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Interview Planungsbüro Rohling AG: BIM/3D-Tragwerksplanung

pbr Planungsbüro Rohling AG, Architekten Ingenieure bietet als Gesamtplaner ideale Voraussetzungen für BIM-Planungsleistungen. Von seinen Erfahrungen beim Einstieg und der praktischen Anwendung der BIM-Planungsmethode in den Bereichen Tragwerks-, Bewehrungs- und Schalplanung berichtet pbr-Geschäftsbereichsleiter Matthias Funke.

Die interdisziplinäre Ausrichtung der pbr Planungsbüro Rohling AG hat viele Vorteile – für Kunden wie für das Unternehmen selbst: Bauherren und Investoren erhalten durch den Zusammenschluss fachlicher Kompetenzen einzelne Fachplanungen oder eine Gesamtplanung aus einer Hand für vielfältige Bauprojekte unterschiedlicher Größe. Im Zusammenhang mit der neuen Planungsmethode BIM (Building Information Modeling) kann pbr als Gesamtplaner einfacher intern BIM-Daten austauschen und Absprachen zwischen den Fachabteilungen treffen. Seit etwa eineinhalb Jahren plant der Gesamtplaner mit Hauptsitz in Osnabrück diverse Projekte konsequent 3D-modellorientiert. Anlässlich der Fertigstellung eines aktuellen Großprojektes hat die Redaktion Matthias Funke, pbr-Geschäftsbereichsleiter für Tragwerksplanung, zu seinen praktischen Erfahrungen mit der BIM-Planungsmethode befragt.

Auf Baustellen dominieren 2D-Pläne. Lohnt sich der Mehraufwand für 3D, wenn später sowieso nur nach Plänen gebaut wird?

Hochregallager und Produktionshalle der neuen Produktionslinie in Grevenbroich des norwegischen Aluminiumkonzerns Hydro (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG, Axel Hartmann)Ja, der Mehraufwand lohnt sich, wenn beim jeweiligen Projekt alle Vorteile der 3D-Konstruktion genutzt werden. Außerdem reduziert sich der Mehraufwand mit der wachsenden Erfahrung der Mitarbeiter. Wir haben festgestellt, dass Kollegen, die Projekte einmal in 3D konstruiert haben, diese Planungsmethode als neuen Standard ansehen und dabei bleiben wollen. Allerdings ist die 3D-Planung zwar ein wesentlicher Schritt, aber nur der erste in Richtung BIM. Entscheidend ist, die Kommunikation zwischen allen Beteiligten zu organisieren, um alle Informationen in einem Gebäudemodell zu bündeln.

Wie hoch ist der Anteil an 3D-Projekten bei Ihnen und gibt es Kriterien, für oder gegen die Entscheidung, modellorientiert zu arbeiten?

Die Anlage wurde in einer Bauzeit von weniger als einem Jahr realisiert, insgesamt wurden rund 2.700 Tonnen Bewehrungsstahl und rund 17.500 Kubikmeter Beton verbaut. (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG, Axel Hartmann)Der Anteil an 3D-Projekten im Haus ist derzeit noch relativ gering. Das liegt daran, dass die Vorteile der 3D-Planung erst nach und nach erkannt werden. Außerdem bieten Programme praxisgerechte 3D-Konstruktionsfunktionen noch nicht sehr lange. Ein Entscheidungs-kriterium ist beispielsweise der Baukörper: Je komplexer die Geometrie, je höher der Haustechnik-Anteil und je höher die Anzahl notwendiger Ebenenschnitte, desto vorteilhafter ist die modellorientierte Arbeitsweise, weil zum Beispiel Schalpläne automatisch generiert werden. Zusätzlich steigen die Vorteile und Rationalisierungseffekte mit der Anzahl der beteiligten Fachplaner, die das 3D-Modell nutzen. In der Abteilung Tragwerksplanung werden wir bis auf reine Industriebauten oder kleinere Ingenieurbauwerke in Zukunft den Großteil unserer Bauvorhaben in 3D planen.

