Digitaal gebouwd, echt in bedrijf: Roche zet nieuwe standaarden

Visualisatie (Foto: F. Hoffmann-La Roche AG, Basel)

Patrick Pick

Slank gebouwd, van ver zichtbaar: Met 205 meter reikt het Roche-hoofdkantoor Gebouw 2 boven Basel uit in de hemel. In 2020 verving het Gebouw 1 met 178 meter als het hoogste gebouw van Zwitserland. De tweede Roche-toren zet nieuwe maatstaven in collaboratief plannen: Nog voordat Gebouw 2 zich etage voor etage naar boven werkte, kon men in de digitale tweeling het gebouw van kelder tot dak al verkennen.

Wat achter deze digitale tweelingbroer schuilt, is allesbehalve triviaal. Ideeën, ontwerpen, simulaties, tijdschema's, specificaties, budgetten, bouwvergunningen – om al deze zaken te coördineren, moet de samenwerking van alle betrokkenen uiterst goed functioneren. Voor een soepele projectuitvoering vertrouwen de opdrachtgever, architect, planners en uitvoerende bedrijven op Building Information Modeling, kortweg BIM.

Digitale afbeelding van een bouwwerk met grote informatiediepte

De term Building Information Modeling komt het meest overeen met de vertaling van bouwwerkgegevensmodellering. Daaronder valt niet alleen het gebruik van de juiste software. Het gaat vooral om planningsmethoden en processen om voor alle bouwbetrokkenen toegankelijke, digitale gebouwgegevensmodellen te maken, te coördineren en over te dragen. Daarmee is BIM vooral een informatie-, coördinatie- en managementmethode om plan-, uitvoering- en gebruiksgerelateerde bouwwerkgegevens samen te brengen in vakmodelen en databases per vakgebied. Hier vallen bijvoorbeeld de verschillende planningsgebieden zoals architectuur, draagconstructie, gevel of technische installaties onder. Bij BIM tekenen de verantwoordelijken niet, maar construeren, vergelijkbaar met de automobielproductie, een digitaal model van het latere gebouw uit afzonderlijke elementen.

Vereenvoudigd volgt BIM het eenvoudige, maar uiterst bewezen motto: "Eerst plannen, dan bouwen". Een fundamenteel verschil met traditionele CAD-planningsmodellen: met BIM kan niet alleen een eenvoudig digitaal beeld van een bouwwerk worden gemaakt, maar een met grote informatiediepte. Naast de virtuele beschrijving van de geometrie van een constructie worden de gegevens van de afzonderlijke gebouwonderdelen zoals materiaal, gewicht, oppervlakte, volume en naam, evenals de functie en de locatie in de gebouwgeometrie, vastgelegd. Hier horen bijvoorbeeld ook informatie over de levensduur van het materiaal, geluidsdoorlatendheid, brandveiligheid of kosten bij. In het beste geval omvat BIM heel het levenscyclus van een bouwwerk – van planning via bouw en gebruik tot verwijdering of hergebruik.

Met BIM stijgt de plannings- en uitvoeringskwaliteit

Met BIM kunnen planningsfouten vroegtijdig worden herkend en geëlimineerd, zodat ze in het bouwproces niet eens optreden. Zo wordt het mogelijk dure verkeerde beslissingen of planningsverschillen al vooraf te voorkomen. Omdat Roche een consequente BIM-collaboratieaanpak volgt, wordt het hele planningsproces aanzienlijk efficiënter. Bijvoorbeeld worden taakbeheer en het vastleggen van de verschillende conflicten al tijdens de digitale coördinatievergaderingen (DKS) uitgevoerd. En doordat alle betrokkenen speciale cloudgebaseerde communicatiehulpmiddelen gebruiken, heerst op elk moment maximale transparantie en eenvoudige traceerbaarheid van de coördinatiepunten. Roche kan door het gebruik van BIM zo tijd-, kosten- en kwaliteitsrisico's verminderen. Bovendien overtuigen voordelen zoals consistentie, eenduidigheid en de mogelijkheid tot hergebruik van BIM-modelgegevens.

