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31.08.2020

Yin & Yang: großformatig und digital

Zwei großformatige Systemwandelemente vor blauem Himmel

Zwei Methoden, die sich ergänzen: Wir erklären, warum großformatige Baustoffe und digitales Bauen in Kombination all ihre Stärken ausspielen.

Modernes Bauen stellt viele Anforderungen an Bauträger und Bauunternehmer: Neben ökologischen Ansprüchen spielen vor allem Zeit- und Kostendruck eine große Rolle. Folglich werden großformatige Bausysteme von modernen Baustellen zukünftig nicht mehr wegzudenken sein. Sie werden für tragende als auch nichttragende Wände im Rohbau eingesetzt und haben zahlreiche Vorteile. 

Schnelle und unkomplizierte Verarbeitung, weniger Bauabfälle

Großformatige Baustoffe sind schneller gesetzt und erzielen mehr Fläche in kürzerer Zeit. Sie vereinfachen die Verarbeitung und erfordern weniger Fachpersonal. Das Setzen der Großformate mit Hilfe eines Minikrans sorgt für eine ergonomische Arbeitsweise, die langfristig die Arbeitskraft der Bauarbeiter*innen schont. 
Durch passgenaue Anfertigungen oder verschiedene Standardausführungen von Großformaten gibt es wenig bis keinen Materialverschnitt. Falls dennoch ein Verschnitt anfällt, nehmen Baustoffhersteller wie Xella diesen auch wieder zurück.

Verbaute Systemwandelemente auf Baustelle in Kassel
Die Vario-Wohnen-Baustelle in Kassel wird dank weniger großformatiger Materialien ordentlich gehalten.

Die gesamte Wertschöpfungskette optimal gestalten

Bauunternehmer*innen, die in der Planungsphase eine digitale Planungshilfe auf Basis von Building Information Modeling (BIM) einsetzen, können die Wertschöpfungskette von der Planung bis hin zur Ausführung verbessern und so enorme Einsparungen bewirken, noch bevor sie den ersten Stein setzen. Im Vordergrund steht dabei, sinnvoll Materialien auszuwählen, Optimierungsmöglichkeiten zu erkennen sowie für einen reibungslosen Ablauf in der Zusammenarbeit aller Gewerke zu sorgen. Bei der Planung mit BIM erstellt das Planungsteam einen digitalen Zwilling des Gebäudes, der mit sämtlichen Daten für das Bauvorhaben angereichert wird. Anschließend ist das Modell für alle Beteiligten zugänglich. Das Gebäude entsteht also zuerst als 3D-Modell, wird in dieser Form auf Herz und Nieren geprüft, optimiert und anschließend entsprechend nachgebaut. Der BIM-Prozess ist ein modernes Werkzeug zur Kommunikation und Qualitätssicherung, mit dem alle beteiligten Gewerke kooperativ und methodisch arbeiten können.

Der Prozess aus BIM und großformatigem Bauen

Die großformatigen Baustoffe, die beim Bau des realen Objekts verwendet werden sollen, werden ebenfalls komplett vor ihrer Produktion innerhalb des BIM-Prozesses vorgeplant. So können die Projektbeteiligten noch vor Baubeginn alle notwendigen Abstimmungen wie beispielsweise die Schlitz- und Durchbruchsplanung am Modell prüfen. Auch statische Kalkulationen wie die Dach- und Deckenplanung werden am Modell durchgeführt. 
Die Kombination von BIM mit großformatigen Baustoffen wirkt sich vor allem positiv auf die Bauzeit von Projekten aus: Die Zeiteinsparung durch die digitale Planung wird durch die kurze Verarbeitungszeit der Baustoffe weiter verstärkt.

Digitales Bauen mit Großformaten bedeutet: effizient eingesetztes Personal und einen reibungslosen Bauablauf.
Ademir Catovic
Produktmanager

Erstellen des BIM-Modells

Architekt*innen und Ingenieur*innen pflegen auf Grundlage des Gebäudeentwurfs sorgfältig die Daten in das BIM-Programm ein – und erstellen damit ein 3D-Modell des Gebäudes. Die Projektmanager*innen des Bauvorhabens behalten dabei das „Leading Model“, das sie anschließend den anderen Gewerken bereitstellen. Die jeweiligen Fachplaner*innen aus diesen Gewerken (z. B. Statiker*innen, Fensterbauer*innen etc.) ergänzen das Modell mit ihren jeweiligen Fachmodellen. Die Projektleitung sorgt regelmäßig dafür, dass alle Fachmodelle und das Leading Model auf demselben Stand sind.  

