Erfolgreiche Realisierung der größten jemals in Revit modellierten Gesundheitseinrichtung mit neu definiertem BIM-Ansatz

Ursprünglich veröffentlicht unter dem Titel „CannonDesign + NEUF architect(e)s deliver first phase of CHUM“
Von David Goyne, Senior Associate, VDC Leader bei CannonDesign, Deepika Khowal, Customer Success Manager, und Val Maass, Texterin  31.01.2018

Im Herzen von Montreal verändert das neue Centre hospitalier de l’Université de Montréal (CHUM) das Stadtbild der kanadischen Metropole. Das CHUM erstreckt sich über zwei Häuserblocks und ist das größte Bauprojekt im Gesundheitswesen, das derzeit in Nordamerika gebaut wird – und eines der größten weltweit. Es entstand aus dem Zusammenschluss dreier Kliniken, ersetzt deren veraltete Einrichtungen und verbindet sie zu einem neuen, gemeinsamen Gesundheitszentrum. Das Bauprojekt verbindet Lehre, medizinische Forschung und Patientenversorgung zu einem Fixpunkt im zentral in Montreal gelegenen Gesundheitsbezirk und stärkt somit den Ruf der Stadt als Exzellenzzentrum für Gesundheit und Wissenschaft.

Das Projekt

Die Einrichtung besteht aus drei Türmen mit je 21 Etagen, die insgesamt beeindruckende 334.172 Quadratmeter Fläche einnehmen. Trotz dieser enormen Größe strahlt das Trio miteinander verbundener Türme – die miteinander vernetzt sind und dennoch eigenständige Einheiten bilden – viel Menschliches aus, was im Gesundheitswesen von großer Bedeutung ist. Die architektonische Planung des CHUM bindet zudem historische Architekturelemente wie den Kirchturm von Saint-Sauveur und eine nuancierte Mischung von Verkleidungsmaterialien ein und schafft so einen Gegensatz, der die Identität des Stadtbezirks neu definiert. Die Einrichtung ist mehr als nur ein umfassendes Zentrum für medizinische Versorgung, Forschung und Ausbildung – sie ist auch eine Kulturdestination, denn sie beherbergt 13 großformatige Kunstwerke.

Die erste und wichtigste Projektphase wurde im Jahr 2017 abgeschlossen. Sie bildet etwa 85 Prozent der gesamten Bauphase und umfasst den Klinikkomplex, das ambulante Versorgungszentrum, das Logistikzentrum, die Apotheke, mehrere Laboratorien und eine Tiefgarage. Die zweite Phase soll 2021 zum Abschluss kommen und umfasst ein Ausbildungszentrum und eine Bibliothek, ein Auditorium und die Fertigstellung der Klinikbüros. Schon jetzt und noch vor seinem Abschluss setzt das CHUM-Projekt neue Maßstäbe für alle Beteiligten, von der Stadt und ihrem universitärem Krankenhaussystem über die Tausende von Patienten und Mitarbeitern bis zu dem verantwortlichen Planungsteam.

Die Planungskooperation

Die Ausführung dieses monumentalen Projekts erforderte eine umfassende Zusammenarbeit als Team und brachte eines der weltweit führenden Designstudios und eines von Montreals renommiertesten Architekturbüros zusammen. CannonDesign betreibt 23 Niederlassungen in aller Welt, darunter eine in Montreal, und brachte sein branchenführendes Know-how im Gesundheitswesen und seine Planungserfahrung aus mehr als 130 Projekten für Akutkrankenhäuser und umfangreichen Erweiterungen mit ein. In seinen Büros in Montreal, Ottawa und Toronto beschäftigt NEUF architect(e)s ein Team aus kreativen Köpfen, die seit 1971 das Stadtbild von Montreal mitgestalten. NEUF besitzt umfassende Erfahrung bei der Planung innovativer Architektur und ist derzeit an zahlreichen Projekten in Nord- und Südamerika, Europa und Asien beteiligt.

In der Zusammenarbeit mit dem CHUM konnten CannonDesign und NEUF architect(e)s ihre jeweiligen Stärken einbringen und eine reibungslose Partnerschaft bilden.

