BIM im Schalungsprozess

Effiziente Nutzung erfordert eindeutige Struktur und Sprache

von:

Elias Maier

Meva Schalungstechnik
Für den Schalungsprozess relevante Eigenschaften. Grafik: Meva

HAITERBACH (ABZ). - Nach dem Vorbild der Automobilindustrie wird derzeit auch in der Bauindustrie eine Methode eingeführt, die den durchgängigen, standardisierten Austausch digitaler Informationen für gemeinsame Projekte ermöglicht. Dazu wird ein digitales Bauwerksmodell erstellt, in dem bauteilorientiert alle geometrischen und beschreibenden Informationen gespeichert werden. Diese Daten stehen für den gesamten Lebenszyklus des Gebäudes, also für Planung, Ausführung, Bewirtschaftung und Rückbau zur Verfügung im Bauwerksmodell berücksichtigt werden. Auch die Schalungsplanung wandelt sich von einer planorientierten zu einer modellorientierten Vorgehensweise.

BIM geht weit über die drei Dimensionen der Schalungsobjekte hinaus. Um die entsprechenden Objekte in einem Bauwerksmodell in ihrer Qualität zu beschreiben und die dazugehörigen Informationen zum Produktionsprozess zu integrieren, ist eine Kommunikation über das Modell erforderlich. BIM integriert deshalb zusätzlich zu den geometrischen auch beschreibende Eigenschaften der Objekte. Dies gilt sowohl für dauerhafte Bauwerksbauteile, wie z. B. Ortbetonwände als auch für temporäre Schalungsbauteile, wie z. B. Wandschalungen sowie die dazugehörigen Prozesseigenschaften. Schalungseigenschaften sind herstellerspezifische Angaben die u. a. das Gewicht, die Artikelnummer, die Bezeichnung, die Belastbarkeit, der Warenwert und die Zuordnung zu zeitlichen Takten beinhalten. Diese Eigenschaften werden in Datenbanken abgelegt. Für eine eindeutige Zuordnung der Schalungsobjekte zu den jeweiligen Bauteilen und Takten müssen diese im Bauwerksmodell vorhanden sein. Dabei können Aufwandswerte und für den Bauablauf relevante Informationen zu Lagerplätzen, benötigten Hebezeugen und zeitlichen Abhängigkeiten hinterlegt werden. Die Schalungsplanung erfolgt in einem separaten Fachmodell Schalung. Dort sind nur für die Schalung relevante Informationen z. B. über Betonbauteile oder Aufstellebenen vorhanden. Der BIM-Manager des Bauunternehmens übergibt das Modell verbindlich an den Schalungsplaner. Eine referenzierte Sicht auf dieses Modell stellt die Grundlage der modellorientierten Schalungsplanung durch einen Fachplaner der Schalungsfirma dar. Die Fachmodelle für die verschiedenen Gewerke müssen unabhängig voneinander erzeugt werden. Sie müssen jedoch im Ursprung übereinstimmen, um diese später in einem Koordinationsmodell, das aus dem Modell des Bauunternehmens und dem Schalungsfachmodell besteht, zusammenführen zu können. Das Schalungsfachmodell beinhaltet ausschließlich die Schalungsobjekte sowie die spezifischen Informationen. Nach vollendeter Schalungsplanung durch den Fachplaner wird das Schalungsfachmodell an das Bauunternehmen zurückgegeben. Das Bauunternehmen führt die Fachmodelle der verschiedenen Gewerke in einem Koordinationsmodell zusammen, um Kollisionsprüfungen durchzuführen und die Fachmodelle auszuwerten. Das Koordinationsmodell stellt außerdem eine Kommunikationsplattform zwischen dem Bauunternehmen und dem Schalungshersteller dar. Im Bauwerk verbleibende Verankerungsteile und Öffnungen können über das Koordinationsmodell kommuniziert werden. So können alle Informationen zusammengeführt und den Beteiligten in aktueller Fassung zur Verfügung gestellt werden.

Durch die Integration aller Informationen aus den Fachmodellen in das Koordinationsmodell wird Transparenz geschaffen indem alle Informationen zu den einzelnen Schalungskomponenten sowie die für den Schalungsprozess relevanten Eigenschaften übergeben werden. Dies führt dazu, dass der Bauablauf besser geplant und die Schnittstellen zwischen den Gewerken leichter koordiniert werden können. Eventuelle geo-metrische oder zeitliche Kollisionen zwischen verschiedenen Objekten oder Gewerken sind einfacher zu erkennen. Die Zuordnung von Ressourcen und Terminen zu den Bauwerksobjekten und den Schalungsobjekten ermöglicht eine genaue Planung vor der Ausführung. Dadurch können Schwierigkeiten bereits in der Planungsphase frühzeitig erkannt und gemeinsam gelöst werden. Dies reduziert Fehler, die in der Bauphase auftreten und nur mit schnellen Maßnahmen teuer, fehleranfällig und riskant gelöst werden müssten.

