Die Verwendung von Building Information Modeling (BIM) nimmt stetig zu und erreicht dabei die gesamte Baubranche. Was bedeutet das für die ausführenden Gewerke wie das Maler- und Gipsergewerbe? Die Ausschreibungs-, Offert- und Vergabeprozesse werden sich zwangsläufig von den gewohnten Arbeitsabläufen unterscheiden. Die Mitarbeitenden sind auf neues Know-how angewiesen.Die von BIM beeinflussten Prozesse bauen jedoch auf Arbeitsweisen auf, die auch im Maler- und Gipsergewerbe inzwischen business as usual sind. Zahlreiche Informationen wie für Devis und Produktdaten beeinflussen die Vergabe von Bauleistungen und müssen erfasst sowie verschickt werden. Eine digitale Devisierung, Kalkulation und Offertstellung sowie der elektronische Datenaustausch nach SIA 451 sind daher bereits weitgehend Standard. Der Umstieg auf BIM ist deshalb eine vergleichsweise geringe Hürde.

Mit fortschrittlicheren Technologien erhöhen sich auch die Ansprüche an das Bauen. Investoren und Bauherren, Behörden, Planer, Generalunternehmer und nicht zuletzt die Gebäudenutzer selbst verlangen möglichst maximale Transparenz bezüglich Wirtschaftlichkeit, Komfort, Ökologie und Nachhaltigkeit. Bekannte Abläufe ändern sich deshalb zwangsläufig. Im Bauwesen koordiniert die offene Plattform «Bauen digital Schweiz» die Aktivitäten des SIA (Regulierung), des CRB (Standardisierung) und der KBOB/IPB (professionelle öffentliche und private Bauherren) mithilfe eines 4-Stufen-Plans. Laut Einschätzungen von Experten befindet sich das Schweizer Bauwesen derzeit auf Stufe 2, auf der die modellbasierte Zusammenarbeit erfolgt. In der Stufe 3 mit der integrierten, automatisierten und modellbasierten Kooperation konnten bereits Erfolg versprechende Ansätze umgesetzt werden.

Welche Veränderungen ergeben sich nun in der Praxis für Planer und Unternehmer? Das Erstellen von Offerten auf Grundlage von Devis und Plänen genügt bei der «modellbasierten Bauweise» nicht mehr. Mit der Verwendung von BIM werden künftig für den unternehmerischen Ablauf folgende Bestandteile notwendig:

– 2-D- und 3-D-Darstellungen von Aufbauten und Konstruktionsdetails

– Detaillierte Produktdaten und Prüfberichte bezüglich Schall- und Brandschutz sowie weiterer Produkteigenschaften

– Nachweise zu Umweltverträglichkeit und Nachhaltigkeit, zur grauen Energie usw.

BIM gehört die Zukunft. Deshalb betrifft diese Methode alle, die mit dem Bau und dem Ausbau von Gebäuden zu tun haben – vom Einfamilienhaus bis zum Grossprojekt. Im Bereich der Bauprodukte und -systeme müssen diese Informationen von den Herstellern auf verschiedensten Kanälen (z. B. build-up) zugänglich gemacht werden – so wie es zum Beispiel die Rigips AG, Schweizer Pionier der Trockenbauweise, macht.

Unter anderem geben die nachfolgenden Veranstaltungen die Gelegenheit, sich eingehend über die Digitalisierung in der Baubranche zu informieren.

mbr. Die von der «Swissbau» 2018 beliebte Sonderschau für digitale Transformation, «Swissbau Innovation Lab», kehrt 2020 zurück. Die im 2-Jahres-Rhythmus ausgetragene grösste Schweizer Baumesse befasst sich damit erneut mit den Trends, die mit der Digitalisierung einhergehen, und den Herausforderungen, welche die Baubranche gegenwärtig und künftig massgeblich beeinflussen, und formuliert dafür Lösungsansätze. Dass der Wunsch nach flexiblen Gebäude- und Nutzungskonzepten für Wohnen und Arbeiten grösser wird, ist nicht neu. Alle Bereiche ausgewogen abzudecken, welche Sicherheit, Ressourceneffizienz und Lebensqualität gewährleisten, bleibt hingegen weiterhin anspruchsvoll. Neue Bausysteme und Materialien sollen dafür zur Anwendung kommen.

Interaktiver Erlebnisraum

Neu ist hingegen jene als Innovation-Village betitelte Neukonzeption, in dessen Zentrum ein «Platz der Kommunikation» den direkten Austausch von Besuchenden und Fachpersonen ermöglicht. Im Speakers-Corner finden zudem täglich Live-Pitches zu den neuesten digitalen Anwendungen statt. Im bereits bekannten iRoom, dem interaktiven Erlebnisraum, werden zudem anhand von Projektbeispielen die Auswirkungen der Digitalisierung auf die Baubranche veranschaulicht. Fallbeispiele zu intelligenten Gebäuden, Energie und Klima werden mithilfe einer 3-D-Visualisierungsshow erörtert. Im speziellen Fokus steht das Projekt der Arealentwicklung, «uptownBasel», bei dem eine Brache zum Kompetenzzentrum umgebaut wird.