„Aufgrund unserer Größe und unserer Erfahrung im Gesundheitswesen und mit technisch komplexen Projekten konnten wir umfassendes Know-how in dieses Projekt einbringen, das andere lokale Unternehmen so nicht bieten können. NEUF steuerte ein tiefes lokales Verständnis für die Städte Montreal und Quebec bei. NEUF half uns dabei, die Entwürfe so umzuwandeln, dass sie in Montreal Anklang finden“, erklärt Jose Silva. „Aus einer guten Partnerschaft zwischen zwei Unternehmen mit unterschiedlichen Kompetenzen entstand das CHUM, ein wirklich einzigartiges Gebäude.“
Jose Silva, Executive Director bei CannonDesign

Um die Zusammenarbeit weiter zu optimieren, arbeiteten CannonDesign und NEUF architect(e)s mit den Ingenieuren, Bauunternehmern und Gebäudebetreibern während des gesamten Projekts in einem gemeinsam Büro in Montreal. „Es war eine der erfolgreichsten Zusammenarbeiten zweier Büros, die ich je erlebt habe“, so David Goyne, einer der CHUM-Projektarchitekten bei CannonDesign.

Die Vorgehensweise

Bereits im Angebotsprozess im Jahr 2009 zeigte sich das Planungsteam mutig und setzte hoch an.

Die ursprüngliche Ausschreibung sah vor, dass in der ersten Bauphase (55 Prozent des Gesamtprojekts) eine Reihe von Gebäuden mittlerer Höhe umgesetzt werden sollten. Doch das Team entdeckte schnell Optimierungspotenzial und schlug eine Hochhauslösung vor, mit der sich zusätzliche 30 Prozent des Gesamtprojekts vorab realisieren ließen – mit höheren Vorabkosten, aber geringerem Risiko einer späteren Kostenexplosion.

„Die Ausschreibung in Frage zu stellen war ein gewagter Schritt. Es war nicht einfach, dem Kunden zu vermitteln, dass wir die Sache besser machen und eine voll funktionsfähige Klinik in fünf statt zehn Jahren realisieren könnten. Der Einsatz von Autodesk Revit für Körpermodellstudien war für uns von zentraler Bedeutung. Damit konnten wir schnelle Entwurfsstudien durchführen, die es uns letzten Endes erlaubten, diese alternative Lösung vorzuschlagen. Dadurch haben wir schließlich den Zuschlag für dieses Projekt bekommen.“
David Goyne, Senior Associate, VDC Leader bei CannonDesign

CHUM ist nicht nur das größte Projekt, an dem beide Unternehmen bisher gearbeitet haben. Es ist auch die größte Gesundheitseinrichtung, die je in Revit modelliert wurde. Aufgrund der Gebäudefläche von gut 334.000 Quadratmetern musste das Team seinen BIM-Ansatz neu definieren und auch seine Projektabläufe, die Projektabwicklung und sogar das Personal neu organisieren. „Wir wussten, dass es mit herkömmlichen Tools und Abwicklungssystemen sehr schwierig werden würde, ein Projekt dieser Größenordnung erfolgreich durchzuführen“, so Goyne. Als Autodesk-Kunden hatten CannonDesign und NEUF architect(e)s bereits Zugriff auf das gesamte Portfolio von Planungssoftware und -lösungen. Aufgrund des hohen Umfangs des CHUM-Projekts nutzte das Team vor allem Revit und Navisworks sowie verschiedene andere ergänzende Tools.

Ende 2011 bat das Planungsteam zu einer Projektbesprechung, um eine Roadmap für den Planungs- und Dokumentationsprozess zu erstellen. Alle Projektbeteiligten kamen zusammen, darunter die Verantwortlichen für Qualitätskontrolle und BIM aus allen Unternehmen, der BIM-Berater des Projekts, die Firma CDV Systems aus Boston sowie die Verantwortlichen für Management, Planung und Technik. Die Protokolle, die bei diesem Treffen erstellt wurden, betrafen sowohl Routineaufgaben als auch spezielle BIM-Aufgaben – von der E-Mail-Korrespondenz und Übertragungen über Inhalte zur Gebäudeausrüstung bis hin zu Referenzdaten im Revit-Modell.

