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Publikation Baubewilligung mit digitalen Bauwerksmodellen. Ein neuer Verfahrensprozess(Hoschschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW, 24.05.2024) Wälchli, Thierry-Benoît; Huber, Manfred; Design Build Switzerland & Stadt Thun; Stadt ThunDie Abwicklung von Baubewilligungsverfahren ist ein Prozess mit einer Vielzahl von Akteuren, Interessen und Anforderungen. Durch die zunehmende regulatorische Komplexität, steigende Einsprachen und andere Faktoren verlängert sich die Verfahrensdauer, was sich direkt auf die Investitionsbereitschaft und die Bautätigkeit auswirkt. Die Einführung von digitalen Baueingaben mit standardisierten Bauwerksmodellen im IFC-Datenschema könnte den Genehmigungsprozess vereinfachen, wie Beispiele aus anderen Ländern zeigen. In dieser Masterarbeit wird ein neuer Bewilligungsprozess entwickelt, der auf der Verwendung von digitalen Bauwerksmodellen basiert. Die Studie umfasst theoretische und praktische Datenerhebungen zur Entwicklung des Prozesses. Mit Hilfe von Fokusgruppen und unstrukturierten Experteninterviews werden Mehrwertpotentiale, Herausforderungen und Chancen bei der Nutzung von digitalen Bauwerksmodellen sowie Herausforderungen für den Rechtsschutz betroffener Dritter identifiziert. Als Ergebnis wurde ein neuer zweistufiger Verfahrensprozess mit einer zusätzlichen freiwilligen Vorstufe entwickelt. In der Vorstufe erfolgt eine automatisierte, formale Prüfung aller objektiv bewertbaren Merk-male. Fehlerfreie und vollständige Bauwerksmodelle können der ersten Stufe - 'Baubewilligung' und der zweiten Stufe - 'Baufreigabe' zur Detailprüfung vorgelegt werden. Wobei in der ersten Stufe das Bauvorhaben aus formalrechtlicher Sicht im grösseren Kontext und in der zweiten Stufe die detaillierte, materielle Prüfung des Bauwerks selbst im Vordergrund steht. Das Vorgehen bei der praktischen Umsetzung mittels Modularisierung von Prüfregeln wurde anhand eines Anwendungsfalles in der Stadt Thun detailliert beschrieben. Die Evaluation in Fokusgruppen zeigte Mehrwerte in den Bereichen: regelbasierte Prüfung, transparente Kommunikation, Abstimmung mit Planungsprozessen und frühere Rechtssicherheit. Von der Baueingabe bis zum Baubeginn dauert es länger als heute, aber durch die frühere Erteilung der Baubewilligung reduziert sich der Gesamtaufwand bis zum Baubeginn.11 - Studentische ArbeitPublikation Umsetzungsfaktoren von Lean Construction bei Joint Ventures in grossen Bauprojekten wie dem HS2(Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW, 26.04.2023) Wälchli, Thierry-Benoît; Wagener, Leona; Simon, Stephanie; Sithampary, Saarugi; Schneider, Oliver; Martinez, Eder; Schulze, Hartmut; Dainton, Nora; High Speed Rail 2Die Baubranche ist eine der wichtigsten Industrien weltweit und spielt eine entscheidende Rolle bei der Schaffung von Infrastrukturen und Gebäuden, die für unsere Gesellschaft von grosser Bedeutung sind. Dabei sind die Anforderungen an die Produktivität, Qualität und Effizienz im Bauwesen in den letzten Jahren stetig gestiegen, was eine kontinuierliche Verbesserung der Prozesse und Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Unternehmen erfordert. In diesem Zusammenhang hat sich die Lean Philosophie als ein vielversprechender Ansatz zur Reduktion von Verschwendungen und Qualitätssteigerung in den Bauprozessen etabliert. Gleich-zeitig gewinnt die Zusammenarbeit