Informieren, erleben und vernetzen

Wie werden Gebäude künftig geplant, gebaut, genutzt und betrieben? Das Erfassen, das Bereitstellen und das Verarbeiten von Daten hat auch im Gebäudesektor stark zugenommen. Dass dies für die Weiterentwicklung bestehender Systeme erforderlich ist, klingt logisch. Die Sicherheitsaspekte dürfen diesbezüglich nicht zur Nebensache verkommen. Durch Livepräsentationen kommen die Besuchenden in direkten Kontakt mit den innovativen Neuheiten und deren Handhabung. Im Start-up-Hub erhalten Jungunternehmen zudem die Gelegenheit, neue Ideen einem breiten Publikum vorzustellen. Zur persönlichen Vernetzung dienen zugleich Networking-Anlässe von Partnern, die sich zur Kundenpflege bereits bei früheren Ausgaben der Baumesse etabliert haben.

swissbau.ch

BIM, Integrated Project Delivery (IPD) und Lean Construction Management (LCM) sind nur einige Schlagworte, die einem zunehmend häufiger begegnen. Zudem hält die digitale Abwicklung von Projekten nach und nach Einzug in die tägliche Arbeit. Nicht zuletzt deshalb, da zahlreiche KMU sowie Grossunternehmen die digitale Transformation bereits proaktiv in Angriff genommen haben. Andere wiederum haben notgedrungen, primär aufgrund der Anforderungen seitens des Auftraggebers oder aufgrund der Projektkomplexität, kurzfristige Massnahmen ergreifen müssen. Diese sind jedoch selten durchgängig und voll zufriedenstellend. Deshalb sollte man sich rechtzeitig intensiv mit der digitalen Transformation der Projekte beschäftigen und die Entwicklung nicht dem Zufall überlassen.

Die richtungsweisende Strategie

«Wie kann ich sicher sein, dass ich mich heute für den richtigen Technologiepartner zur Transformation unserer Projekte entscheide, da sich die Branche in einem grossen Wandel befindet?» Eine Frage, die oft gestellt wird. Die Antwort darauf ist eigentlich ganz simpel: Die Strategie des künftigen Partners sollte mit der eigenen digitalen Strategie übereinstimmen. So trivial diese Aussage ist, so anspruchsvoll gestaltet sich die Umsetzung. Daher ist es zentral, zuerst einen wesentlichen Strategieentscheid zu fällen: Möchte man defensiv einsteigen und mit leichten Anpassungen des Arbeitsprozesses sowie niedrigen Investitionen einen kurzfristigen Mehrwert erreichen? Oder wird das Thema progressiv angepackt? Das wiederum bedeutet eine höhere Investition in Form von personellen und finanziellen Ressourcen sowie einer massgebenden Transformation der Arbeitsmethoden und Prozesse, die sich jedoch mehrfach auszahlen wird. Durch die Wahl einer modularen Lösung lässt sich zudem ein schrittweiser Ausbau der Anwendungsfälle realisieren und somit auch kurzfristig Mehrwert erzielen.

Die fundierte Entscheidungsgrundlage

Nach der grundlegenden strategischen Festlegung gilt es, diese in die Tat umzusetzen. Bevor mit der Evaluation geeigneter Partner begonnen wird, lohnt sich die intensive Auseinandersetzung mit den unter anderem eingangs erwähnten Ansätzen. Diese haben teilweise deutliche Auswirkungen auf das ganze Unternehmen sowie auf das Team und die Projekte. Nur wenn man den für sich passenden Mix an Methoden ausgewählt hat, ist man auch in der Lage, die richtigen Anforderungen an den künftigen Technologiepartner zu stellen. Hierbei sind wiederum verschiedene Dimensionen zu beachten, wie

– die Vision und die strategische Ausrichtung des Partners,
– die Übereinstimmung der Lösung mit den Projektbedürfnissen sowie künftigen Arbeitsmethoden und Prozessen in allen Projektbereichen (vgl. Grafik),
– die Einfachheit und die Benutzerfreundlichkeit,
– die vorhandenen Schnittstellen und die Offenheit zur Anbindung an bestehende und künftige Systeme,
– die Kompatibilität mit der bestehenden und künftigen Infrastruktur,
– eine aktive Unterstützung bei der Definition, der Pilotierung und der Einführung,
– ein professioneller Support im Produktiveinsatz,
– der Datenschutz und die Datensicherheit sowie
– die Kosten und die Flexibilität bei unterschiedlichen Projektgrössen und Projektanforderungen.

Deshalb sollte man nicht davor zurückschrecken, die möglichen Partner herauszufordern und sich inspirieren zu lassen. So kann man sicher sein, den richtigen Partner zu finden.

Fazit

Jedes Unternehmen sollte seine individuelle Stossrichtung zur digitalen Transformation der Projekte festlegen und auf dieser Basis einen geeigneten Technologiepartner auswählen. Dabei sind eine fundierte Evaluation des Partners sowie das proaktive Handeln im Prozess ebenso massgebend wie das langfristige Denken. ●

 

 

Theoretisch ist die Digitalisierung in der Bauwirtschaft angekommen. Doch nur weil die meisten Projektdaten in digitaler Form erstellt werden, wird noch längst nicht digital gebaut. In der Praxis reicht der digitale Weg vielerorts nur bis zur Schnittstelle zwischen Planung und Ausführung und endet mit einem Medienbruch kurz vor der Baustelle. Ohne digital durchgängige Workflows bleibt diese Schnittstelle eine potenzielle Fehlerquelle, die sich meist erst bei der Ausführung offenbart, dann aber negativ auf Kosten und Qualität wirkt. Umso weniger überrascht, dass immer mehr Auftraggeber sowie TU zur Steigerung von Produktivität und Präzision konsequent und lückenlos BIM mit digitaler Ausführung umsetzen – und das auch von ihren Baupartnern für die Zusammenarbeit voraussetzen.

