BIM-Projekt mit Modellcharakter

Im Sommer 2020 war das neue Bürogebäude der Vertriebs- und Service-Niederlassung der Siemens AG in Laatzen bei Hannover bezugsfertig. Mehr als 700 Angestellte unterschiedlicher Firmen der Siemens-Familie arbeiten heute in dem rund 7.500 m² großen fünfgeschossigen Gebäude. Bei der Gestaltung der Räumlichkeiten wurde ein modernes Office-Konzept umgesetzt. Der Neubau ist mit ressourcenschonender Gebäudetechnik ausgestattet: Auf dem Dach befinden sich sowohl eine Photovoltaikanlage als auch eine Wärmepumpe und ein Gaskessel.

Im August 2018 startete die Planungsphase für das neue Bürogebäude und damit das Pilotprojekt in Sachen BIM. Bauherr war die Siemens Real Estate, die das Bauunternehmen Köster als Generalunternehmer beauftragte. Beide Partner wollen das BIM-Verfahren in der Baubranche etablieren und dieses Bauvorhaben eignete sich dazu, die neuen Vorgehensweisen zu festigen. Egon Clesius, Projektmanager Siemens Real Estate: „Bezüglich der Digitalisierung gibt es in der Baubranche durchaus einen gewissen Nachholbedarf. BIM-Projekte wie der Neubau unserer Niederlassung in Laatzen, den wir gemeinsam mit der Firma Köster erfolgreich umgesetzt haben, können hier wichtige Impulse setzen.“

Open-BIM-Ansatz umgesetzt

Für das Bauunternehmen Köster war der Siemens-Neubau mit einem Auftragswert von 22 Mio. Euro bis zu diesem Zeitpunkt das größte BIM-Projekt. In der Vorplanung von ATP architekten ingenieure erstellt, wurde das 3D-Modell an Köster übergeben; in der Niederlassung Braunschweig liefen die Fäden für das Bauvorhaben zusammen. Der Generalunternehmer betraute Gaudlitz Architekten aus Wolfsburg mit der weiteren Planung, „da Herr Gaudlitz im Einsatz von BIM-Methoden schon damals sehr bewandert war“, erläutert Heinrich Lünenschloß, Manager Digital Construction & BIM im Bereich Bauprozessoptimierung bei Köster. Für die Entwicklung der TGA arbeitete man mit Theurich & Klose aus Wedemark bei Hannover zusammen. Lünenschloß: „Dabei nahmen wir bewusst in Kauf, dass unterschiedliche Autorenwerkzeuge zum Einsatz kommen und wir damit einen Open-BIM-Ansatz verfolgten. Eine langjährige Zusammenarbeit mit bekannten Planern war uns in diesem Falle wichtiger als der verpflichtende Einsatz von Autodesk Revit, das Werkzeug, das wir selbst bei uns im Haus seit 2015 einsetzen.“

Für die Erstellung des TGA-3D-Modells nutzten Theurich und Klose Plancal Nova von Trimble, Gaudlitz Architekten arbeiteten mit Archicad von Graphisoft. Als übergreifende Datenplattform, auf die die verschiedenen Modelle hochgeladen werden, nutzte man die Thinkproject Common Data Environment (CDE).

Zu Baubeginn im Oktober 2018 enthielt das 3D-Modell zunächst alle für den Rohbau relevanten Daten. Die erste große Hürde lag darin, alle Modelle – Architektur, Tragwerk, TGA – übereinander zu legen und festzustellen, ob sie im gleichen Koordinatensystem erstellt worden waren. Zu Beginn musste der Modelltausch etwas eingeübt werden, erzählt der BIM-Manager mit einem Augenzwinkern: „Es kann durchaus sein, dass beim ersten Laden das eine Modell zehn Meter über dem anderen schwebt, und das andere um 30 Grad verdreht ist. Aber das waren Anfangsschwierigkeiten, die schnell behoben wurden.“ Insgesamt funktionierte der Datenaustausch aber erstaunlich problemlos.

Sowohl für die Siemens Real Estate als auch für Köster hatte das Bauprojekt Modellcharakter. Hier wurde der Einsatz von BIM-Methoden getestet und in Folge auf weitere Projekte ausgeweitet. Wenn vor über drei Jahren die „Großen“ mit BIM Neuland betraten, wie sah es dann mit den Subunternehmern aus?