Beim kürzlich fertig gestellten Hydro-Projekt haben Sie sich bewusst für 3D entschieden. Weshalb und wo lagen die Herausforderungen?

Sämtliche Informationen und Änderungen wurden zentral in ein 3D-Modell eingepflegt und dokumentiert. (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG)Entscheidend beim Neubau einer Produktionslinie des norwegischen Aluminiumkonzerns Hydro in Grevenbroich war die vertragliche Vereinbarung, dass vier Wochen nach Beginn der ersten Betonage nur 90 Prozent der Anlagenplanung abgeschlossen sein mussten. Damit waren viele Planänderungen während des Planungsfortschritts abzusehen. Wir haben deshalb konsequent sämtliche Änderungen zentral in ein 3D-Modell eingepflegt und dokumentiert. Bereits erstellte 2D-Pläne konnten automatisch ausgetauscht werden – ohne einzelne Pläne manuell überarbeiten zu müssen. Stattdessen wurde beispielsweise ein Schnitt einfach aus dem 3D-Modell aktualisiert, der alle Änderungen beinhaltete. Ohne diese Zeitersparnisse wären die ambitionierten Termine nicht zu halten gewesen. Anfragen von der Baustelle konnten direkt am 3D-Modell geklärt werden. Anhand von Baufortschrittsplänen ließen sich Soll- und Ist-Stände schnell mit dem Terminplan abgleichen. Eine Herausforderung waren die baubegleitende Pflege des 3D-Modells, die notwendigen Absprachen und die Klärung von Zuständigkeiten innerhalb des Teams.

Welche Rolle hatte dabei die Fertigteil-, Bewehrungs- und Schalungsplanungs-Software? Was wurde damit geplant?

Ohne die vielen Hilfen und Automatismen, wie etwa die 2D-Plangenerierung, wären die ambitionierten Termine nicht zu halten gewesen. (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG)Wir haben seit 1989 das Programm STRAKON von DiCAD in der Tragwerksplanung im Einsatz, derzeit an rund 20 Arbeitsplätzen. Mit Ausnahme des Stahlbaus, haben wir mit STRAKON das komplette Tragwerksmodell dreidimensional erstellt, während nur 2D-Architekturpläne zur Verfügung standen. Aus den STRAKON-Schalplänen wurden anschließend direkt und ohne Schnittstellenverluste Bewehrungspläne generiert. Dabei haben uns insbesondere die 2D/3D-Konstruktions-, Schal- und Bewehrungsfunktionen von STRAKON premium, die automatischen Änderungs- und Korrekturfunktionen sowie die guten Schnittstellen zu anderen Programmen unterstützt. Darüber hinaus testen wir derzeit das neue STRAKON-Modul Stahlbau 3D.

Wie koordinieren Sie die Architektur- und Tragwerksplanung mit der Berechnung, Bewehrungs- und Schalungsplanung?

Die Stahlbaukonstruktion der dreischiffigen Produktionshalle ruht auf einem umlaufenden Betonsockel. Hier wird die komplexe Kellerstruktur deutlich. (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG)Prinzipiell laufen bei uns sämtliche Fäden in der Architekturplanung zusammen. Die Tragwerksplanung, TGA und andere Fachdisziplinen werden von der Objekt-, respektive Architekturplanung koordiniert und alle Informationen aus den Fachabteilungen im Architekturmodell zusammengeführt. Während der Leistungsphase 4 wird dann das Architekturmodell als DWG-Datei oder als Plan eingelesen und daraus ein separater Tragwerks- oder TGA-Plan erstellt. Sind wir terminlich gezwungen, Fachpläne schon früher zu erstellen, dann werden darauf aufbauend Positions-, Schal- und Bewehrungspläne erstellt.

Wie sprechen sich Ihre Architekten, Tragwerks-, Bewehrungs- und Haustechnik-Planer während der parallelen Projektbearbeitung ab?