in Form von Joint Ventures als strategisches Instrument zur Erreichung gemeinsamer Ziele in grossen Bauprojekten an Bedeutung. Joint Ventures ermöglichen es Unternehmen, ihr Know-how und ihre Ressourcen zu bündeln und gemeinsam Projekte zu realisieren, die alleine nicht umsetzbar wären. In der vorliegenden Arbeit werden die Umsetzungsfaktoren von Lean Construction bei Joint Ventures in grossen Bauprojekten untersucht. Die Grundlagen dafür wurde mittels Literaturrecherche und Fachgesprächen geschaffen. Die geltenden Normen zur Digitalisierung von Bauprojekten umschreiben dabei einzelne Aspekte der fünf Lean Prinzipien. Daraus abgeleitet, können diese ansatzweise als Unterstützung zur Bildung von Joint Venture Organisationsstrukturen sowie deren Prozessförderung im Informationsmanagement (IM) behilflich sein. Für direkte Ableitungen und Adaptionen sind diese zu wenig spezifisch verfasst. Es wurde untersucht, wie Lean Construction Methoden die Gestaltung von schlanken Prozessen in grossen Bauprojekten unterstützen können. Dies hat ergeben, dass wenn die Ressourcen auf kunden- sowie projektspezifische Umstände konzentriert werden, nur noch wertschöpfende Tätigkeiten als langfristiges Ziel angestrebt werden können. Lean Construction ist ein Prozess, wobei Lean Construction Methoden als Toolset einzuordnen sind, aus dem sich im Laufe des Prozesses nach Bedarf bedient werden kann. Für die Umsetzung von Lean Construction Methoden sind Erkenntnisse zur Bewältigung von Veränderungsprozessen wertvoll. Für das Grossbauprojekt HS2 wurde unter Berücksichtigung der Lean Prinzipien eine neue Projektorganisation entwickelt. Dabei wurden drei der fünf Lean Prinzipien angewendet sowie zwei Lean Construction Methoden für die Umsetzung empfohlen. Die selbstentwickelte Projektorganisation setzt dabei die Zusammenarbeit zwischen den Projektbeteiligten und dem Auftraggeber in den Vordergrund. Die technische Umsetzung spielt, nebst den Prozessen und der Organisation, in der heutigen Zeit eine wichtige Rolle bei Lean Construction. Viele Lean Construction Methoden, wie z.B. das Last Planner System oder Set Based Design, erfordern für die technische Umsetzung Engagement und Ausbildung. Andere Methoden wie beispielsweise A3 können aber im Allgemeinen mit wenig oder gar keiner Softwareunterstützung umgesetzt werden. Für ein erfolgreiches Projekt muss trotz Vor-gaben der technischen Umsetzung, einheitlich und zusammengearbeitet werden. Mit der Lean Philosophie steht eine Vielzahl an Methoden zur Verfügung, die es ermöglichen Prozesse in grossen, komplexen Bauprojekten zu verschlanken. Nebst dem Einsatz von Lean Construction Methoden können technische Tools dabei unterstützen Lean Construction langfristig zu etablieren.11 - Studentische ArbeitPublikation IPD im Zusammenspiel mit einem Bauprojekt im öffentlichen Beschaffungswesen(Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW, 20.11.2022) Wälchli, Thierry-Benoît; Stalder, Ivo; Simon, Stephanie; Ackermann, Samuel; Martinez, Eder; Pàl, Anna; Dainton, Nora; ARA BirsBei Bauprojekten hat die Komplexität in den letzten Jahren immer mehr zugenommen. Dabei hat die Baubranche als Ganzes keine markanten Vorschritte im Bereich bei der Effizienz erreichen können. Mit dem steigenden Fachkräftemangel, der steigenden Anzahl an digitalen Hilfsmitteln und dem stetig steigenden Preisdruck verschärft sich die Lage immer mehr. Eine Integrierte