Herausforderungen und Lösungen

Die Verwaltung der großen Datenmenge des Projekts und die Wahrung der Konsistenz zwischen den verschiedenen Projektbeteiligten stellten die größten Herausforderungen für das Team dar. CannonDesigns SFMO-Ansatz (Single-Firm, Multi-Office – ein Unternehmen, mehrere Büros) kam frühzeitig im Planungsprozess zum Einsatz. So konnte das Projektteam 180 Mitarbeiter aus 15 verschiedenen Büros und mehreren Zeitzonen zusammenbringen. „Durch die kombinierte Vorgehensweise, Gesundheitsexperten, technische Leiter und Produktionspersonal zusammenzubringen und die richtigen Tools zur richtigen Zeit zu verwenden, gelang es, diese Herausforderungen in Chancen zu verwandeln und effektiver und effizienter zu arbeiten. Zu Beginn des Projekts entschieden wir uns für Revit als primäre Plattform,“ so Goyne. „Wir arbeiteten mit 41 verschiedenen Architekturmodellen und, Beraterfirmen eingerechnet, mehr als 150 Modellen insgesamt. Das ist eine enorme Menge an Daten, die verwaltet werden mussten. Revit war dazu sehr gut in der Lage.“

Über die Datenverwaltung hinaus versprach Revit dem Team einfache Arbeitsabläufe und eine einfache Verwaltung. „Es ermöglichte es uns, unterschiedliche Projektaspekte in verschiedene Konstruktionsleistungen und Unterteams aufzugliedern“, so Goyne. „Gleichzeitig konnten wir diese Informationen mit jedem der Modelle in Verbindung bringen, um die Verwaltung und die Interoperabilität zu optimieren. Dieser Ansatz hat sich im Projektverlauf bewährt, und wir sind insbesondere mit Revit sehr zufrieden.“

Ein bestimmter Revit-Arbeitsablauf erwies sich als besonders nützlich für ein großes, zweisprachiges Produktionsteam: Dort wurden ausschließlich Bauelemente verwendet, um die Fachsprache in den Zeichnungen und Spezifikationen zu standardisieren. Jedes Bauelement enthielt sowohl englische als auch französische Texte und konnte von einer bestimmten Personengruppe zu Qualitätssicherungszwecken bearbeitet werden, bevor es vom Team in den Produktionsmodellen implementiert wurde.

Abbildung 1: Diagramm für Abteilungsräume und einzigartige Räume

Auch Navisworks war für das Planungsteam während des gesamten CHUM-Projekts sehr nützlich, insbesondere bei der Kollisionserkennung von Gebäudetechnik und Tragwerksplanung.

„Die Modelle umfassten eine sehr hohe Anzahl von Bibliotheksbauteilen, darunter mehr als 200.000 medizinische Geräte. Mit einer anderen Software lässt sich dies nur sehr schwer koordinieren. Mit Navisworks konnten wir Kollisionen erkennen und isolieren, um schnell die nötigen Korrekturen vorzunehmen.“
David Goyne, Senior Associate, VDC Leader bei CannonDesign

So konnte das Team kostspielige und zeitraubende Nacharbeiten vermeiden. Zudem war Navisworks unverzichtbar für die Darstellung von Entwurfs- und Koordinationsproblemen für CHUM und das Klinikpersonal. Um beispielsweise zu demonstrieren, dass Sichtlinien zu den Patienten beibehalten werden, konnte das Planungsteam Benutzergruppen in Navisworks virtuell durch die Dialyseabteilung des Zentrums führen und die Planung in einer perspektivischen Ansicht wie in einem Videospiel veranschaulichen.

