Technischer Fortschritt, Gesundheitsreformen, neue Behandlungsmethoden, steigende Ansprüche oder der demografische Wandel – zahlreiche Faktoren beeinflussen den Bau eines Spitals. Dazu kommen Wettbewerbsdruck und hohe Investitionskosten für Umstrukturierungen und Infrastruktur. Tamara Bott, Projektmanagerin bei Drees & Sommer Schweiz, zeigt auf, wie das Universitätsspital Basel diesen Herausforderungen begegnet.
Das Universitätsspital Basel (USB) realisiert derzeit mehrere Neubau- und Ausbauprojekte. Sie sind das Resultat des vom Kanton Basel-Stadt 2011 genehmigten «Masterplan Campus Gesundheit – Universitätsspital Basel», aus dem 2012 ein Wettbewerb sowie 2019 ein Studienauftrag resultierten.
Nach Entwicklung des Vorprojekts und der Konzeptionierung des Bauablaufs wurden die notwendigen Massnahmen für das gesamte Areal in zwei wesentliche Bauperimeter aufgeteilt: Ein Ersatzneubau auf dem Perimeter A für das Klinikum 2, mit Bettenturm, Poliklinik, radiologischer Diagnostik/Intervention, Notfallzentrum und weiteren Funktionsbereichen. Und ein zweiter Neubau auf dem Perimeter B mit Ambulatorien, Tagesklinik, Behandlungszentren und Labordiagnostik. Des Weiteren sollen aus der Betriebsorganisationsplanung abgeleitete Rochadeflächen den laufenden Spitalbetrieb ohne Unterbruch und Betriebseinbussen über die gesamte Bauzeit sicherstellen.
Die Arealentwicklung gilt aktuell als wichtigstes Infrastrukturvorhaben des USB; nicht zuletzt, da sie eine Vernetzung der benachbarten Areale Schällenmätteli und Universität mit dem Campus vorsieht. Damit können Synergien zwischen Forschung, Lehre und medizinischer Dienstleistung langfristig gesichert werden. Für eine anforderungsgerechte Realisierung setzt man vor allem während des Planungsprozesses auf das Know-how aus Vergleichsprojekten und auf eine enge Zusammenarbeit der Beteiligten.
Gemeinsam mit dem verantwortlichen Projektteam von Drees & Sommer Schweiz wurden und werden planungsübergreifende Building Information Modeling (BIM)-Ziele und -Anwendungsfälle in Workshops erarbeitet und die erforderlichen Prozesse in geeigneten Anwendungen aufgesetzt und geprüft. Bis zur Fertigstellung der Bautätigkeit sollen die Daten aus der Projektierung in die CAFM (Computer-Aided Facility Management)-Umgebung eingeflossen sein.
Visualisierung des Betriebs als Planungshilfe
Um den Spagat zwischen optimiertem Klinikbetrieb und nachhaltigem Betriebskonzept zu gewährleisten, setzt das Universitätsspital Basel auf technische Möglichkeiten in der Planung, die teilweise erst entwickelt werden mussten. Eine wesentliche Grundlage für die betrieblich-bauliche Planung ist die Visualisierung der Patientenströme mit Hilfe des Tools «XPlan», das von der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) entwickelt wurde und mit den Anforderungen des USB stetig weiterentwickelt wird. So ist es möglich, Patientenströme in den Bestands- und Neubauten sichtbar zu machen, um Planungsprämissen für eine ideale Arealneubelegung ableiten zu können.
Digitale Bauplanung mit BIM
Mit Hilfe von Building Information Modelling (BIM) wird die Grundlage für einen «digitalen Zwilling» generiert, an dessen Datengerüst Betriebsabläufe, Kosten und Qualitäten im Planungsprozess aufeinander abgestimmt werden können. Die Umsetzung erfolgt über die Einspeisung möglichst vieler Informationen durch die Planer, Projektmanager, Prozessmanager und Betreiber in ein Koordinationsmodell, das als «Single Source of Truth» die einzig gültige Datenquelle ist. Damit sollen sämtliche Informationen aus dem Modell generiert und keine unabhängigen Datenquellen erstellt werden, die das Ergebnis beeinflussen könnten.
Am Modell können mit geeigneter Software regelbasierte Prüfungen durchgeführt werden, die helfen, Kollisionen bereits vor Baubeginn zu eliminieren und sicherstellen, dass Informationen vollständig vorhanden sind. Während des Planungsprozesses werden die identifizierten Modellierungsänderungen zentral über eine Kollaborationsplattform dokumentiert und kommuniziert.
Wer den Überblick bei der gossen Menge an Daten und Beteiligten nicht verlieren will, benötigt eine klare Definition des gewünschten Planungsprodukts. So wurden bereits vor dem Entwurf über 200 Raumtypen mit phasen- und bedarfsgerechten Anforderungen wie Installationsgrad, Bettenanzahl und Tageslichtbedarf festgelegt und in einem Soll-Raumprogramm zusammengeführt.