Projektabwicklung (IPD) könnte eine mögliche Antwort für die Effizienzsteigerung sein. In dieser Arbeit wird IPD im Zusammenspiel mit einem Bauprojekt im öffentlichen Be-schaffungswesen untersucht. Spezifischer wird eine Umsetzungsmöglichkeit von IPD im Schweizer Rechtsrahmen, die Zusammenarbeit, das Vergabeverfahren und die Vergütung mittels Literaturrecherche und Fachgesprächen geprüft. Ein integriertes Team der wichtigsten Projektbeteiligten wird früh im Prozess zusammengestellt und arbeitet in einem hohen Masse zusammen. Gemeinsam werden mittels einer integrierten Planung die Projektergebnisse optimiert, um den Wert für die Eigentümerschaft zu steigern, die Verschwendung zu reduzieren und die Effizienz in allen Phasen der Planung, Herstellung, Ausführung bis hin zur Bewirtschaftung zu maximieren. Dazu ist eine offene, ehrliche, selbstorganisierende und transparente Zusammenarbeit Basis für den Teamerfolg. In der Schweiz ist die Umsetzbarkeit von IPD innerhalb der gesetzlichen Rahmenbedingungen infolge des Paradigmenwechsels im öffentlichen Beschaffungswesen neu gegeben. Die Gestaltung des Vergabeverfahrens erweist sich dabei als komplexer im Vergleich mit herkömmlichen Projektabwicklungsmethoden. Infolgedessen erhöht sich der Aufwand auf Auftraggeberseite, insbesondere in der Vorbereitungsphase und dem Kompetenzenwettbewerb. Das zugeschaltete Instrument des Dialoges ermöglicht die Kommunikation zwischen der Auftraggebenden und den Auftragnehmenden im laufenden Beschaffungsverfahren. Das Instrument kommt mehrstufig zum Einsatz, wobei die notwendigen Rahmenbedingungen in den Ausschreibungsunterlagen definiert werden. Unter der Einhaltung der rechtlichen Rahmenbedingungen wird die Wahrung der Gleichberechtigung im Beschaffungsverfahren sichergestellt. Die neu vorgesehenen Vergabeverfahren und -instrumente werden klassifiziert und Lösungsvorschläge für die Umsetzung im Rahmen der Sanierung der ARA Birs aufgezeigt. Bei der Auftrags-vergabe stehen IPD-Werte wie gemeinsame Planung, Respekt und Vertrauen, frühzeitige Mitwirkung und frühzeitige Zieldefinition im Vordergrund. Letztlich kann die Umsetzung als Dienstleistungsangebot im Sinne der Interkantonalen Vereinbarung über das öffentliche Beschaffungswesen bezeichnet werden. Mit den gemeinsam definierten Zielen und dem resultierenden Mehrparteienvertrag ist die Basis für die Vergütung gegeben. Es werden die unterschiedlichen Vergütungsarten in den Projektphasen beschrieben. Auf das eigens adaptierte Dreistufiges-Vergütungssystem in den Phasen vom Detaildesign und der Realisation wird vertiefter eingegangen. In diesem sind in der ersten Stufe alle Selbstkosten gedeckt. Die Projektrisikokosten bilden zusammen mit dem budgetierten Gewinn die zweite Stufe und sind Teil vom Bonus- / Malus-System. In der dritten Stufe werden diese je nach Projektausgang, in eine Gewinnausschüttung oder eine Kostenbeteiligung umgewandelt. Abschliessend konnte mit dieser Arbeit eine Umsetzungsmöglichkeit für die ARA Birs mittels IPD- Projektabwicklung aufgezeigt werden.11 - Studentische ArbeitPublikation Digitaler Zwilling. Optimierung von Raumklima / Behaglichkeit(Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW, 25.01.2023) Lüscher, Leah; Wälchli, Thierry-Benoît; Nägelin, Jérôme; Fuchs, Oliwia; Schneider, Oliver; Olender, Margarete; Dainton, Nora; AUE BaselMit dem weiter voranschreitenden Klimawandel und der drohenden Energieknappheit