Erfolgreich durch parametrisches Ausführungsmodell

BIM allein, das heisst, wenn jedes Gewerk eigene Modelle nur für sich selbst erstellt und mit anderen Planern koordiniert, führt nicht automatisch zu mehr Effizienz und Qualität in der Fertigung und auf der Baustelle. Erst wenn sämtliche für die Ausführung relevanten Informationen in einem parametrischen Ausführungsmodell integriert und intelligent verknüpft miteinander in Beziehung stehen, können sich die Potenziale des digitalen Planens vollständig entfalten und alle am Bau Beteiligten davon profitieren. Die Parametrik beschreibt in diesem Kontext das Adaptionsvermögen des umfassend attribuierten, virtuellen Modells, in dem sich alle von einer Änderung betroffenen Elemente automatisch an neue Gegebenheiten anpassen können. Damit ermöglicht das parametrische Ausführungsmodell nicht nur das effiziente Planen am Modell, sondern umfasst das komplette Wissen, wie ein Projekt gebaut wird, und sichert die permanente Aktualität der Daten entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Cloudbasiert und auf einer open BIM-Plattform abgespeichert, steht das parametrische Ausführungsmodell mit sämtlichen Projektdaten jederzeit allen Projektbeteiligten uneingeschränkt zur Verfügung – im Büro, in der Produktion und auch auf der Baustelle. Modernste Technologien stellen heute sicher, dass die Daten ohne Kopien oder mühsame Datenkonvertierungen auf PC, Smartphone, Tablet, VR-Brille, AR-Anwendungen, MR-Brille Hololens, robotischer Totalstation und Scanner verwendet werden können.

Die Arbeit mit dem parametrischen Ausführungsmodell ermöglicht allen am Projekt Beteiligten, die Produktivität, die Präzision und den Komfort in der Planung, der Fertigung und auf der Baustelle dramatisch zu steigern. Führend und praxisbewährt für die Modellierung von parametrischen Ausführungsmodellen ist Tekla Structures von Trimble, das Arbeitsschritte vom Entwurf bis zur Ausführung für jegliche Projektarten, Tragwerksmaterialien und Modellgrössen effizient löst und die dafür benötigten Funktionen in der open BIM-Software bündelt. Zugunsten optimaler Workflows für die Statik sind AxisVM, Dlubal, Scia Engieneer und Rhino Grasshopper bereits heute bidirektional und direkt an Tekla Structures gebunden; weitere Werkzeuge können über die weit ausgereifte IFC/BCF-Schnittstelle oder die offene Programmierschnittstelle angesteuert werden. Die Trimble-Distributorin BuildingPoint Schweiz AG hat das parametrische Ausführungsmodell an die schweizerischen Gegebenheiten, Normen und Bedürfnisse adaptiert, sodass die zukunftsweisende Software auch der hiesigen Bauwirtschaft zur Verfügung steht. Auf Kundenwunsch kann Tekla Structures von BuildingPoint Schweiz AG jederzeit erweitert und bedarfsorientiert individuell konfiguriert werden.

Open BIM-to-Field und wieder zurück

Den Datenkreislauf zwischen Baustelle und wieder zurück ins Büro schliesst BuildingPoint Schweiz AG mit der weltweit führenden Field-Technology von Trimble. Die Lösungspalette umfasst auf den Hochbau spezialisierte, offene und einfach anwendbare Bautablets, robotische Totalstationen, Scanner, Mixed-, Virtual- und Augmented-Reality-Lösungen zum Projizieren, Abstecken, Aufnehmen und zur Fortschrittskontrolle. Den zuverlässigen Datenworkflow garantiert hier die cloudbasierte, open BIM-Plattform Trimble Connect.

Kontinuierlich etabliert sich das digitale Bauen in der Schweiz. Wer effizienter planen und detaillieren will, setzt auf parametrische Ausführungsmodelle; wer kann, der baut mit digitalen Werkzeugen; wer will, verlangt es von seinen Auftragnehmern. Immer mehr hiesige Auftraggeber setzen BIM von ihren Baupartnern voraus. In England wie auch in vielen skandinavischen Ländern ist BIM längst gängige Praxis im Bauwesen und wird sogar für alle staatlichen öffentlichen Projekte verbindlich vorgeschrieben. Es ist lediglich eine Frage der Zeit, wann auch hierzulande BIM überall zum Baualltag gehören wird. Wer also heute die entsprechende Kompetenz aufbaut, baut auch in der Zukunft. Architekten, Planer, Bauingenieure und Bauunternehmen sowie Stahlbauer und Fertigteilhersteller können dank parametrischen Ausführungsmodellen nun auch wirklich profitieren, statt einfach BIM machen zu müssen!