Mittels Auslesen der Räume aus dem Modell erstellte man parallel ein digitales Raumbuch, das kontinuierlich in einer bidirektionalen Liste weiterentwickelt werden kann. Bidirektional bedeutet, dass Informationen, die im Modell geändert werden, automatisch in die Datenbank übernommen werden und andersherum. Über das digitale Raumbuch kann der IST-Zustand automatisch mit den SOLL-Anforderungen abgeglichen werden und eine Auswertung erfolgen.
Bei Abweichungen zwischen den geforderten Angaben und dem aktuellen Planungsstand können die Informationen durch den Auftraggeber jederzeit verifiziert oder angepasst werden. Entsprechen die Räume und deren Konfiguration den Anforderungen, können sie per Mausklick durch den Auftraggeber freigegeben werden.
Ein grosser Mehrwert des digitalen Raumbuchs ist, dass alle Planungsbeteiligten sämtliche Informationen nicht nur jederzeit verfügbar haben, sondern das Tool auch zur aktiven Steuerung des Projekts nutzen können.
Simulation im virtuellen Modell
In Zusammenarbeit mit dem ETH Spin-off «Inspacion» wurde in einem weiteren Schritt auf Grundlage des BIM-Modells ein begehbares virtuelles Modell generiert, in dem bis zu drei Personen, insbesondere Nutzervertreter, gemeinsam Arbeitsabläufe simulieren können. Die Virtual Reality Software bietet die Möglichkeit, das erstellte Planungsmodell nach zwei bis drei Minuten Einführungszeit und mit einer VR-Brille live zu erleben.
Dabei ist die virtuelle Umgebung so veränderbar, dass technische Geräte und Möbel nach Bedarf hinzugefügt, verschoben und neu angeordnet werden können, um Betriebsabläufe bestmöglich aufeinander abzustimmen. Dazu werden neben den Planern vor allem Klinikangestellte, Prozessspezialisten und Vertreter von Patientenorganisationen herangezogen. Die Software erhöht die Planungssicherheit und ermöglicht es damit die zukünftigen Betriebskosten zu reduzieren.
Um die eingepflegten Daten auch nachhaltig nutzen zu können, entwickelt Drees & Sommer Schweiz ein BIMtoFM-Konzept, mit dem die für den Gebäudebetrieb relevanten Informationen in die Facility Management Software des Universitätsspitals übertragen werden sollen. So können die Daten aus Planungsmodell und Datenbanken sowie entsprechende Dokumente beispielsweise mit den Betriebsprozessen und Wartungsgeräten verknüpft werden.
Weniger Risiko, viel Mehrwert
Die Zusammenarbeit zwischen Fachhochschule, Prozessexperten, Generalplaner und Bauherrschaft bringt den Vorteil, dass alle Beteiligten frühzeitig über Anforderungen und Änderungen informiert sind. Die Informationen aus den Datenbanken und Modellen sind durchgehend aktuell und jederzeit online abrufbar, was zu einer erhöhten Bestellerkompetenz und zu einem geringen Datenverlust bei Phasenübergängen führt. Die zuvor festgelegten automatisierten Schnittstellen tragen massgeblich zur Transparenz im Planungsprozess bei.
Anhand von Simulationen am digitalen Modell kann die Wirtschaftlichkeit der Planung realitätsnah ermittelt werden, was zu einer deutlichen Risikominimierung hinsichtlich des späteren Betriebs führt.
Mit den digitalen Möglichkeiten und der anforderungsgerechten Umsetzung kann das Universitätsspital Basel seine Betriebsabläufe optimieren, den Komfort für Patienten steigern und künftigen Spitalentwicklungen als Beispiel vorangehen.
Arealentwicklung Universitätsspital Basel
Am Bau Beteiligte
Bauherrschaft:
Universitätsspital Basel
Generalplanung:
Caretta + Weidmann Baumanagement, Basel
Bauherrenberatung / Projektsteuerung:
Drees & Sommer Schweiz AG, Basel
Architektur:
giuliani.hönger, Zürich
Tragkonstruktion:
Dr. Lüchinger + Meyer Bauingenieure, Zürich
Elektroplanung:
Boess SYTEK, Basel
Sanitärplanung:
tib Technik im Bau, Luzern
HLKK-Planung:
Aicher, De Martin, Zweng, Basel
Lichtplanung:
Königslicht, Zürich
Bauphysik:
BAKUS Bauphysik & Akustik, Zürich
Brandschutz:
Makiol + Wiederkehr Ingenieurbüro, Beinwil am See
Fassadenplanung:
Emmer Pfenniger Partner, Münchenstein
Spitalplanung:
Teamplan, Tübingen (D)
Landschaftsarchitektur:
Zwahlen & Zwahlen, Cham
Security und Türplanung:
E-tool, Münsingen
BIM-Manager / BIM-Koordination:
Drees & Sommer Schweiz AG, Basel
Virtual Reality: Inspacion
Digitales Raumbuch: dRofus
Ermittlung der Patientenströme: XPlan
Gebäude
Vergabeverfahren / Auftrag: Einzelvergabe
Gebäudevolumen (SIA 416): 580 Tm³
Geschossfläche: 130 Tm²
Energie-Label: Minergie Eco angestrebt
Daten
Planung: 2014–2031 (inkl. aller Etappen)
Ausführung: 2021–2037 (inkl. Rückbau)