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Einzelheiten zur Verarbeitung meiner personenbezogenen Daten finden sich in der Datenschutzinformation.

Modell-Optimierungen

Anschließend erfolgt eine Prüfung der Verwendbarkeit des 3D-Modells mit Hilfe eines “Model Checks”. Dabei prüfen Baustoffhersteller*innen digital die Qualität und Funktionalität des Modells und geben Feedback zu einzelnen Baubestandteilen wie dem Wandmodell. Auf Grundlage des Feedbacks wird das Modell entsprechend auf Kund*innenseite angepasst. 
Die Optimierungen und Änderungen im Modell werden durchgehend kontrolliert und kommuniziert, der Austausch zwischen den einzelnen Beteiligten findet digital über ein sogenanntes BCF Protokoll (BIM collaboration Format) statt.

Digitale Produktion

Nach der Freigabe wird das finale digitale 3D-Modell erstellt. Das bedeutet, es wird mit allen nötigen Daten, Parametern und Eigenschaften versehen. So beinhaltet es die koordinierten Fachmodelle aller Gewerke und zusätzliche Informationen wie Zeitpläne, Adressen etc.
Die einzelnen Baustoffe werden auf ihre Eigenschaften und Maße heruntergebrochen und diese Daten werden in der Produktion der Großformate eingelesen. Das spart Zeit und minimiert zusätzliche Abstimmungsschlaufen zwischen den Parteien.

Systemwandelemente im digitalen 3D-Modell
Im 3D-Modell werden die Systemwandelemente ganz genau geplant und die richtigen Mengen daraus abgeleitet.
Systemwandelemente auf einer Baustelle
Vom digitalen Zwilling zur Realität: So sehen die Systemwandelemente auf der Baustelle aus.
Kran lässt ein Systemwandelement herunter
Pro Tag kann mit großformatigen Baustoffen ein ganzes Geschoss fertiggestellt werden.
Zwei Bauarbeiter setzen Systemwandelement ein
Zwei bis drei Arbeitskräfte werden benötigt, um ein großformatiges Systemwandelement zu verbauen.
Bauarbeiter nehmen Systemwandelement von Kran entgegen
So wird auch dem Fachkräftemangel entgegengewirkt.

Übergabe an Bauunternehmen

Das fertige Modell wird an den ausführenden Bauunternehmer übergeben. Alle Informationen des Bauvorhabens sind im 3D-Modell hinterlegt und können von den beteiligten Gewerken langfristig abgerufen werden.

Auswahl und Herstellung der Baustoffe

Die großformatigen Baustoffelemente werden teilweise individuell auf das jeweilige Projekt abgestimmt und produziert. Andere Großformate sind in verschiedenen Standardabmessungen vorhanden und werden passend für das Bauvorhaben ausgewählt.

Logistik

Auf der Baustelle sparen Just-in-Time-Lieferung und großformatige Baustoffe Lagerplatz und sorgen für mehr Ordnung. Auf Wunsch werden die Steine entsprechend der vereinbarten Lieferkette angeliefert. Die Produktionsplanungssoftware übernimmt hier die Koordination: Elemente werden mit aus dem Modell gezogenen Daten wie Geometrie, Gewicht, Rohdichte, Volumen und Packgröße mit anderen Elementen kombiniert. So wird die Transportkapazität optimiert. Die verfügbaren Transportsysteme werden bestmöglich ausgenutzt und bringen das Material genau dann auf die Baustelle, wenn es benötigt wird.

Ergebnisse, die sich sehen lassen

Die Vorteile von digitalem Bauen in Kombination mit Großformaten zeigen sich direkt auf der Baustelle: 

  • Eine verbesserte Baustellenlogistik spart Kosten und Zeit. 
  • Da mögliche Fehler dank des 3D-Modells frühzeitig erkannt werden, wird die Menge an Verschnitt minimiert und der Zeitplan vor Ort kann besser eingehalten werden. 
  • Die einfache Verarbeitung von Großformaten wirkt dem Fachkräftemangel auf der Baustelle entgegen. 
  • Die beteiligten Gewerke kommunizieren schnell und einfach digital. Das führt zu einem reibungsloseren und schnelleren Bauprozess.
  • Der Lebenszyklus des Gebäudes kann auch nach der Fertigstellung mit dem BIM-Modell gemanagt werden: Informationen für Reparaturen oder Erweiterungen werden schnell und einfach aus dem Modell entnommen.

Fazit

Großformatiges Bauen in Kombination mit digitaler Planung ermöglicht eine optimierte Wertschöpfungskette, die Kosten, Zeit und Nerven spart.

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Portrait Olaf Kruse, Pressesprecher Xella Deutschland

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