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Authors:
Händler, Andreas 
Document type:
Dissertation / Thesis 
Title:
Verfahren zur Bauzeitschätzung und -ermittlung im Hochbau in den frühen Planungsphasen 
Advisor:
Schwarz, Jürgen, Prof. Dr.-Ing. 
Referee:
Schwarz, Jürgen, Prof. Dr.-Ing.; Motzko, Christoph, Univ.-Prof. Dr.-Ing. 
Date oral examination:
21.04.2021 
Publication date:
03.05.2021 
Year:
2021 
Pages (Book):
600 
Language:
Deutsch 
Subject:
Hochbau ; Planungsorganisation ; Bauzeit ; Schätzung ; Computerunterstütztes Verfahren ; Hochschulschrift 
Keywords:
Bauzeit; Bauzeitvorgabe; Bauzeitermittlung; Bauzeitschätzung; frühe Planungsphasen; BTC; Hochbau 
Abstract:

Die Bauzeit stellt, neben den Baukosten und der Qualität, eine der drei maßgeblichen Erfolgsfaktoren eines Bauprojekts dar. Bauzeiten, die im Rahmen der Projektvorbereitung bzw. der Grundlagenermittlung in der ersten Leistungsphase (LPH 1) der "Honorarordnung für Architekten und Ingenieure" ermittelt werden, bilden die Grundlage von Wirtschaftlichkeitsberechnungen und stellen die Basis von Realisierungsentscheidungen dar. Die Einhaltung der in dieser frühen Planungsphase ermittelten Bauzeiten, wird dementsprechend über den gesamten Projektverlauf angestrebt. Anders als bei der Bauausführung, erfolgt die Bauzeitermittlung in LPH 1 nicht anhand prozessorientierter Ablaufpläne, die Vorgänge enthalten, die bis auf einzelne Bauprozesse detailliert sind und deren Vorgangsdauern anhand von Fertigungsmengen und Aufwands- bzw. Leistungswerten sowie den jeweiligen Ressourcen ermittelt werden. Dies ist unter anderem darin begründet, dass die Anfertigung der ersten Bauentwürfe erst in LPH 2 erfolgt. Stattdessen erfolgt die Bauzeitermittlung auf der Grundlage von Erfahrungswerten und/oder Kennzahlen, Näherungsformeln oder Regressionsmodellen, die sich auf "einfache" objektorientierte Bezugsgrößen, wie z. B. die Baukosten oder den Brutto-Rauminhalt, beziehen. Aber auch bei vorliegenden Bauentwürfen in LPH 2 werden von Seiten des Auftraggebers häufig vereinfachte Ansätze zur Bauzeitermittlung bevorzugt. Eine grundsätzliche Planung des voraussichtlichen Bauablaufs (zumindest im Hochbau) und prozessorientierte Bauzeitermittlung wird auch in LPH 2 regelmäßig nicht durchgeführt. Die erste Betrachtung des eigentlichen Bauprozesses, der für die Bestimmung realistischer und wirtschaftlicher Bauzeiten allerdings entscheidend ist, erfolgt i. d. R. erstmals im Rahmen der Angebotsbearbeitung durch den Auftragnehmer in LPH 7. Die vorgestellte Untersuchung und kritische Würdigung des Stands der Wissenschaft und Technik zeigt, dass die angewendeten Verfahren auf Basis dieser "einfachen" objektorientierten Bezugsgrößen zur Bauzeitermittlung ungeeignet sind. Deshalb wird in der vorliegenden Arbeit ein neues Verfahren zur Ermittlung wirtschaftlicher und somit realistischer Bauzeiten, die durch Terminsteuerungsmaßnahmen beherrschbar sind und mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht überschritten werden, vorgestellt. Dabei wird auf Grundlage der Vorgaben zur Objektplanung in LPH 1 zunächst ein für die Gebäudetypologie wahrscheinliches Referenzgebäude generiert, dessen Fertigungsmengen anschließend als Grundlage einer prozessorientierten Bauzeitermittlung dienen. Die strukturierte und nachvollziehbare Umsetzung der Entwicklung des Referenzgebäudes erfolgt durch eine stufenweise und dokumentierte Ermittlung der verwendeten Parameter. Ausgehend von Eingangsparametern, die bereits vor bzw. in LPH 1 mit hinreichender Genauigkeit objektiv festgelegt werden können, werden zunächst Gebäudeparameter ermittelt, auf deren Grundlage die einzelnen Bauelemente des Referenzgebäudes dimensioniert werden. Die Bauzeitermittlung erfolgt anschließend aus den hieraus resultierenden Fertigungsmengen auf Basis eines Bauablauf-Modells, das zuvor festgelegte potenziell bauzeitbestimmende Vorgänge enthält. Aus dem Verfahrenskonzept lassen sich die beiden im Fokus der vorliegenden Arbeit liegenden Forschungsfragen ableiten: Kann die Genauigkeit der Bauzeitermittlung in den frühen Planungsphasen durch die Anwendung eines prozessorientierten Verfahrens gesteigert werden? und Sind die notwendigen Fertigungsmengen zur prozessorientierten Bauzeitermittlung bereits vor der Erstellung des ersten Bauentwurfs auf der Grundlage eines Referenzgebäudes mit einer zweckmäßigen Genauigkeit ermittelbar? Die Validierung des entwickelten Verfahrens erfolgt auf Grundlage von vier abgeschlossenen Bauobjekten und bestätigt dessen Anwendbarkeit. Dabei konnte die Genauigkeit und Adaptivität des entwickelten Verfahrens auf unterschiedliche Bauobjekte bestätigt werden. Zugleich resultiert aus der durchgeführten Bandbreitenanalyse auch eine moderate Sensitivität der ermittelten Bauzeiten bei Abweichungen der zugrunde gelegten Gebäudeparameter. Es konnte aufgezeigt werden, dass das entwickelte Verfahren mittels objektiv festlegbarer Eingangsparameter, eine transparente und hinreichend genaue Bauzeitermittlung ermöglicht. Durch die vorgestellte EDV-basierte Arbeitshilfe, die die angesetzten Berechnungsparameter dokumentiert und bei Bedarf deren Änderungen ermöglicht, können unterschiedliche Varianten des Referenzgebäudes und/oder des Bauablaufs transparent gegenübergestellt werden, z. B. durch die Anpassung der Anzahl der einsetzbaren Arbeitskräfte und/oder Krane. Zusammenfassend konnte die Anwendbarkeit des entwickelten Verfahrens zur Ermittlung wirtschaftlicher und somit realistischer Bauzeiten bestätigt werden.

