Ei­ge­ne Ba­uo­b­jek­te ver­läs­slich mo­del­lie­ren, schä­tzen und do­ku­men­tie­ren

→ Den ersten Teil der Serie finden Sie hier.

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.

Aktive Herangehensweise

In der ersten Folge dieser Serie haben wir uns vor allem mit dem zweiten und dritten Schritt ausei nandergesetzt. 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:

1. Das Abbildungsmerkmal zeigt auf, dass Modelle stets Abbildungen oder Reprä­sentationen von natürlichen oder künst­lichen Originalen sind. Diese können selbst wieder Modell sein. werk-material.online verwendet Attribut-Wertepaare (z.B. «Baubeginn:» «27.8.2023» oder «Ge­schossfläche GF:» «200 m²»), Zeichnun­gen, digitale «Modelle» und spezifisch entwickelte Kostenpläne, um dem Ab­bildungsmerkmal gerecht zu werden.
    
2. Das Verkürzungsmerkmal zeichnet sich dadurch aus, dass nicht alle Eigen­schaften des repräsentierten Originals erfasst werden können, sondern nur die für die Modellschaffenden oder -benut­zenden relevant erscheinenden. Bei werk-material.online sind zwar viele Ei­genschaften zu einem Objekt (z.B. zum Raumprogramm und zum Energiebe­darf) hinterlegt, aber nicht alle (ob sich der Energiebedarf gemäss Plan verhält, fehlt); es werden jedoch immer mehr Informationen, was auch mit dem pragmatischen Merkmal zu tun hat.
    
3. Gemäss dem pragmatischen Merk­mal erfüllen Modelle stets eine be­stimmte Ersetzungsfunktion und sind ihren Originalen nicht eindeutig zu­geordnet. Betrachtete Zeitintervalle oder auch gedankliche oder tatsächli­che Operationen können dazu führen, dass Anwenderinnen und Anwender mehr erwarten und durch mögliche Einschränkungen behindert werden. Es ist aber durch die Entwickler auch möglich, fehlende Elemente, z.B. zur Energie, wie es kürzlich passiert ist, zu ergänzen und so dem Pragmatismus, also der praktischen Umsetzung, auf die Sprünge zu helfen.

Modelle in werk-material.online

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 hat¹, 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.

Objekt-Editor

Wenn man den Objekt-Editor im Haupt­menü von werk-material.online auswählt, können folgende zwei Funktionen aufge­rufen werden:

• Neues Projekt dokumentieren
• Neues Projekt schätzen

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.

Neues Projekt dokumentieren

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».²

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.

Neues Projekt schätzen

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 werk-material.online zwei Verfahren an:

• Ein 3-D-Modell wird direkt ab CAD-System mit Verwendung der Modellie-rungsrichtlinien erstellt. Dieses Modell wird als IFC-File gespeichert und hoch­geladen.
   
• Ein Modell wird in werk-material.online aufgebaut, basierend auf zweidimensio­nalen Umrissplänen im DXF-Format, die ebenfalls aus einem CAD-System stam­men können.

Wird ein IFC-Modell angewendet, so kön­nen dem Modell weitere Informationen mitgegeben werden, die später in werk-material.online unmittelbar zur Verfü­gung stehen.

2- oder 3-D?

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 In-terchange 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 DXF-Plan 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.

Umschlüsselung vom BKP zum eBKP-H bzw. Projekt schätzen

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.

Statistische Vergleiche

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 (vgl. dazu Abbildung 4 in der Bildegalerie).

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-Haupt-gruppe 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.

Fazit

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 (siehe unten) sowie das Einsetzen des kostenlosen «eBKP-H Kalkulators» (siehe unten) unterstützen das.

Mit unvollständigen und nicht nachvoll­ziehbaren Grunddaten wird es nie ge­lingen, den Wissensschatz hinter werk-material.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.

Es ist geplant, die Vorstellung von werk-material.online fortzusetzen.

Dieser Beitrag erschien erstmals im CRB-Bulletin 3/23.

Hilfsmittel

 

Für die praxisnahe Anwendung von werk-material.online stehen verschiedene Hilfsmittel zur Verfügung. Dazu zählen eine Anwenderhilfe, Musterdateien, um die darin beschriebenen Beispiele nachzuvollziehen, Erklärvideos sowie Fachartikel, darunter auch die Know-how-Beiträge des CRB-Bulletins 2/23 und 3/23.

Verschiedene Datenpakete

 

Neben den beiden umfassenden Paketen «Objektarten werk-material.online» und «BFS Kostenkennwerte für Berechnungselemente», die in Teil 1 dieser Serie vor­gestellt wurden, gibt es neu zwei weitere Produkte, insbesondere für Einsteiger:

 

• Der kostenlose «eBKP-H Kalkulator» erlaubt die Verwendung von folgenden zwei Basis-Funktionen:
• Mengenermittlung nach eBKP-H aus IFC-Modell
• Kostenermittlung direkt aus dem Modell
•  

Der kostenpflichtige «eBKP-H Kalkulator Pro» baut auf dem kostenlosen «eBKP-H Kalkulator» auf und erlaubt zudem die Verwendung der folgenden vier weiteren Basis-Funktionen:

 

• Eigener Projektbereich
• Eigene Projekte erfassen, bearbeiten und löschen
• Umschlüsselung vom BKP zum eBKP-H
• Mengenermittlung nach SIA L16 aus IFC-Modell

 

Mit dem «eBKP-H Kalkulator Pro» können auch Daten gespeichert werden.

 

Weitere Informationen und Bestellung: crb.ch/kennwerte

Anmerkungen

1 «Die Beschreibung der Welt ist nicht die Welt selbst – das ist eine Banalität, aber sie hat erhebliche Folgen», meint der deutsche Soziologe Armin Nassehi in seinem Buch «Unbehagen – Theorie der überforderten Gesellschaft». Zudem sei uns «… die Welt nur über Beschreibungen zugänglich, über ihre zeichenhafte Verdoppelung, …». Was beim Schreiben gilt, gilt selbstverständlich auch beim Sprechen: «Das Problem des Sprechens besteht darin, dass immer auch anders gesprochen werden kann …» und «… es kann nicht alles bezeichnet werden, schon gar nicht gleichzeitig».

2 siehe auch CRB-Bulletin 1/22, KNOW-HOW, Seite 8