steht die Menschheit vor grossen Herausforderungen. Dabei bleiben die Ansprüche an das Raumklima und die Behaglichkeit in Gebäuden auf dem bekannten Niveau bestehen. Die stetig steigen-den Temperaturen beeinflussen das thermische Verhalten von Gebäudebauteilen massgebend und zwingen die Planenden und Nutzenden in der Bewirtschaftungsphase effizienter mit diesen Abhängigkeiten umzugehen. Ein Digitaler Zwilling könnte eine mögliche Antwort für die nachhaltige Effizienzsteigerung bei Gebäuden sein. In dieser Studie wird ein Digitaler Zwilling zur Optimierung vom Raumklima und der Behaglichkeit untersucht. Spezifischer wird ein Digitaler Zwilling zur prädiktiven Gebäudesteuerung aufgrund von regionalen Meteodaten mittels Literaturrecherche, Fachgesprächen und einer technischen Umsetzung geprüft. In der Schweiz gilt für das Raumklima und die Behaglichkeit die SIA-Norm 180:2014 sowie die Wertebereiche der Raumlufttemperatur und der relativen Raumluftfeuchtigkeit. Die Behaglichkeit ist eine subjektive Wahrnehmung der Individuen, diese wird in dieser Studie nicht bewertet und in den Digitalen Zwilling implementiert. Der Prozess zur Erarbeitung und Umsetzung diese Digitalen Zwillings umfasst die Erstellung eines Rahmenkonzepts, das die enthaltenen Bereiche wie den Digital Twin, den Digital Shadow, die Planungsdaten, die kalkulierten Daten, das Prozessmodell, die Messdaten und das physische Gebäude umfasst. Zusätzlich werden die Anforderungen für die System-Interoperabilität und eine bidirektionale Anbindung konzeptionell behandelt. Mithilfe einer primären, semantischen und einer sekundären, konzeptionellen Aufarbeitung der Informationsanforderungen werden die Daten universell für die prädiktive Datenauswertung des Raumklimas bereitgestellt. Für die kontinuierliche Angleichung an die reellen Gegebenheiten wird eine Optimierung mittels Maschine Learning Algorithmus auf der Methodik vom Delta Learning aufgezeigt. Zur Überprüfung vom Raumklima wird das Meteo-Basisjahr als Berechnungsgrundlage betrachtet. Für jeden einzelnen Raum können prädiktive Klimasimulationen abgebildet und entsprechende, universelle Korrekturdaten aufbereiten werden. Die Simulation der Nachtauskühlung, mittels automatischer Fensteröffnung bzw. -schliessung konnte technisch nicht umgesetzt werden. Abschliessend konnte mit dieser Studie eine Umsetzungsmöglichkeit auf der Basis von einem parametrischen Design mit wenigen Ausnahmen aufgezeigt werden.11 - Studentische ArbeitPublikation ReUse in der Bauwirtschaft(Hochschule für Architektur, Bau und Geomatik FHNW, 12.06.2023) Alessandri, Lukas; Hostettler, Sascha; Nägelin, Jérôme; Sithampary, Saarugi; Wälchli, Thierry-Benoît; Wagener, Leona; Huber, Manfred; Leuenberger, Theresia; uptownBaselAuf dem Areal von uptownBasel in Arlesheim entsteht ein Entwicklungs- und Produktionsstandort mit einer nachhaltigen Mehrgenerationenvision als zentrales Ziel der Planung. Im Rahmen des Integrationsprojektes IP4A werden individuelle Themenbereiche zu sozialen, integralen und technischen Aspekten der Kreislaufwirtschaft in Verbindung mit ReUse zur Steigerung der Nachhaltigkeit untersucht mit dem Ziel, Hürden und Chancen in diesen Themenfeldern zu identifizieren. Dadurch ist es gelungen, neue Kompetenzen in den genannten Bereichen zu erwerben, neue Ansätze, Bestrebungen und Teilergebnisse für eine zielgerichtete Anwendung von ReUse aufzuzeigen.11 - Studentische Arbeit