Opdrachtgevers profiteren bovendien van efficiënte werkprocessen, waardoor de plannings- en uitvoeringskwaliteit toenemen. De kosten van bouwprojecten kunnen door toepassing van BIM nauwkeuriger worden voorspeld en de bouwtijden betrouwbaarder worden gepland. Zo kunnen ontwerprichtingen die gekoppeld zijn aan kosten en planning al in een zeer vroege fase worden doorgevoerd. Niet in de laatste plaats kunnen geometrische conflicten tussen de gebouwmodellen van verschillende planners al vroeg worden vastgesteld en daardoor tegen lage kosten worden opgelost. Gerealiseerde bouw- en montageprocessen bieden bescherming tegen onaangename verrassingen op de bouwplaats.

BIM-competentie cruciaal voor bouwsucces

Een opdrachtgever kan deze en andere voordelen echter alleen realiseren als BIM op de juiste manier wordt opgezet en professioneel wordt beheerd. Dit lukt alleen met de juiste BIM-experts aan de zijde van de opdrachtgever, projectmanagement en de planners. Want wat bij het gebruik van de BIM-methode een veel grotere uitdaging vormt dan de technische uitrusting en de onderliggende processen, is de competentie van de projectbetrokkenen. Zij moeten niet alleen de benodigde software beheersen, maar zich ook gezamenlijk op BIM-communicatie-, coördinatie- en informatienormen kunnen instellen en deze consequent in het project toepassen. Het gaat erom BIM-kennis op te bouwen, verantwoordelijkheden te definiëren en rollen opnieuw te verdelen. Betrokkenen – of het nu de opdrachtgever, architect of planner is – moeten financiële middelen en vooral tijd investeren om medewerkers te trainen, workshops aan te bieden en BIM-kennis te oefenen met pilotprojecten.

Vroeg profiteren van BIM-werkwijze in het project

Een opdrachtgever die voor het eerst of op basis van een eerste pilotproject voor BIM kiest, moet eerst een hele reeks vragen verduidelijken. Wat is het doel van de invoering van BIM en daarmee van een doorlopende digitale projectafwikkeling? Hoe zien de bedrijfsprocessen voor beslissingen eruit? Wie neemt welke rollen, verantwoordelijkheden en prestatieomschrijvingen van de BIM-methode op zich? Wat zijn de BIM- en IT-standaarden? Wat is telkens de informatiebehoefte van het organisatorische en technische gebouwbeheer? Wat is de voorgestelde aanbestedings- en gunningsstrategie?

Bij Roche waren de volgende aspecten leidend voor de digitale planning, samengevat in het BIM-uitvoeringsplan (BEP):

– Opbouw van de projectomgeving (Owner BIM) en definitie van gegevensuitwisseling en uitwisselingsprocessen (definitie van datadrops en coördinatie van het digitale planningsproces);
– Opzetten van BIM-processen in afstemming met de vakplanners en de opdrachtgever, inclusief kwaliteitsborgingsprocessen en het opstellen en bijwerken van het BIM-uitvoeringsplan (BEP) voor de verschillende projectfasen;
– Definitie en vaststelling van de digitale samenwerkingsprocessen inclusief digitale rapportages over de prestaties van de projectdeelnemers, voortgangscontroles;
– Opzetten van het Information Delivery Manual (IDM) voor de planningsfasen met betrekking tot de attribuutvereisten van de verschillende vakgebieden en bouwonderdelen, vaststelling van de levertijden, vaststelling van de auteurschap en opbouw van een centrale modelprojectdatabase;
– Modelgebaseerde hoeveelheidsberekening voor het opstellen van het bestek;
– Kwaliteitsborgingsprocessen, vooral met betrekking tot geometrische en alfanumerieke modelkwaliteiten (LOG en LOI) op basis van de in het projectteam vastgestelde modelleerrichtlijnen.

Als deze onderwerpen eenmaal zijn beantwoord, kunnen bouwheren zich al in zeer vroege projectfasen verheugen op de voordelen van BIM-gebaseerde werkwijzen. Dit begint met de basisbepaling en de voorontwerpfase, waarin met BIM massa-modellen in 3D kunnen worden gemaakt. Dankzij BIM hebben projectbetrokkenen vanaf het begin bijvoorbeeld toegang tot de gebouwkenmerken volgens DIN 277, zoals bruto-inhoud of bruto-vloeroppervlak.