Construction time is one of three decisive factors for defining the success of a building project, along with the construction costs and quality. Construction times, which are determined in the course of project preparation or the basic evaluation in the first service phase (LPH 1) of the "Honorarordnung für Architekten und Ingenieure", form the basis of both profitability calculations and realization decisions. Compliance with the construction time, as determined in this early planning phase, is subsequently targeted throughout the project. In contrast to the construction phase, the construction time in LPH 1 is not determined on the basis of process-oriented schedules, which contain procedures that are detailed down to individual construction processes and whose duration is determined on the basis of production quantities and effort or performance values as well as the respective resources. This is partly due to the fact that the first building designs are only produced in LPH 2. Hence, construction time estimates are typically based on empirical values and/or key figures, approximation formulas or regression models, which utilize "simple" object-oriented reference values, such as the construction costs or the gross volume. In the case of existing building designs in LPH 2, simplified approaches for estimating the construction time are also often preferred by the client. In addition, a basic planning of the foreseeable construction sequence (at least in building construction) and process-oriented construction time estimates are not regularly carried out in LPH 2. To the contrary, the first consideration of the actual construction process, which is decisive for determining realistic and appropriate construction times, is typically carried out by the contractor in LPH 7 through the tender process. The presented investigation and critical appraisal of the state of the art in science and technology confirms that methods applied on the basis of "simple" object-oriented reference values are unsuitable for determining the construction time. Therefore, in the present work a new procedure for determining economical and thus realistic and appropriate construction times is presented, which based upon the defaults for object planning in LPH 1, generates a reference building probable for the building typology, whose production quantities thereafter form the basis of a process-oriented construction time determi-nation. The structured and traceable implementation of the development of the reference building is achieved through a step-by-step and documented determination of the parameters used. Starting from input variables that can already be objectively determined with sufficient accuracy in LPH 1, building parameters are first determined on the basis of which of the individual building elements of the reference building are dimensioned. The construction time is then determined from the resulting production quantities on the basis of a construction process model, which contains previously determined potential construction time determining processes. From the process concept, the two research questions in the focus of the present work can be derived: Can the accuracy of construction time determination in the early planning phases be improved by the application of a process-oriented procedure? and Are the necessary production quantities for the process-oriented construction time determination derivable with sufficient accuracy on the basis of a reference building before the production of the first building draft? The validation of the developed procedure is based on four completed construction objects and confirms its applicability. Both the accuracy and adaptability of the developed procedure to different building objects and the predictability of the input variables and building parameters were confirmed. In addition, a moderate sensitivity of the determined construction times results from the accomplished range analysis with deviations of the underlying building parameters. It could be shown that the developed procedure enables a transparent and sufficiently accurate construction time determination by means of objectively determinable input parameters. With the presented computer-based working aid, which documents the applied calculation parameters and allows changes of the input variables and boundary conditions, different variants of the reference building and/or the construction process can be transparently compared, e.g. by adjusting manpower and/or the number of cranes to be used. In summary, the applicability of the developed method for the determination of economic and thus realistic construction times could be confirmed.

