Das 3-D-Modell – Grundlage für BIM und andere Gebäudetechnikprojekte
Bauplanung findet digital statt. Und immer mehr setzt sich durch, dass die klassische 2-D-Planung dem 3-D-Modell weicht. In diesem können Anlagen passgenauer geplant und anschliessend effizienter installiert werden: Bauseitige Besonderheiten, die die Montage erschweren könnten, sind im 3-D-Modell sichtbarer und Anpassungen können frühzeitig vorgenommen werden. 3-D-Modelle sind ausserdem die Grundlage für BIM-Anwendungen, in denen vielschichtige Informationen zum gesamten Bauprojekt erfasst sind. Im Falle von Neubauten beginnt die Planung bereits auf 3-D-Basis. Bei Renovierungen und Umbauten müssen die vorhandenen Räumlichkeiten vorgängig ausgemessen werden.
Wir zeigen ein Projekt, bei dem der Laserscanner schneller und genauer die Raummasse erfasst hat, als das mit dem Meterstab möglich ist. Ausserdem zeigen wir ein Projekt, für das ein 3-D-Modell erstellt wurde und erklären, für welche BIM-Anwendungen dieses Ausgangspunkt war.
Mehr Informationen zur strategischen und operativen Ausrichtung der Hälg Group in Bezug auf BIM sind hier zu finden.
See-Energie Zentrale – eine überdimensionale Zentrale ausführen
Die Hälg & Co. AG Luzern – Ebikon erhielt den Auftrag zur Erstellung der Zentrale, die aufgrund der riesigen Bestandteile ein aussergewöhnliches Projekt für das Team war. Es wurden Rohre mit einem Durchmesser von 800 mm und Klappen mit einem Gewicht von bis zu 400 kg verbaut. Diese Dimensionen waren für Daniel Gantner, 3-D-Planer der Hälg & Co. AG Luzern – Ebikon ausschlaggebend, auf Basis des Konzepts des Planers ein 3-D-Modell zu erstellen. «Bei Bauteilen in dieser Grösse sind Beschaffung, Logistik und Installation eine besondere Herausforderung und müssen gut geplant sein. Wenn etwas nicht nach Plan läuft, ist es nicht möglich, morgen schon ein Ersatzteil auf der Baustelle zu haben. Deshalb haben wir entschieden, die sehr detaillierte Planung mit dem 3-D-Modell zu erstellen.» Daniel Gantner hat so zu Beginn des Projekts also mehr Zeit investiert, mit dem Wissen, dass sich das bei der Ausführung für das Team der Hälg & Co. AG vor Ort sowie für die Kundin bezahlt machen wird.
Realisierung
- Projekt: See-Energie Zentrale Seefeld Horw, ewl Energie Wasser Luzern
- Geschäftsfeld: Anlagenbau
- Niederlassung: Hälg & Co. AG Luzern – Ebikon
- Beteiligte: Daniel Gantner (Modellierung), Markus Stalder (Gesamtprojektleiter), Pashk Bezhi (Projektleiter)
- Verwendete Software: Bentley Microstation – VenturisIT Tricad Heizung (Modellierung)
- Grundlage: 2-D-PDF Pläne und 3-D-DWG aus Trimble Nova, Schema usw. als PDF
- Ergebnis: Papierpläne (inkl. 3-D-Ansichten) für den Bau und 3-D-IFC zurück an den Planer für die Dokumentation „as-built“
BIM-Anwendungen
- Erstellung und Bearbeitung des 3-D-Modells
- Ableitung 2-D-Pläne (Grundrisse, Schnitte, Ansichten, Isometrien) für den Bau
- Vorfertigung anhand der aus dem 3-D-Modell abgeleiteten Pläne
- 3-D-Darstellungen zur Visualisierung
- Modellkoordination (mittels IFC-Austausch)
- Mengen- und Massenermittlung als Bestellgrundlage
- Als Pilotversuch: Befestigungsplanung und modellbasierte Absteckung
3-D-Modell als zentraler Bestandteil der Planung und Ausführung
Dank des Konzepts des Planers waren die Positionen der Pumpen, der Plattentauscher, der Fernleitung sowie die ungefähre Verrohrung bekannt. Daniel Gantner hat auf dieser Basis das 3-D-Modell erstellt, Armaturen und Komponenten gemäss den Einbauvorschriften gesetzt, hat die Detailplanung gemacht und die Ausführbarkeit geprüft.
Für die Materialbestellungen hat er einen Mengenauszug erstellt, der dann manuell geprüft wurde. Sein Team vor Ort erhielt aus dem Modell abgeleitete 2-D-Pläne und 3-D-Isometrien. Ebenso hat Daniel im 3-D-Modell für jedes Bauteil die genauen Spezifikationen festgehalten, die auch auf dem 2-D-Plan ersichtlich waren, so dass bei der Ausführung klar war, welches Bauteil verbaut werden musste.