Subunternehmer und BIM

Der Einsatz von BIM war keine Voraussetzung für den Auftrag an Subunternehmer. „Wir hätten sonst keine Firmen bekommen“, sagt Lünenschloß und ergänzt: „Für die meisten kleinen und mittleren Unternehmen war und ist der Einsatz von BIM-Methoden noch eine große Unbekannte und ein Fliesenleger wird momentan auch noch keinen Mehrwert in BIM sehen.“

Die für die Lüftungstechnik beauftragte Firma Isomix hatte allerdings schon Erfahrung mit der 3D-Planung von Lüftungskanälen. Sie lieferte recht schnell ein BIM-Modell mit allen relevanten Bauteilen wie Brandschutzklappen, Dämmung und Ventilatoren und dies mit den entsprechenden Informationen. „Das BIM-Modell von Isomix konnte ohne Probleme nahtlos in das Koordinationsmodell integriert werden und wurde dann exakt so später realisiert“, sagt der Köster-Manager.

Gleicher Wissensstand für alle Projektbeteiligten

BIM-Projekte erfordern in der Regel mehr Planung und Abstimmungsphasen als „klassische“ Projekte. Auch im aktuellen Projekt mussten sich die Beteiligten als Projektteam erst zusammenfinden. Unter der Leitung von Köster-Projektleiter Axel Stoffregen fanden in der Anfangsphase mehrere Workshop-Termine mit den acht Mietern statt: Der individuelle Bedarf der späteren Nutzer wurde ermittelt und in das Modell eingepflegt. Neben den Mitarbeitenden von Siemens und dem federführenden Architekten von Gaudlitz Architekten nahmen bei Bedarf auch die Köster-Fachplaner für die Bereiche Heizung/Sanitär und TGA teil. Da das Modell für alle am Bau Beteiligten einsehbar ist, sind sie stets auf gleichem Wissenstand. Der anfangs höhere Aufwand zahlt sich aus, sobald die Arbeiten auf der Baustelle beginnen.

Fehler werden früh sichtbar

Maßgeblich für die Erstellung der Architektur- und Tragwerkspläne – auch der ausgedruckten 2D-Pläne für die Baustelle – ist immer das 3D-Modell mit seiner hohen Detailtiefe. Wenn alles zuerst virtuell geplant und mit einem Tool zur Kollisionsprüfung überprüft wird, lässt sich schnell erkennen, ob ein Lüftungskanal durch eine Wand führt, die kein Loch hat oder sich Leitungen an ungewollten Stellen kreuzen. „Fehler oder Mängel in der Planung werden viel schneller aufgedeckt als dies mit bloßem Auge möglich wäre – zum Beispiel fehlende Durchbrüche, die man mit einer Kernbohrung im Beton korrigieren müsste“, so der BIM-Experte von Köster. Eine unvorhergesehene Änderung mitten in der Rohbauphase gab es dann aber doch – sie beruhte jedoch auf einem Kundenwunsch zur Nutzung der Räumlichkeiten.

Etagenwechsel mitten in der Rohbauphase

„Wir haben in der Rohbauphase noch einmal einen kompletten Etagentausch vollzogen“, erinnert sich Heinrich Lünenschloß. So etwas kann ein Bauunternehmen ganz schön ins Schwitzen bringen. Bei einem klassischen Bauablauf ist ein Etagenwechsel nur mit erheblichem Aufwand realisierbar. Die Siemens-Niederlassung in Laatzen ist ein Multifunktionsgebäude. Neben Großraumbüros und Besprechungsräumen gibt es eine Großküche, Werkstatträume und Schulungsräumlichkeiten. Ein Umzug von der dritten Etage in den ersten Stock wirkt sich nicht nur auf die Inneneinrichtung, sondern auf Beleuchtung und Lüftungauslässe aus. Die komplette Gebäudetechnik muss umgeplant werden“, sagt der BIM-Manager. „Änderungen am 3D-Modell wurden direkt in der Besprechung mit den Mietern der Siemens-Geschäftseinheiten simuliert. Das vereinfacht den Abstimmungsprozess. Durch die Visualisierung der umgeplanten Etage live auf dem Monitor haben wir die Nutzer schnell ins Boot geholt und konnten gemeinsam mit ihnen schnell zu einem neuen Layout kommen“, versichert er. Erst wenn alles am 3D-Modell stimmig und abgenommen ist, werden die Pläne für die Ausführung auf der Baustelle erzeugt.