Innenansicht des 25 Meter hohen Hochregallagers: Die Lagerwände wurden in Gleitbauweise in drei Abschnitten betoniert. (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG, Axel Hartmann)In der Regel werden die Informationen jeweils in Form von Planübergaben in das Modell der Architekten oder Tragwerksplaner eingepflegt und ausgetauscht. Beim Projekt Hydro war die Besonderheit, dass das 3D-Modell des Tragwerksplaners maßgebend war, in das die Informationen aus der Architektur und der TGA für Durchbrüche, die Leitungsführung und so weiter eingepflegt und übernommen wurden.

Wie haben Sie dabei sichergestellt, dass Architekten-, TGA- und Tragwerksmodelle im Projektverlauf nicht auseinander laufen?

Nach Übergabe des Rohbau Ende 2015 begann der Endausbau und Anlagenbau. Für die Stahlkonstruktion wurden 1.750 Tonnen Stahl verbaut. (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG, Axel Hartmann)Eine Schnittstellendefinition und ein kontinuierlicher Datenabgleich zwischen parallel bearbeiteten 3D-Fachmodellen waren beim Projekt Hydro nicht notwendig, da nur ein 3D-Tragwerksmodell gepflegt wurde. Änderungen wurden besprochen und manuell eingepflegt.

Welche Absprachen sind notwendig, um die parallele Planung mehrerer interner und ggf. externer Projektteams zusammenzuführen?

In der Produktionshalle wird besonders leichtes Aluminium für den Fahrzeugkarosseriebau hergestellt. (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG, Axel Hartmann)Das Wichtigste ist, klare Termine zur Überprüfung der BIM-Modelle zu definieren. Dabei sollte man eine Balance finden – zwischen der Planung eines Bearbeiters oder einer Fachabteilung einerseits und dem notwendigem Austausch der Änderungen oder Informationen in einem Gesamtmodell andererseits. Schließlich bedingt jede Überprüfung bzw. jeder Daten- und Informationsaustausch einen gewissen Zeitaufwand.

Was sind aus der Perspektive des Tragwerksplaners wichtige BIM-Vorteile? Sehen Sie auch Nachteile?

Die 130-Millionen-Euro-Investition steigert die Produktionskapazität von Aluminiumkarosserieblechen von derzeit 50.000 auf 200.000 Tonnen pro Jahr. (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG, Axel Hartmann)Ein Vorteil ist, dass Informationen zeitnah zur Verfügung stehen. Insbesondere wegen der leider verbreiteten „baubegleitenden“, nachgelagerten Durchbruchsplanung und der damit notwendigen Überarbeitung statisch relevanter Durchbrüche, sehen wir viele Potenziale bei BIM. Das Erkennen geometrischer Kollisionen, Konflikten und Abhängigkeiten bereits während der Planung und nicht erst auf der Baustelle kann dadurch deutlich verbessert werden. Das minimiert den Nachbearbeitungsaufwand in der Tragwerksplanung erheblich. Eine Herausforderung, vor allem in der Anfangsphase, ist der zunächst höhere zeitliche Aufwand, der etwa durch einen notwendigen Software-Wechsel entstehen kann. Das gilt natürlich auch für eventuelle Investitionen in neue, BIM-fähige Software und Mitarbeiterschulungen. Andererseits entstehen für uns als Generalplaner Einsparpotentiale, zum Beispiel durch automatische Massen- und Flächenberechnungen oder Bauteillisten aus dem BIM-Modell.

Wie tauschen Sie Daten mit CAD-, Berechnungs-, FEM- oder Simulationsprogrammen anderer Projektpartner aus und wie hoch ist der Nachbearbeitungsaufwand?

