder, in denen 0 bis 20 %, 20 bis 40 %, 40 bis 60 %, 60 bis 80 % bzw. 80 bis 100 % der Werte liegen. Der Median liegt definitionsgemäss im Band 40 bis 60 % . Sind Median und Mittelwert weit auseinander, so muss besonders auf Ausreisser geachtet werden.
Die Daten des zu schätzenden Objekts können natürlich auch zu Ausreissern führen. Werden solche wegen besonderen Situationen zugelassen, so können über das Informationssymbol «i» spezielle Kommentarfelder pro eBKP-H-Hauptgruppe angezeigt und mit Begründungen versehen werden. So bleiben alle Annahmen für spätere Diskussionen nachvollziehbar und verständlich.
Selbstverständlich ist es möglich, für dasselbe Objekt unterschiedliche Schätzungen zu erfassen und beide in werk-material.online abzuspeichern. Eine Verlinkung im Objekt-Editor auf dem Datenblatt ganz unten («Verlinkte Projekte») zeigt an, dass es sich dabei um das jeweils gleiche Objekt handelt.
Die beiden folgenden Beispiele weisen für das jeweils betrachtete Zahlenset denselben Median auf. Wegen der letzten Zahl im Zahlenset weicht der Mittelwert (Durchschnitt) immer stärker vom Median ab: Je grösser die Abweichung zwischen Median und Mittelwert, desto höher ist in der Regel die Zahl der Ausreisser.
Es lohnt sich, ausserhalb jedes Termindrucks die verschiedenen Arbeitsschritte der Modellbildung zu üben und insbesondere die Auswirkungen verschiedener Zuordnungsmöglichkeiten bei den Umschlüsselungen und Schätzungen selbst zu erfahren. Die so gewonnene Sicherheit hilft, bei eigenen Projekten die Übersicht und die Kontrolle über die Resultate bis zur Plausibilisierung am Schluss zu behalten. Entsprechende Hilfsmittel sowie das Einsetzen des kostenlosen «eBKP-H Kalkulators» unterstützen das.
Mit unvollständigen und nicht nachvollziehbaren Grunddaten wird es nie gelingen, den Wissensschatz hinter werkmaterial. online erfolgreich im eigenen Projektumfeld zu nutzen. Bei einigen Arbeitsschritten wird die Nutzerin bzw. der Nutzer durch Tools unterstützt. Wenn sie falsch angewendet werden, führen sie nicht zum Erfolg, sie stellen vielmehr eine Gefahr dar. Denn die geballte Macht der Algorithmen kann rasch zu unpassenden Daten führen: «A Fool with a Tool is still a Fool». Umso schlimmer, wenn darauf eigene Projekte basieren, über die bereits rege Diskussionen mit der Bauherrschaft geführt werden.