BIM-to-Field

Tablet, Smartphone oder Notebook sind auf Baustellen angekommen. Doch es wird noch dauern, bis Polier und Bauleiter mit VR-Brille auf der Baustelle den Baufortschritt überprüfen. Seit dem Siemens Neubauprojekt wurde bei den Köster-Mitarbeitern das Tablet immer beliebter. Sie können so Subunternehmern und Kunden immer den aktuellsten Stand zeigen. „Durch den Einsatz der Modellviewer Dalux und BIMx als mobile Tablet-Lösung konnte unseren Projektleitern zum ersten Mal das BIM-Modell als wichtige Informationsquelle on-site zur Verfügung gestellt werden“, sagt Lünenschloß. „Jeder Projektbeteiligte, der ein Tablet mit der installierten App besitzt, kann über seine E-Mail-Adresse freigeschaltet werden und hat Zugriff auf die Planung, kann sich Ansichtspunkte oder Gewerke filtern oder sogar mit einer AR-Funktion Teile des Modells mit der Wirklichkeit auf der Baustelle überlagern.“

Heute setzt Köster u. a. AR-Tools ein, damit etwa die TGA-Ingenieure schon im Rohbau die fertige Installation sehen können. Virtual-Reality-Anwendungen sind ein wichtiges Hilfsmittel im Vertrieb, um ein Gefühl für die Räumlichkeiten zu vermitteln, weiß Lünenschloß.

BIM ohne Mehrkosten

Der Bauherr soll durch BIM keine Mehrkosten haben, so das Motto bei Köster. BIM biete allen Beteiligten einen Mehrwert, betont Lünenschloß. „Wir als Baufirma profitieren ebenfalls von einer qualitativ hochwertigen Planung, die uns später teure Bauablaufstörungen erspart. Warum sollten wir das dem Kunden in Rechnung stellen?“ In absehbarer Zeit werde sich BIM als normale Planungsmethode etablieren, davon ist er überzeugt. Köster befasste sich schon früh mit dem Thema und gründete bereits 2015 ein eigenes Team in der Kalkulationsabteilung, das Objekte in 3D modelliert. Man arbeite explizit mit Partnern zusammen, die ebenfalls keine Mehrkosten für die Anwendung der BIM-Methode berechnen. Ausgenommen sind aufwändige As-built-Dokumentationen, wie sie Siemens forderte.

As-built-Modell: alle Informationen sofort griffbereit

Siemens zufolge sollte das erstellte 3D-Modell ein echtes „As-built-Modell“ sein. Daher wurde das Modell nach Fertigstellung mit dem realen Gebäude abgeglichen und aktualisiert. Das gehört generell nicht zu den Anforderungen eines „normalen“ BIM-Projekts. Das Köster-Team hatte das Gebäude in Laatzen im Zustand des erweiterten Rohbaus nach erfolgter Rohinstallation komplett gescannt. „430 Gigabyte an Daten sind hier bei uns archiviert und jedes Kabel ist zu erkennen“, berichtet Lünenschloß. Besonders detailliert wurde das Modell im Bereich der Heizungsanlage angelegt. Alle technischen Daten und Informationen zur verbauten Heizungsanlage sind im Modell hinterlegt. Das Facility Management kann so im Störungsfall schnell handeln.

„Die im BIM-Modell hinterlegten Informationen ermöglichten uns nicht nur eine sehr transparente und effiziente Planung“, sagt Siemens Projektmanager Egon Clesius. „Sie bilden darüber hinaus auch langfristig die gesicherte Basis für ein optimiertes Facility Management, da beispielsweise alle Wartungsintervalle und Termine für technische Prüfungen hinterlegt sind.“ Heinrich Lünenschloß ergänzt: „Auch für uns als Ausführende hat es den großen Vorteil, dass wir das Projekt über die Gewährleistungszeit optimal betreuen können und im Reklamationsfall sehr schnell Zugriff haben auf eventuell notwendige Ersatzteile. Dies geht soweit, dass der Endnutzer im 3D-Modell jedes beliebige Objekt anklicken kann und zusätzliche Informationen und technische Datenblätter angezeigt bekommt.“

In der jetzigen Nutzungsphase hat Siemens auf Grundlage der übergebenen BIM-Modelle als Weiterentwicklung eine eigene Schnittstelle zu Live-Daten der Gebäudeleittechnik geschaffen. Ein Facility-Manager, der in München sitzt, kann sich also jederzeit in das Live-Modell einloggen und die Temperatur eines Raums prüfen oder den Status der Brandmeldeanlage einsehen. „Damit schließt sich für uns der Kreis im Sinne des Life-Cycle-Gedankens der BIM-Methode, wenn das von uns erstellte digitale Modell oder Teile davon später weiterverwendet werden, um weitere Informationen damit zu verknüpfen oder zu visualisieren“, so das Fazit von Lünenschloß.

Weitere Informationen zum Thema:

Der Turmbau zu Basel: Digitaler Zwilling