buildingpoint.ch

Das Limmattal ist politisch-administrativ stark fragmentiert. Das digitale Modell soll den derzeitigen Gesamtraum und künftige Entwicklungsstadien abbilden. Damit werden Veränderungsprozesse und funktionale Beziehungen sichtbar und erlebbar. Gemeinden und Private haben verschiedene Projekte – von Entwicklungsplanungen über Verkehrsinfrastrukturen bis zu konkreten Bauprojekten – in das Modell geladen und für alle oder nur einen bestimmten Personenkreis zugänglich gemacht.Das digitale Modell lässt sich mit PC, mobilen Geräten oder einer Virtual-Reality-Brille erkunden. Der Betrachter erhält so einen realitätsnahen Eindruck. Damit bietet das Modell eine ideale Grundlage für den Dialog mit der Bevölkerung und fördert deren Kooperation und Partizipation. Dadurch vereinfachen sich nicht nur die Entwicklungen, Beurteilungen und Vermarktungen von Projekten. Dank der öffentlichen Zugänglichkeit erhöhen sich auch die Transparenz und die Kommunikation mit der Bevölkerung. Die Vernetzung zwischen der öffentlichen Hand, Privaten und der Bevölkerung wird gestärkt, indem man das 3-D-Limmatstadtmodell entweder anschauen oder selbst Projekte hochladen kann. Neben dem Ziel, die Plattform stetig weiterzuentwickeln, soll auch das Modell durch künftige Projekte wachsen. Derzeit beinhaltet es rund 20 Projekte.

Ziel der Metropolitankonferenz Zürich

Die Stadtmodellplattform kann dank ihrer generischen Grundstruktur auf den gesamten Metropolitanraum Zürich, einzelne Regionen oder Gemeinden ausgeweitet werden und steht somit allen Mitgliedern der Metropolitankonferenz Zürich zur Verfügung. Plattformpartner ist die Raumgleiter AG, die das Limmatstadtmodell entwickelt hat. Das Kooperationsprojekt «Digitales 3-D-Limmatstadtmodell» am Beispiel der Pilotregion Limmattal hat einen themen- und grenzübergreifenden Charakter. Dank der öffentlichen Zugänglichkeit und der Skalierbarkeit des Modells wird ein nachhaltig erkennbarer Mehrwert für den gesamten Metropolitanraum Zürich erzielt.

Öffentlich zugänglich

Das Modell wurde ins Kooperationsprogramm des Vereins Metropolitankonferenz Zürich aufgenommen. Betreiberin ist die Limmattaler Standortförderungsorganisation Limmatstadt AG, technische Partnerin die 3-D-Spezialistin Raumgleiter AG. Als Projektpartner konnten 14 Gemeinden und Firmen gewonnen werden. Dank einer herunterladbaren Software ist das schweizweit erste digitale 3-D-Stadtmodell für eine ganze Region zugänglich unter

limmatstadt-digital.ch

Die Automatisierung industrieller Prozesse schreitet voran und macht auch vor der Architektur nicht halt. Roboter erhalten darin eine bedeutende Funktion, indem sie ehemals manuell ausgeführte Prozesse übernehmen. So vereinfachen etwa 3-D-Druck-Roboter den Bau von komplexen Formen und Gebäuden. Das Buch behandelt zudem das künftige Potenzial von Robotern in der Architektur und widmet sich daraus resultierenden Fragen wie dem Einfluss auf die Ästhetik sowie dem Handeln und Denken der Planenden. Beispiele erlauben dabei einen eindrucksvollen Blick in die Praxis.

Seit März 2019 hat Katar ein neues Nationalmuseum, dessen Entwurf aus der Feder des französischen Architekten Jean Nouvel stammt. Der Bau ist Sinnbild für die identitätserzeugenden Bestrebungen des Wüstenstaates. Der Gebäudekomplex erstreckt sich auf 400 mal 250 Metern zwischen dem Meer und der Innenstadt von Doha und erreicht eine Höhe von 40 Metern. Mehrere diskusförmige und ineinander verwobene Elemente mit unterschiedlicher Ausrichtung – die für das Design des Gebäudes stilbildend und exemplarisch sind – können allenfalls als Indiz für jenen Findungsprozess gedeutet werden. Die Architekten orientierten sich bei der Gestaltung an einer Sandrose, was hinsichtlich des Standorts naheliegend erscheint. Auch im Gebäudeinneren wird diese komplexe Geometrie fortgeführt und erzeugt ein einzigartiges Raumerlebnis.

Gross dimensionierte Projekte als Empfehlung

Ein für die Ausführung zuständiger koreanischer Generalunternehmer beauftragte das international tätige Ingenieurbüro von Werner Sobek, um die gestalterische Komplexität des Bauwerks digital und real zur Vollendung zu führen. Bereits bei Überbauungen wie dem Heydar Aliyev Center in Baku und dem neuen Terminal des Kuwait International Airport zeigte sich der sorgsame Umgang von Werner Sobek mit gross dimensionierten Projekten sowie die routinierte Verwendung der BIM-Methode.

Grösstmöglicher Detaillierungsgrad

Die 539 diskusförmigen und individuell gestalteten Elemente erreichen einen Durchmesser von 87 Metern. Geometrische Überschneidungen erhöhen das Gestaltungsniveau des Baukörpers beträchtlich, verleihen diesem Individualität und demonstrieren zugleich die Dimensionen von BIM. Der grösstmögliche Detaillierungsgrad eines BIM-Modells (LOD400) war deshalb während der Planung notwendig. Das BIM-Modell zählte zum Zeitpunkt der Umsetzung weltweit zu den grössten 3-D-Modellen seiner Art. «Man sieht im Modell kleinste Bauteile wie Schrauben und Muttern. Diese Detailgenauigkeit verlangt eine extrem präzise Arbeitsweise. Hohe Datenvolumina sind die Nebenwirkungen jenes Detaillierungsgrades und müssen angemessen verwaltet werden. Ohne eine planerisch absolut rationale Datenerzeugung mittels Parametric Design lässt sich das nicht wirtschaftlich realisieren», erklärt Thomas Winterstetter, Projektleiter Fassadenplanung. Ein komplett detailgetreues, virtuelles, dreidimensionales Abbild des Gebäudes – der digitale Zwilling – zahlt sich unterdessen beim Facility-Management aus, weil damit ein Grossteil der für Betrieb und Wartung erforderlichen Daten in Echtzeit ausgelesen werden können.

