BIM in der Fertigteilplanung: Arbeit in Tekla Structures

Das Wort BIM steht heute in jedem Bauangebot, also muss man es präzisieren. Bei uns bedeutet es eines: Jedes Projekt, ohne Ausnahme, entsteht als Tragwerksmodell in Tekla Structures, und alles, was in die Produktion und auf die Baustelle geht, ist aus diesem Modell abgeleitet. Es gibt keine separat gezeichneten Pläne und keine von Hand gerechneten Listen. Dieser Text zeigt, was das für den Planer und für den Bauherrn ändert.

Ein Modell statt eines Plansatzes

In der konventionellen Bauweise ist die Dokumentation eine Sammlung von Zeichnungen, die jemand untereinander in Übereinstimmung halten muss. Im Fertigteilbau reicht eine solche Sammlung nicht aus, denn jedes Element hat seine eigene Geometrie, seine eigene Bewehrung, seine eigenen Einbauteile und seine eigene Nummer. Bei mehreren hundert Elementen in einem Mehrfamilienhaus endet das händische Nachhalten der Konsistenz im Fehler.

Deshalb arbeiten wir umgekehrt: Zuerst entsteht das Modell, erst daraus die Dokumente. Aus dem Modell in Tekla Structures erzeugen wir Werkstattzeichnungen jedes Elements, Bewehrungslisten, Aufstellungen der Einbauteile, Gewichte und Anschlagpunkte sowie die Daten, nach denen Produktion und Verladung ihre Reihenfolge erhalten. Eine Änderung im Modell schlägt auf alle diese Dokumente gleichzeitig durch, sodass Elementzeichnung und Bewehrungsliste nicht auseinanderlaufen können.

Was wir vom Planer brauchen

Wir verlangen kein Modell. Für die Kalkulation genügen bemaßte Grundrisse, Schnitte und Ansichten, für die Werkplanung die Architektur- und Tragwerksunterlagen als PDF oder DWG. Arbeitet der Planer in BIM und kann ein Modell im IFC-Format übergeben, verkürzt das unsere Arbeit und verringert das Fehlerrisiko bei der Übernahme der Geometrie — Bedingung ist es nicht.

Die Aufteilung des Tragwerks in Elemente ist unsere Aufgabe, und wir stimmen sie gemeinsam mit dem Planer ab. Darüber entscheidet nicht nur die Statik, sondern auch das Transportmaß, die Tragfähigkeit des Krans auf dem konkreten Platz und die Frage, wie viele gleiche Elemente sich aus einer Form ziehen lassen. Das ist die Phase, in der sich der größte Teil der Kosten entscheidet — je früher die Unterlagen bei uns sind, desto mehr Raum bleibt für Optimierung.

Das Zweite, was wir vor der Produktion brauchen, sind die Installationsführungen. Elektrodosen, Leerrohre, Durchführungen und Öffnungen für Lüftungskanäle setzen wir in der Form ein, sie müssen also in der Werkplanung geklärt sein. Eine Stahlbetonwand nachträglich zu schlitzen ist möglich, kostet aber und birgt die Gefahr, die Bewehrung zu treffen — das Modell existiert, um genau das zu vermeiden.

Kollisionen zeigen sich am Bildschirm

Wir führen das Tragwerksmodell mit den Installationsführungen zusammen und prüfen Kollisionen, bevor irgendetwas in die Produktion geht. Ein Abwasserrohr, das durch einen Träger läuft, ein Lüftungskanal an der Stelle einer Stütze, eine Dose in der Bewehrungsachse: Im konventionellen Bau treten sie auf der Baustelle auf, nach dem Betonieren, und enden mit Stemmen oder einer geänderten Leitungsführung. Im Modell treten sie am Bildschirm auf und enden damit, dass eine Öffnung um ein paar Zentimeter verschoben wird.

Auf der Baustelle heißt das: Der Installateur bekommt eine Wand mit Öffnungen und Dosen genau dort, wo er sie geplant hat, und nicht dort, wo sie dem Maurer bequem erschienen.

Änderung im Modell und Änderung nach dem Betonieren

Fertigteilbau wird gelegentlich als starre Technologie bezeichnet. Es lohnt sich, ehrlich zu sagen, wo diese Starrheit wirklich liegt und wo es sie gar nicht gibt.

Bis zur Freigabe der Werkplanung ist eine Änderung eine Bearbeitung des Modells: ein verschobenes Fenster, eine zusätzliche Dose, ein anderer Öffnungsabstand erzeugt Zeichnungen und Listen automatisch neu. Hier ist der Fertigteilbau beweglicher als die konventionelle Baustelle, weil die Folgen einer Änderung sofort an allen betroffenen Elementen sichtbar sind.

Die Starrheit beginnt in dem Moment, in dem ein Element betoniert ist. Eine Änderung danach bedeutet ein neues Element, keine Korrektur auf der Baustelle. Der gesamte Ablauf ist deshalb so aufgebaut, dass Entscheidungen früher fallen: Die Freigabe der Werkplanung ist der Punkt, nach dem wir die Produktion anstoßen, und wir sagen das zu Beginn, nicht erst bei der ersten Änderung.

Vom Modell in die Form und auf die Baustelle

Die Elementdaten aus dem Modell gehen in die Produktionsplanung: Bewehrungsreihenfolge, Belegung der Formen, Einbauteile, Betoniertermin und Versandtermin ergeben sich aus derselben Liste, die die Montagereihenfolge festlegt. Die automatische Bewehrungsanlage im Werk erhält die Mattengeometrie unmittelbar aus der Dokumentation, ohne händisches Übertragen von Maßen.

Dieselbe Liste steuert anschließend die Beladung der Auflieger in umgekehrter Montagereihenfolge, damit das Element vom Transport direkt an seinen Einbauort geht. Wie dieser Teil aussieht, beschreibt ein eigener Text zur Lieferlogistik.

Auf der Baustelle arbeitet die Montagemannschaft mit Montageplänen, die aus demselben Modell erzeugt wurden, mit der Nummer jedes Elements und seiner Lage. Welche Maßabweichungen wir am Element und in der Montage zulassen, beschreiben die Toleranzen.

Was der Bauherr davon hat

Drei Dinge, die sich überprüfen lassen. Erstens ist die Dokumentation in sich stimmig, weil sie eine einzige Quelle hat — die Abnahme der Elemente und der Montage erfolgt also nach denselben Zeichnungen, nach denen produziert wurde. Zweitens sind die Installationskollisionen vor der Produktion gelöst, auf der Baustelle entfällt damit die Phase des Stemmens und Nachbesserns. Drittens liegt der vollständige Satz an Elementzeichnungen und Aufstellungen für die Bestandsdokumentation bereit, ohne dass im Nachhinein etwas rekonstruiert werden müsste.

Wie der gesamte Ablauf von der Dokumentation bis zur Abnahme aussieht, beschreibt die Seite Leistungen. Das Angebot erstellen wir auf Grundlage bemaßter Grundrisse und Schnitte, in der Regel in etwa einer Woche — Angebot anfragen.