Die Arbeitssicherheit ist somit verbessert, die Qualität ist höher und die Kosten sind niedriger. Mehrfache, gleiche Tätigkeiten, wie z. B. das Ermitteln der Kubatur eines Ortbetonbauteils, zunächst durch den ausschreibenden, den Kalkulator, den Arbeitsvorbereiter, den Bauleiter, den Polier und den Abrechner entfallen. Dadurch werden sowohl Arbeitszeit eingespart als auch Fehler vermieden. Änderungen der Planung, die bei am baubegleitender Planung alltäglich sind, können leichter berücksichtigt werden. Die Materiallogistik auf der Baustelle kann durch detaillierte Planung verständlich dargestellt, gesteuert und überwacht werden. Insbesondere die Vermeidung unnötiger Wegezeiten des Personals, die ein enormes Einsparpotenzial bieten,so – wie unnötiger Transportzeiten für Schalung und Zubehör sind damit erreichbar, weil die nachfolgenden Arbeitsschritte bekannt sind.

Der Schalungsplaner muss von der Baufirma ein BIM-Fachmodell bekommen, das die relevanten Informationen enthält, inhaltlich richtig und vertraglich verbindlich ist. Die heutige Situation, dass der Schalungsplaner zumeist kein 3D-Modell und nicht einmal CAD-Zeichnungen sondern Zeichnungen im pdf-Format bekommt und diese fehlerfrei und mit sehr großem Aufwand abzuzeichnen versucht, muss verändert werden. Die Baufirma muss sowieso sicherstellen, dass das von ihr verwendete Bauwerksmodell korrekt ist. Gleichzeitig ist so gewährleistet, dass das Schalungsmodell in das Bauwerksmodell integriert werden kann. Die zum Datenaustausch verwendeten Dateiformate (z. B. ifc in aktueller Version) müssen fehlerfrei funktionieren. Dies muss von den Herstellern BIM-fähiger Software gewährleistet und von einer unabhängigen Prüfinstanz getestet und zertifiziert werden.

Die Einführung und Umsetzung von BIM-Methoden in einem Unternehmen ist keineswegs nur die Anschaffung geeigneter Software. Die Unternehmensführung muss sich der Reichweite dieser Entscheidung bewusst sein und die organisatorischen und technischen Voraussetzungen schaffen. Dazu gehören der Aufbau von Bibliotheken sowie die Standardisierung von Prozessen. Die Unternehmensführung muss die Mitarbeiter einbinden, überzeugen und schulen sowie klare Handlungsanweisungen geben. Es muss die Bereitschaft zu mehr Transparenz sowie zu Veränderungen vorhanden sein. Die Chance zur Verbesserung der Zusammenarbeit und des Informationsflusses an einem gemeinsamen Projekt nach Vorbild der Automobilindustrie muss erkannt werden. Schalungsplanung mit BIM-Methoden zur Integration der Daten für diesen Bauhilfsstoff ist technisch möglich und sinnvoll. Besonderes Augenmerk ist nun auf den Datenaustausch zwischen den Beteiligten, die mit verschiedenen Softwareprogrammen arbeiten, zu richten. Eine Voraussetzung dafür ist die Definition einer eindeutigen Struktur und Sprache für die Schalungsobjekte. In Deutschland arbeitet derzeit der GSV (Güteschutzverband Betonschalungen e. V.) unter Mitarbeit von Meva daran, die Anforderungen von Baufirmen und Schalungsplanern zu klären und geeignete Möglichkeiten der Objektabbildung sowie des Datenaustauschs zu definieren. Die Umsetzung in Deutschland wird derzeit von einigen großen Bauunternehmen vorangetrieben. In Skandinavien, Großbritannien und den USA ist der Einsatz von BIM schon weiter vorangeschritten. Dort wird mit einer weiterhin steigenden Nachfrage nach Schalung in BIM gerechnet.

Der Autor ist Leiter Technik und Entwicklung bei der Meva Schalungs-Systeme GmbH.

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