Das kollaborative Planen stellte schliesslich die Realisierung jenes Projekts mit hoher geometrischer Komplexität sicher. Ein Planungsteam vor Ort stimmte die BIM-Prozesse aufeinander ab und übernahm die Baustellenüberwachung, die Schnittstellendefinition und die Koordination sowie die Abwicklung mit lokalen Unternehmen für die Ausführung.

Prof. Dr. Thomas Winterstetter, Vorstand und Partner der Werner Sobek AG, betreute das Projekt «Nationalmuseum Katar» als verantwortlicher Projektleiter für den Bereich Fassadenplanung und erlaubt einen tiefen Einblick in die Planung des Prestigeprojekts.Ab welcher Planungsphase haben Sie das Projekt begleitet?
Auf der Basis einer Leitdetailplanung und der Ausschreibung von Jean Nouvel wurde das Gesamtprojekt Ende 2011 an den koreanischen Generalunternehmer Hyundai vergeben. Im Mai 2012 wurden wir um einen Honorarvorschlag für die Planung der komplexen Gebäudehülle gebeten. Konzeption, Optimierung und die komplette 3-D-Planung aller Metallbaukomponenten der Sekundärstruktur – inklusive der Werkstattpläne für die Details und die statischen Berechnungen – gehörten zum Leistungsumfang.Was war besonders herausfordernd?
Der baubegleitende Planungsprozess erforderte ein hocheffizientes Planungsänderungsmanagement. Grund dafür waren die zueinander versetzten 539 Disken. Eine automatische Kollisionsdetektion und eine möglichst einfache parametrisierte Nachführung von Planungsdaten waren Bestandteile dieses Managements.

Entsprechend anspruchsvoll war sicherlich die Koordination aller Projektbeteiligten.
Eines unserer Teams, bestehend aus Architekten und Ingenieuren, war durchgehend auf der Baustelle präsent. Es war für Baustellenüberwachung, Schnittstellenkoordination und Planungszuweisung an ausführende lokale Firmen zuständig. Neben profundem Fachwissen war eine hohe interkulturelle Kompetenz in der Zusammenarbeit mit Beteiligten aus Ost- und Südasien, den Golfstaaten, den USA und Europa unerlässlich. Es kamen unter anderem zwölf grosse Turmdrehkrane und mehrere Mobilkrane zum Einsatz. Präzise Organisation stellte die Anlieferung und die Lagerhaltung auf der Baustelle sicher. In Spitzenzeiten waren bis zu 3500 Arbeiter sowie 300 Architekten und Ingenieure auf der Baustelle tätig, zum grossen Teil im 24-7-Schichtbetrieb.

Weshalb rekrutierte man ein Spezialunternehmen für die Abstimmung der BIM-Prozesse?
Es diente als Schnittstelle aller Beteiligten und fungiert als reiner BIM-Manager, unter anderem mit Clash-Control-Routinen und File-Handling. Internationale Grossprojekte sind auf solche Instanzen angewiesen. Dutzende weltweit agierende Firmen zählten zum Planungsteam. BIM-Modelle sind Organismen, die sich unentwegt verändern. Die Firmengruppe Werner Sobek war deshalb mit drei Büros in unterschiedlichen Kontinenten beteiligt, um die technologische Kompetenz im Engineering und im Umgang mit den BIM-Werkzeugen sicherzustellen.

Wie optimierte man die Planung hinsichtlich Strukturierung und zeitlicher Abläufe?
Der baubegleitende Planungsprozess verursachte permanente Anpassungen des 3-D-BIM-Modells in allen Gewerken und erforderte somit ein hocheffizientes Planungsänderungsmanagement. Automatische Kollisionsdetektion und eine möglichst einfache parametrisierte Nachführung von Planungsdaten sowie Änderungen waren unter anderem Bestandteil dieses Managements.

Wie wurden Kollisionen im BIM-Projekt bewältigt?
Als Projektleiter betreute ich diese Prozesse vor Ort oder an unseren verschiedenen Standorten – mit Unterstützung durch Teilprojektleiter oder Baustellenrepräsentanten. Im Falle des Nationalmuseums hat das Spezialunternehmen die eingestellten 3-D-BIM-Daten laufend einer Kollisionsprüfung unterzogen. Die Daten unserer Planungspakete wurden abends eingespeist, und der BIM-Manager in Kalifornien kontrollierte sie auf Kollisionen. Am Morgen haben wir diese anhand der Clash-Reports behoben. Eine wahrhaft globale Arbeitsteilung!