La durée de construction est l'un des trois facteurs décisifs pour la réussite d'un projet d’architectural, au même titre que les coûts et la qualité de la construction. Les délais de construction, déterminés au cours de la préparation du projet ou de l'évaluation de base durant la première phase de performance (LPH 1) de la "Honorarordnung für Architekten und Ingenieure", constituent le fondement des calculs d'efficacité économique et sont à la base des décisions de réalisation. Le respect du délai de construction déterminé lors de cette première phase de planification doit donc rester prioritaire tout au long du projet. Contrairement à la phase de construction, la durée de la construction dans LPH 1 n'est pas déterminée sur la base de calendriers liés aux processus qui contiennent des procédures détaillées, sauf pour les processus de construction individuels, dont la durée est déterminée par rapport aux quantités de production et de valeurs d'effort ou de performance ainsi que de ressources respectives. Cela s'explique en partie par le fait que les premiers modèles de bâtiments ne sont produits qu'en LPH 2. Au lieu de cela, le temps de construction est déterminé sur la base de valeurs empiriques et/ou de relations, de formules d'approximation ou de modèles de régression qui se réfèrent à des valeurs de référence "simples" orientées, tels que les coûts de construction ou le volume brut. Cependant, même dans le cas de bâtiments existants dans le cadre de LPH 2, le client préfère souvent des approches simplifiées pour déterminer le temps de construction. Une évaluation approximative du délai estimé des travaux de construction (au moins dans la construction de bâtiments) ainsi qu‘ une estimation de la durée de construction établie selon le processus ne sont pas non plus effectuées régulièrement dans le cadre de LPH 2. La première approche du processus de construction proprement dit, qui est toutefois déterminante pour la détermination d‘un délai de construction réaliste, est généralement effectuée pour la première fois par l'entrepreneur dans LPH 7 au cours du traitement de l'appel d'offres. L'enquête et l'évaluation critique présentées suivant l'état de la science et de la technologie montrent que les méthodes appliquées sur la base de ces "simples" valeurs de référence orientées ne conviennent pas pour déterminer le temps de construction. C'est pourquoi, le présent ouvrage propose une nouvelle méthode avec laquelle il est possible de déterminer le temps de construction économique. Cette méthode est par conséquent réa-liste et appropriée. Sur la base des spécifications de la planification de l'objet dans LPH 1, elle génère d'abord un bâtiment de référence probable pour le type de construction, dont les quantités de production servent ensuite à déterminer le temps de construction établi par le processus. L‘élaboration structurée et traçable du bâtiment de référence est réalisée selon un cheminement étape par étape, documenté par les paramètres utilisés. En partant des variables d'entrée qu’il est possible de définir objectivement dès le départ avec une précision suffisante dans LPH 1, on détermine d'abord des paramètres de construction, sur la base desquels les dimensions des différents éléments de construction du bâtiment de référence sont calculées. La durée de construction est ensuite déterminée à partir des quantités de production résultantes sur la base d'un modèle de processus de construction, qui contient des processus potentiels préalablement définis par cette première. Les deux questions essentielles placées au cœur de cette thèse peuvent être dérivées du concept de processus: La précision de la détermination du temps de construction dans les premières phases de planification peut-elle être accrue par l'application d'une procédure orientée vers le processus? et Les quantités de production nécessaires pour la détermination de la durée de construction orientée vers le processus peuvent-elles déjà être déterminées avec une précision appropriée sur la base d'un bâtiment de référence avant la préparation du premier projet de construction? La validation de la méthode développée, basée sur quatre objets de construction achevés, confirme son applicabilité. La précision et l'adaptabilité de la méthode développée à différents objets de construction ainsi que la prévisibilité des variables d'entrée et des paramètres de construction ont pu être confirmées. En outre, l'analyse de la largeur de bande donne également une sensibilité modérée des temps de construction déterminés aux écarts des paramètres de construction sous-jacents. Il a pu être démontré que la méthode dévelopée permet une détermination transparente et suffisamment précise du temps de construction au moyen de paramètres d'entrée objectivement déterminables. Grâce à cette assistance basée sur l‘informatique présentée dans cette étude, que documentent les paramètres de calcul appliqués, et dont les variables d'entrée et les conditions limites peuvent être modifiées, différentes variantes du bâtiment de référence et/ou du processus de construction peuvent ainsi être comparées de manière transparente, en ajustant par exemple le nombre de personnes et/ou de grues utilisées. En résumé, l'applicabilité de la méthode développée pour déterminer les délais de construction économiques est ainsi confirmée.

 
DDC notation:
624.1092 
Department:
Fakultät für Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften 
Institute:
BAU 8 - Institut für Baubetrieb 
Chair:
Sander, Philip 
Open Access yes or no?:
Ja / Yes