Die richtigen Werkzeuge zur richtigen Zeit

Revit wurde im gesamten Projekt umfassend eingesetzt, doch nicht alle Aufgaben erforderten solch ausgereifte Tools. Durch den Einsatz anderer Technologien für Datenmanagement, Kommunikation und/oder Zusammenarbeit konnte das Team weitere Effizienzsteigerungen erreichen. Revit erwies sich als kompatibel mit den anderen Tools, die das Projektteam einsetzte, darunter selbst entwickelte, benutzerdefinierte Plug-ins. So konnte das Team deutlich flexibler und zeitsparender arbeiten. Das Planungsteam und die Eigentümergemeinschaft verwendeten beispielsweise PDF-Dateien zur internen Kommunikation. Gemeinsam genutzte Dokumente wurden mit einer externen integrierten Lösung für die Zusammenarbeit in 2D bearbeitet. So konnten die PDF-Dateien auf dieser 2D-Plattform überarbeitet werden, während ein Planer in einem anderen Büro die Änderungen im Revit-Modell in Echtzeit umsetzte. Goyne erklärt weiter: „Die Möglichkeit, eine direkte Schnittstelle mit anderen Programmen zu nutzen, vereinfachte unseren Arbeitsablauf und trug wesentlich zu unserem Erfolg bei.“

Durch den Einsatz von Revit mit anderen BIM-kompatiblen Technologien konnte das Projektteam das Revit-Modell und seine Interoperabilität mit anderen Softwareprodukten nutzen, um BIM für weit mehr als nur die Entwicklung herkömmlicher zweidimensionaler Baupläne und Dokumente einzusetzen. „Die Konsistenz zwischen verschiedenen Leistungen konnte so deutlich erhöht werden. Die tägliche Qualitätssicherung wurde effektiver, und Probleme bei der Koordination der Gewerke konnten früher gelöst werden. Zudem ließen sich die oft komplexen Konzepte den Endnutzern leichter vermitteln“, so Goyne.

Abbildung 2: Auszug aus dem Revit-Modell mit Darstellung der Ausstattungen

Das Ergebnis

Aufbauend auf ihrer Erfahrung mit dem CHUM-Projekt haben CannonDesign und NEUF architect(e)s damit begonnen, typische Revit-Räume und -Familien zu standardisieren, um sie als Vorlagen in zukünftigen Projekten im Gesundheitswesen nutzen zu können. Außerdem dienen die Modellstruktur und die Verwaltung der Modellgrößen und der Modellintegrität des CHUM-Projekts als Maßstab für andere Großprojekte.

„Dank BIM konnten wir ein hochwertigeres Endprodukt abliefern, das bei der partnerschaftlichen Zusammenarbeit von öffentlichen und privaten Beteiligten eines Bauprojekts so nicht üblich ist. Durch den Einsatz von Revit konnte unser Team büroübergreifend auf einer zentralen Plattform nahtlos zusammenarbeiten, die Produktivität und die Konsistenz steigern, Fehler vermeiden und unseren Arbeitsablauf verschlanken“, resümiert Goyne.

Nach dem Abschluss der zweiten Projektphase im Jahr 2021 wird CHUM auf dem amerikanischen Kontinent das größte Klinikum an einem einzelnen Standort sein. In der Zwischenzeit wertet diese uneingeschränkt funktionierende Einrichtung schon heute nicht nur die Stadt, sondern auch deren Gesundheitswesen auf.

Die Projektzahlen

• Budget: 2 Milliarden CAD (1,34 Milliarden EUR)
• Größe: 334.172 Quadratmeter über drei Gebäude mit je 21 Etagen
• Anzahl der Räume: 442 Untersuchungsräume, 39 Operationssäle und 772 Patienten-Einzelzimmer
• Mitarbeiter: mehr als 10.000 Angestellte sowie 6.000 Studenten und Praktikanten
• Behandelte Patienten pro Jahr: 345.000 ambulante Patienten, 22.000 stationäre Patienten und 65.000 Notfallpatienten
• Medizinische Geräte: mehr als 200.000

Die BIM-Statistiken

• Revit-Modelle: insgesamt 159 Dateien (41 Architektur-, 77 Gebäudetechnik-, 26 Tragwerksplanungs-, 6 Logistik- und 9 reine Datendateien)
• Durchschnittliche Modellgröße: 850 MB
• Anzahl der Arbeitssätze: 400
• Revit-Familien: mehr als 15.000
• Detailbauteile: mehr als 4.000
• Anzahl der ursprünglichen Zeichnungspläne: 6.756
• Anzahl der überarbeiteten Zeichnungspläne: 29.572

Abbildungen mit freundlicher Genehmigung von CannonDesign und NEUF architect(e)s.