Welche technischen Massnahmen waren für die konstruktive Realisierung der Scheiben erforderlich?
Der zentrale Punkt war eine im Hintergrund laufende Rationalisierung und Optimierung der Konstruktion. Diese Rationalisierung sollte man dem scheinbar willkürlich geformten skulpturalen Gebäude mit seinen gezackten Paneelen nicht ansehen. Die Paneele folgen einer bestimmten rotationssymmetrischen Logik. Ein radialer Strang von Paneelen ist in Ringrichtung kopiert und ergibt durch seine Fugenzeichnung das insgesamt sehr irregulär, organisch-kristallin erscheinende Bild der Gebäudehülle. Dieses Grundmuster ist bei allen Disken gleich, sodass hierdurch eine gewisse Vereinfachung erreicht werden konnte. Allerdings erhöhten die über 30 verschiedenen Grössen – von 9 bis zu 87 Metern Durchmesser – und zahlreiche Überschneidungen die Komplexität. Unterschiedliche Schnittstellen und geometrische Verschneidungssituationen mussten deshalb in ein durchgehendes, optimiertes Unterkonstruktionssystem integriert werden. Dafür waren parametrische 3-D-Design-Werkzeuge und ein hoch spezialisiertes Bearbeitungsteam notwendig. FRC-Cladding und Koordinationsrevisionen erzeugten Daten von etwa 700 GB – im Einzelnen waren das 12 000 3-D-Dateien und rund 4000 2-D-Zeichnungen.

Die internationalen Vorgaben hinsichtlich der Anwendung von BIM variieren. Wie stellt man sich darauf ein?
Natürlich gibt es immer wieder lokal unterschiedliche Vorgaben. In der Regel finden die zumeist international tätigen und erfahrenen Planungsbeteiligten aber schnell einen geeigneten Modus Vivendi. Mit BIM kommunizieren wir schneller, präziser und detaillierter mit anderen Planern sowie Bauherrschaft und ausführenden Firmen. Zudem beschleunigt und erleichtert es interne und externe Abstimmungsprozesse. Wir können so die Auswirkungen unterschiedlicher Ansätze auf das Gesamtkonstrukt und einzelne Gewerke mit relativ überschaubarem Aufwand überprüfen. Bei vielen Projekten sind BIM-Modelle an Berechnungsmodelle gekoppelt, sodass es einen permanenten Qualitätsabgleich über die Grenzen einzelner Softwareprogramme hinaus gibt. Dazu verwenden wir BIM-Modelle zur gewerkübergreifenden Kollisionskontrolle, zur Erzeugung von Plänen und zur Mengenermittlung.

Wie konnten die klimatischen Bedingungen bewältigt werden?
Unser Auftraggeber schob einen Grossteil der Arbeiten auf die Nachtstunden und setzte Arbeiter aus tropischen Herkunftsländern ein. Die extremen Temperaturbedingungen wirkten sich auch auf das Material aus. Thermisch bedingte Verformungen der Glasfaser-Beton-Paneele, insbesondere auch Schwinden, mussten produktionstechnisch und planerisch berücksichtigt werden. Auch die Tatsache, dass die vor Ort verfügbaren Subunternehmer oft nicht über eine mit unseren Breiten vergleichbare Erfahrung und Qualifikation verfügten, erforderten eine absolut «narrensichere» Planung und intensive Überwachungs- und Sicherungsmassnahmen.

Hatte die oft kritisch beäugte politische Situation in Katar Auswirkungen auf die Planung?
Wir haben persönlich keine politische Einflussnahme auf die Planung festgestellt – im Vordergrund stand immer der gemeinsame Wunsch, ein herausragendes Bauwerk in höchster Qualität zu realisieren. Der fachliche Austausch mit allen Beteiligten war dabei stets intensiv und von hoher Qualität. ●

Wird Building Information Modeling (BIM) von den Architekten geprägt, oder ist integrale Planung für BIM stilbildend? Während die Meinungen diesbezüglich häufig auseinandergehen, bezieht Christoph M. Achammer von ATP architekten ingenieure im Gespräch Stellung.Christoph M. Achammer hat sich mit seinen über 800 Mitarbeitenden dem integralen Planen und Bauen verschrieben. Als Vorstandsvorsitzender implementierte er es in die Unternehmenskultur von ATP architekten ingenieure. Seit 2012 plant ATP durchgehend mit BIM, was als ideale Kombination mit dem integralen Planen und Bauen funktioniert. Der von ATP über mehrere Jahre entwickelte BIM-Standard trug etwa zur österreichischen BIM-Norm (ÖNORM A 6241) bei.

Lokale Anforderungen beeinflussen das Bauen, Industrie und Digitalisierung folgen hingegen internationalen Prinzipien. Wie gelingt dieser Spagat?
Der dafür dringend notwendige kleinste gemeinsame Nenner ist die eindeutig verständliche Bezeichnung von Eigenschaften von Bauteilen und deren internationale Codierung. Building Smart International hat dafür den Design-Dictionary entwickelt, der aber, um wirksam zu werden, redaktionell betreut und mit IFC-Codes vernetzt werden muss. Eine Aufgabe, die ein generischer Property-Server, der kostenlos allgemein zugänglich sein muss, erfüllen soll.

Wie bildet sich das im Unternehmen ab?
Durch den modellbasierten Ansatz, nach dem wir Bauwerke entwickeln. Im Fokus steht die Nutzung – Wohnen, Industrie oder Gewerbe –, und das Gebäudemodell bildet schrittweise den Prozess ab. Jedes neue Projekt hat andere Herausforderungen. Früher fungierte der Architekt noch als Allrounder. Inzwischen braucht es deutlich mehr Disziplinen und das Know-how von Fachplanern. BIM ist kein exklusiver Klub für Architekten. Deshalb bin ich auch als Organisationsleiter gefragt, um die Projektteams jeweils mit den notwendigen Kompetenzen auszustatten.