Mehrwert für alle Beteiligten
Das 3-D-Modell – ergänzt mit weiteren Informationen der Bauteile – ist für das gesamte Projektmanagement von Vorteil. Die Aufwände in der Modellierung sind zwar höher, allerdings wird anschliessend Zeit gewonnen, wenn beispielsweise dank Materialauszügen die Bestellungen effizienter abgewickelt werden können. Und – wenn das von der Kundin gewünscht wird – könnten im Modell auch zusätzliche Informationen wie Lebensdauer, Garantiefristen oder Material festgehalten werden, die für die Wartung der Anlagen hilfreich sind.
Dank Laserscanner: 3-D Modelle für Bauen im Bestand
Die Hälg & Co. AG Winterthur erhielt den Auftrag zur Installation einer neuen Lüftungsanlage in einem Altbau der Winterthurer Altstadt. Aufgrund der baulichen Gegebenheiten musste die Lüftungszentrale im Dachstock untergebracht werden. Baupläne und Masszeichnungen zum Gebäude sind keine vorhanden. Es blieben zwei Möglichkeiten, um die Masse des Raums zu erfassen und die Lüftungsanlage so zu planen, dass sie Platz findet.
Bisher wurde meist mit Meterstab, Bleistift und Masspapier gearbeitet und jede Gerade, jeder Winkel manuell ausgemessen und zeichnerisch erfasst. Anschliessend wurden die Daten, wieder von Hand, ins CAD-Tool aufgenommen. Zeitaufwand für einen Raum wie den Winterthurer Dachstock: ca. drei Manntage.
Die Projektleiter entschieden sich für eine andere Variante:
Sie entschieden sich für den Einsatz eines Laserscanners. Dieser wurde an 12 verschiedenen Positionen im 70 m2 grossen Raum aufgestellt. In nur 90 Minuten erfasste der Laserscanner den gesamten Raum mit mehr als 140 Mio. Scanpunkten. Nach Aufbereitung der Scanpunkte konnten die Planer im CAD-Tool die Lüftungsgeräte und -kanäle exakt in der erstellten Aufnahme positionieren und planen.
80% Zeitersparnis mit dem Laserscanner
- Schnellere Erledigung mit 2-3 h vs. 1,5 Tage im Projekt.
- Präzise Massaufnahmen: Eine Bodenschräge von 30 cm wurde erkannt.
- Automatische Übernahme der Daten ins Planungsmodell vs. manuelle Eingabe ins CAD.
- Klare Visualisierung der zukünftigen Situation im Raum: Dank farbiger 360° Bilder.
- Kostengünstigere Realisierung: Dank detaillierterer Aufnahmen des Laserscanners kann Material passgenau vorfabriziert und bestellt werden, was die Montagedauer verkürzt.
Fazit: 3-D-Modelle und Laserscanner im Aufwind
Die Planung und Ausführung mit 3-D-Modellen ist bei der Hälg Group weit verbreitet, ihre Nutzung variiert naturgemäss je nach Projekt. Ob ein 3-D-Modell einfach nur Bestandteil einer 3-D-Planung ist oder ob diese Planung bereits als Building Information Modeling gilt, hängt dabei von zwei Faktoren ab: Den Informationen, die im Modell festgehalten werden, und deren Verwendung bei Planung, Ausführung und Betrieb. Gleichzeitig steigt die Anzahl an Gebäuden, die saniert und umgebaut werden, und infolgedessen auch der Aufwand für die Massaufnahme in den sanierten Räumen. Damit auch hier zuverlässige Planungsgrundlagen zur Verfügung stehen, wird der Laserscanner den Meterstab nach und nach ersetzen.
Was ist BIM?
BIM = Building Information Modeling, also Modellierung von Gebäudedaten
BIM kann man umschreiben als digitales Planen, Bauen und Betreiben von Gebäuden. Dabei wird mit digitalen Bauwerksmodellen – den BIM-Modellen – gearbeitet. Ein BIM-Modell ist ein 3-D-Modell, das mit zusätzlichen Informationen ergänzt ist. So entsteht ein digitaler Zwilling des Bauprojekts. Die Anforderungen an ein solches Modell und die Frage, welche Informationen ein solches Modell enthalten muss, unterscheiden sich je nach Projekt, Zweck, Nutzung oder Anspruchsgruppe. Genau so vielseitig sind auch die Anwendungsmöglichkeiten. Damit ein solcher digitaler Zwilling entstehen kann, müssen bereits früh im Planungsprozess weitere Anspruchsgruppen berücksichtigt werden, also beispielsweise ausführende Unternehmen oder die zukünftigen Nutzenden. Dies beeinflusst unsere Arbeitsweise, unsere Methodik, wie wir eine Planung angehen. Deshalb sprechen wir auch von der BIM-Methode.