Hoewel zowel de opbouw als het onderhoud van het BIM-gegevensmodel vooral in de vroege projectfasen meer inspanning vergen dan bij traditionele 2D-planning, loont het al omdat in de volgende fasen van de vergunning- en uitvoeringsplanning veel semi-geautomatiseerd uit het model kan worden afgeleid.

Zo kunnen de projectdeelnemers bijvoorbeeld de opdrachtgever verschillende, eenvoudig te visualiseren ontwerpalternatieven presenteren, inclusief hoeveelheids- en kostenanalyses, als goede basis voor besluitvorming. De opdrachtgever kan op basis hiervan de kostenverschillen van bijvoorbeeld de in gebouwvorm, materiaal en inrichting gewijzigde alternatieven gemakkelijk vergelijken. Zo kan hij in de vroege planningsfase bijvoorbeeld de gebouwvorm afstemmen op de latere functie van het gebouw.

Doelstelling bepaalt de keuze van de BIM-strategie

Welke BIM-strategie een bouwer moet volgen, hangt vooral af van de doelstellingen. Gaat het bijvoorbeeld om een energie-optimaal gebouw, dan profiteert hij van modelgestuurde energiesimulaties. Als hij na de voltooiing ook de exploitant is, moet hij het computerondersteund facilitair beheer (CAFM) vroegtijdig integreren in BIM. Wie gebouwen voor grote groepen mensen bouwt – zoals bijvoorbeeld evenementenhallen – voor diegene zijn zeker ook de simulatie van personenbewegingen en klimaatbeheersingsvarianten relevant.

Voor de opdrachtgever is het daarom belangrijk om de te hanteren complexiteit van de BIM-methode tijdig vast te stellen. Wil hij profiteren van voordelen zoals geautomatiseerde gegevensoverdracht, verkorting van de plannings- en bouwtijd of het minimaliseren van conflicten en fouten, dan moet hij kunnen terugvallen op een discipline-overstijgende standaardisering van BIM-modellering.

Digitaal geheugen voor het gebouw

Bovendien kunnen de met BIM gemaakte modelweergaven worden gebruikt voor de presentatie van de planningsstatus aan gebruikers en het publiek. Zo wordt de kwaliteit van de afstemming aanzienlijk verbeterd. Begonnen bij de medewerkers van verschillende afdelingen, via politieke stakeholders tot de pers en het publiek, zijn bij de Roche nieuwbouw een groot aantal verschillende belanghebbenden betrokken. Hun strikte betrokkenheid is bij zo'n groot project uiterst belangrijk – niet alleen om de optimale functionaliteit van het gebouw te waarborgen, maar ook om een vroege betrokkenheid bij het project en daarmee acceptatie te creëren. Visualisaties van het gebouw, de omgeving, de toegangswegen uit de echte planningsgegevens en simulaties van werkprocessen, verkeerssituaties etc. zijn daarvoor uiterst behulpzaam. De driedimensionale weergaven die uit het BIM-model worden gemaakt, zijn intuïtief begrijpelijk en geven de gebruikers een realistisch en plastisch beeld van de procesmatige functionele gebieden en het hele gebouw. Bij Roche is zelfs een virtuele rondgang mogelijk met VR-bril. Hier kan men zich vrij bewegen in de virtuele ruimte, processtappen doorlopen en zo kwalitatief onderbouwde beslissingen nemen over de inrichting, bedrijfsprocessen en indeling van de ruimtes.

Na voltooiing van het bouwproject dient het in de cloud weergegeven totale model als basis voor facilitair- en levenscyclusbeheer – en vergemakkelijkt zo de economische werking van het gebouw. De facilitair manager kan de modalsystematiek gebruiken als een soort "ordningssysteem" voor het gebouwbeheer. Tegelijk kunnen alle toekomstige operationele gegevens – onderhoud, verbouwingen of saneringen – op basis hiervan worden vastgelegd en de voor facilitair management benodigde gegevens continu worden bijgewerkt, wat een efficiënte bedrijfsvoering mogelijk maakt. Uit de "as designed" en "as built" modellen van de plannings- en bouwfase ontstaat zo een "as performed" model – een digitale gebouwtweeling die een bijzonder milieuvriendelijk en efficiënt vastgoedbeheer mogelijk maakt – een gebouwleven lang.