Die Hürden von BIM sind vorwiegend menschlich und weniger technisch begründet. Wie geht man mit den kulturellen Herausforderungen um?
Integrales Bauen ist ein kultureller Wandel. Die Besetzung der Projektteams folgt deshalb einer dezidierten Auswahl an Fachkräften. Welche Personen sind bereit zum Teilen und Kollaborieren? Diese Kriterien sind für die Digitalisierung und BIM essenziell. Die Einheiten müssen im Planungsprozess eigenständig funktionieren – so lautet das Ziel. Unsere Unternehmenskultur skizziert dafür den entsprechenden Rahmen. Aufgrund des trinationalen Wirkens in Österreich, Deutschland und der Schweiz hat sich gezeigt: Eine einheitliche Kommunikationssprache, wie die Definition von Bauteilen oder Arbeitsschritten in den Leistungsphasen, ist während des Planens unerlässlich. Sie ist relevant und muss verstanden werden, ob gesprochen oder geschrieben. Hier auf der Methode BIM aufzubauen, ist klar ein Vorteil.

Ist BIM exklusiv auf Grossprojekte und mitarbeiterstarke Planungsteams ausgerichtet? Kann BIM auch losgelöst davon funktionieren?
Noch spricht vieles dafür. Die Simulation komplexer Strukturen, wie etwa in Krankenhäusern, findet mit BIM auf einem bedeutend höheren Niveau statt. Die Vorteile des integralen Planens werden bei diesen Gebäudekategorien schnell deutlich. Die vom Schweizer Bund unterstützte Strategie «Digitale Schweiz» fördert diesen Trend ab 2021 zusätzlich. Viele Grossinvestoren drängen zudem auf den Einsatz von BIM, was eine lobenswerte Tendenz ist.

Welche Auswirkungen hätte eine konventionelle Planungsmethode für Ihr Unternehmen?
Die konsequente Unternehmensausrichtung auf integrale Planung und das frühzeitige Bekenntnis zu BIM haben uns eine aktuelle Vorreiterrolle im europäischen und besonders im deutschsprachigen Raum ermöglicht. Mit herkömmlichen Planungsmethoden hätte das Unternehmen kein derartiges Wachstum erfahren. Bei rund 800 Mitarbeitenden haben wir die Herausforderung, mehrere Grossprojekte parallel planen zu dürfen. Ein Verzicht auf integrales Planen wäre illusorisch und eine Vergeudung bereits erarbeiteter Kompetenzen. Die herkömmliche Planungsmethode ist ein Auslaufmodell und nicht mehr zeitgemäss.

Worin liegt der heutige Mehrwert für Eigentümer und Betreiber von Gebäuden im Vergleich zu bisherigen Planungs- und Bauprozessen?
Das As-built-Modell ermöglicht ihnen einen effizienten Betrieb des Gebäudes. Wir sollten nicht vergessen, dass der kostenintensivste Lebenszyklusabschnitt eines Gebäudes erst nach dessen Fertigstellung effektiv beginnt. Im herkömmlichen Planungsprozess wurde der Betriebsphase häufig nicht ausreichend Aufmerksamkeit geschenkt. Das integrale Planen und Bauen und speziell BIM haben erfreulicherweise einen Paradigmenwechsel herbeigeführt, wodurch alle Phasen eines Gebäudes ähnlich stark gewichtet werden und bereits in frühen Planungsphasen simuliert werden können.

Welchen Stellenwert hat die Industrie im Konzept der integralen Planung?
Die Bauindustrie profitiert von BIM. Das ist unverkennbar. Das digitale Modell erfüllt alle Voraussetzungen, um den gewünschten Prozess und damit verbundene Disziplinen wie die Gebäudetechnik zusammenzuführen, baulich abzubilden und zu koordinieren. Auf dieser Grundlage wird auch die integrale Planung ein noch höheres Niveau erreichen. Vor allem aber wird damit die Tür aufgestossen, um ein Verschwendungspotenzial von 30 bis 50 Prozent in den aktuellen Prozessen zu reduzieren.

Gehen wir 15 Jahre in die Zukunft: Was ist vom integralen Planen und Bauen zu erwarten? In welcher Weise werden Industrie und Architekten in Mitteleuropa miteinander kooperieren?
Um integrale Planungsabläufe zu ermöglichen, werden sich industrielle und planerische Komponenten enger verzahnen. Vermeintliche Eigeninteressen – häufig aus finanziellen Gründen – müssen im Sinne eines erfolgreichen Gesamtprojektes zurückgestellt werden. Die spezifischen Bereiche müssen generell und nicht nur im Einzelfall näher zusammenrücken. Die bevorstehenden Herausforderungen sind offensichtlich: Industrielle Leistungsträger müssen auf Modelle reagieren können, die wir beim integralen Planen darstellen. ●

Fassaden verleihen einem Gebäude Strahlkraft. Hinsichtlich der Konstruktion ist die Fassade häufig losgelöst vom eigentlichen Baukörper. Digitales Planen begünstigt deren Realisierung und beschleunigt Produktionsprozesse, wie Roman Aepli von Aepli Metallbau AG im Interview erklärt.Welche Entwicklungen sind derzeit im Fassadenbau erkennbar?
Früher prägten Kirchen oder Museen das Stadtbild. Heute nutzen Firmen wie Swatch, Roche oder Novartis Corporate Architecture zur Selbstverwirklichung. Und das geschieht vorzugsweise durch die Aussenwirkung – mit Fassaden. Dabei wandeln sich Fassaden zu Maschinen, bestückt mit verschiedenen mechanischen Bauteilen wie Sonnenschutzsystemen. «Organische» Gebäudehüllen unterstützen diesen Trend. Auch energieerzeugende Fassadenbauteile werden inzwischen häufiger verbaut, was hinsichtlich der Ästhetik fraglos Vorzüge bringt. Doch Architekten geraten mitunter in Nöte, wenn Teilbeschattung die Fassade erreicht. Fassaden dienen den Architekten noch immer der ästhetischen Verwirklichung. Wir möchten dazu unseren Beitrag leisten.Wie hilft digitale Planung dabei?
Auf Grundlage der klassischen Planung in 2-D und 3-D entwickeln wir Schnittpläne und generieren daraus Konstruktionsbauteile in 3-D, bevor diese in den Herstellungsprozess überführt werden. 40 Personen, unterteilt in mehrere Projektteams, befassen sich mit der Planung und der Ausführung. Ein Teamleiter ist jeweils für die Teams von 4 bis 10 Personen verantwortlich.