Die Farbgestaltung der Fassade sorgt dafür, dass sich die 190 Meter lange Produktionshalle besser in das Umfeld einfügt. (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG, Axel Hartmann)Vorwiegend über die Formate DXF, DWG, RCT, PDF, IFC und CPI¬ XML. Keines der Formate lässt bislang eine automatisierte Übernahme zu, so dass jeweils eine Überarbeitung der zur Verfügung gestellten Dateien notwendig ist. Um diesen Aufwand zu minimieren, muss man vor der Übergabe klare Vorgaben zur Informationstiefe, Strukturierung oder Layer-Belegung definieren. Dies wird bei uns als Gesamtplaner derzeit hausintern erarbeitet und dann mit externen Projektplanern besprochen.

Worauf sollte man beim BIM-Einstieg achten? Wie lange haben Sie gebraucht, bis Sie "BIM-Ready" waren?

An rund 20 Arbeitsplätzen des Unternehmens wird STRAKON von DICAD in der Tragwerksplanung eingesetzt. (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG)Wir planen seit etwa eineinhalb Jahren dreidimensional. Allerdings ist die 3D-Planung nur der erste Schritt in Richtung BIM. Entscheidend ist, die Kommunikation zwischen allen Beteiligten zu organisieren, um alle Informationen in einem Gebäudemodell zu bündeln. Es gibt zahlreiche Varianten oder Standards, die alle unter dem Begriff BIM kursieren. Zu definieren, was BIM für jede einzelne Baumaßnahme im Detail bedeutet, ist eine spannende Aufgabe für Bauherrn, Planer, aber auch für ausführende Firmen und Unternehmen.

Was ist Ihrer Ansicht nach noch wichtig? Welche Fehler sollte man vermeiden?

Matthias Funke, Geschäftsbereichsleiter für Tragwerksplanung bei pbr Planungsbüro Rohling AG (Copyright: pbr Planungsbüro Rohling AG, Axel Hartmann)Ein wesentlicher Vorteil der 3D–Planung ist, dass am Modell sehr anschaulich und transparent dargestellt werden kann, was später gebaut wird oder welche Vor- und Nachtteile die eine oder andere Variante bietet. Das ermöglicht, den Bauherrn und alle Beteiligten zu einem früheren Zeitpunkt und kontinuierlich in Entscheidungen einzubinden. Es bedeutet aber auch, dass zu einem früheren Zeitpunkt als bisher alle Fachdisziplinen miteinander kommunizieren müssen, weil sich der Planungsaufwand und der Detaillierungsgrad der Planung nach vorne, in frühere Leistungsphasen verlagern.

Daten und Fakten

Planungsbüro Rohling AG: Als eines der größten deutschen Gesamtplanungsbüros bietet die pbr Planungsbüro Rohling AG seit über 50 Jahren interdisziplinäre Planungsleistungen aus einer Hand. Mit über 450 Mitarbeitern an insgesamt zehn Standorten in Deutschland realisiert das Architektur- und Ingenieurbüro komplexe Projekte aus allen Bereichen des Industrie-, Kommunal- oder Wirtschaftsbaus. Weitere Informationen: www.pbr.de

Projekt Hydro: Die neue Produktionslinie des norwegischen Aluminiumkonzerns Hydro in Grevenbroich wurde Ende 2015 für den Anlagenausbau Rohbau fertiggestellt. Beim Bau der Produktionshalle und des daran angeschlossenen Hochregallagers wurden insgesamt rund 2.700 Tonnen Bewehrungsstahl und rund 17.500 Kubikmeter Beton verbaut. Siehe auch: http://youtu.be/zLId9sOYinA

DICAD Systeme GmbH: Seit über 25 Jahren setzt das Kölner Softwarehaus mit der BIM-fähigen CAD-Software STRAKON Standards in der Konstruktions- und Tragwerksplanung in den Bereichen Ingenieurbau, Hoch- und Fertigteilbau. Weitere Informationen: DICAD Systeme GmbH, Claudiastraße 2b, 51149 Köln, Tel.: +49 (0)2203 9313-0, Fax: +49 (0)2203 9313-199, info@dicad.de, www.dicad.de

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