Welche Vorteile bringt die Digitalisierung?
Digitalisierung ist ein Modebegriff, denn digitalisierte Prozesse sind bereits seit mehreren Jahren in Unternehmen verankert. Die gesamte Wertschöpfungskette lebt davon, die bei uns mit einem Enterprise-Resource-Planning-System (ERP-System) sichergestellt wird. Die anfangs erstellten Daten werden für Folgeprozesse im Hintergrund verarbeitet. Denn digitales Bauen berührt alle Arbeitsschritte. Das fängt bei der Kalkulation und der Leistungsvergabe an, erreicht den Produktionsprozess und endet mit der Schlussrechnung.

Wo lauern Hindernisse?
Die Einzelbauteilfertigung erschwert den Aufbau von ERP-Systemen. Obwohl man auf eine Basis von Konstruktionselementen zurückgreifen kann, müssen diese objektspezifisch angepasst werden. In anderen Branchen gibt es Artikelnummern für seriengefertigte Bauteile, die abgerufen und entsprechend verbaut werden. Unsere Elemente sind hingegen Unikate, was die Planung und die Produktion anspruchsvoll macht. Besonders die Projektleiter sind gefordert. Es gibt praktisch nur einen Versuch, um die Fassaden zu realisieren, denn die angefertigten Prototypen können auch aufgrund des engen Zeitrahmens jeweils nur um Nuancen verändert werden. Erfahrungsgemäss ist der Bewilligungszeitraum von Projekten stets zu grosszügig und die Ausführung zu kurz.

Wie lässt sich dem entgegenwirken?
Um die Wertschöpfungskette zu erhalten, ist Datenmanagement immens wichtig. Falsches Zeitmanagement kann zum Hindernis werden. Es braucht zuverlässige Lieferanten, um Lieferzeitpunkt und Qualität einzuhalten.

Wie nehmen Sie die Entwicklungen in der Baubranche mit BIM wahr?
BIM kommt vor allem bei Grossprojekten zum Tragen, um die Koordination innerer Abläufe und der Gebäudetechnik zu gewährleisten. Die Bedeutung von BIM wird im Fassadenbau vermutlich etwas überschätzt, obwohl BIM sicherlich den Trend zu «organischen» Gebäudehüllen durch Einbezug von Rasterpunkten sinnvoll unterstützen kann. Bei zwei BIM-Projekten mussten die Architekten unsere Elemente in BIM integrieren und dabei stark vereinfachen, um aufgrund der unzähligen Details eines Metallbauprofils die zulässige Datenmenge nicht zu überschreiten. Die Implementierung von Metalbauteilen in BIM wird dadurch erschwert.

Wie zeigen sich die Vorteile der modellbasierten Planung?
Modellbasierte Planung bringt vor allem während der Produktion einen Nutzen. Es erspart die abermalige Aufbereitung von Daten. Wir müssen sie lediglich umwandeln, beispielsweise in Step-Dateien. Wenn bei der 3-D-Eingabe kein Fehler passiert, ist das Resultat auch präzis. Treten dennoch Fehler auf, sind sie in der Regel bereits im 3-D erkennbar. Die Produktion wird somit deutlich beschleunigt, und die Qualität der Bauteile wird erhöht. Deshalb ist 3-D-Produktion zugleich Qualitätssicherung. Um später auf die Daten zurückgreifen zu können, müssen sie nach der Produktion korrekt verwaltet werden.

Womit liessen sich die Planungsprozesse optimieren?
Konstruktive Aufbauten von Fassadenelementen sind nicht normiert. Aufgrund der individuellen Anforderungen von Fassaden entwickeln wir jeweils kastenweise neu. Die technischen Anforderungen bleiben gleich, nur die Dimensionen variieren. Um künftig Einheitsdaten nutzen zu können, müssten zum Beispiel Unterkonstruktionen, Profile oder Profilkombinationen standardisiert werden. Zudem orientieren wir uns am technologischen Wandel mit seinen ständigen Neuerungen. ●

 

 

Building Information Modeling (BIM) ist weiterhin dabei, das Bauen zu verändern, indem es alle projektrelevanten Daten laufend digital erfasst, verknüpft und dreidimensional abbildet. Die sich daraus ergebenden neuen Formen der Zusammenarbeit, von neuen Verantwortlichkeiten und Pflichten wirken sich direkt auf die rechtlichen Beziehungen der Beteiligten aus. Die Autoren stellen die Problemfelder dar und zeigen Lösungen auf. Das Buch behandelt unter anderem aktuelle Trends zu kollisionsarmer Planung, «BIM to field, as built»-Varianten und BIM im FM.