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Durchgängiger Datenfluss

BIM im Rohrleitungsbau nutzen

Das modellbasierte Arbeiten ermöglicht, die Wasserleitung im 3D-Grabenmodell (1) zusammen mit dem Bestandskanal (2) abzubilden und die zugehörigen Mengen direkt zu ermitteln (3).

Hannover (ABZ). – Building Information Modeling (BIM) wird oft mit Hochbau, weniger mit dem Tiefbau allgemein, am wenigsten bislang jedoch mit dem Leitungsbau in Verbindung gebracht. Dabei sind die Voraussetzungen für das modellbasierte Arbeiten mit Blick auf mehr Transparenz, effiziente Prozesse und profitable Ergebnisse gerade im Leitungsbau besonders vielversprechend.

Selbst im oft als BIM-Referenz angeführten Hochbau krankt der BIM-Prozess im Wesentlichen noch an nicht ausreichend allgemeingültigen, offenen und einheitlichen Schnittstellen bzw. Datenaustauschformaten. Den IFC-Standard für den Hochbau gibt es zwar bereits seit Jahren, aber in der Praxis zeigen sich noch eine Reihe von Problemen, will man ein Modell wirklich durchgängig von der Planung über die Ausführung bis in die Nutzungsphase ohne Datenverlust nutzen.

Im Leitungsbau sind die Rahmenbedingungen für eine Digitalisierung des Planungs- und Bauprozesses grundsätzlich besser:

- Die Versorger verfügen in aller Regel über gute Datenbestände in ihren Geoinformationssystemen (GIS)

- Mit dem bewährten Datenformat "Shape" lassen sich sowohl die Geometrien als auch die Attribute zu den Leitungen wie Leitungstyp, Baujahr oder Durchmesser austauschen

Zu beachten ist dabei eine Besonderheit, die der Sache aber nicht grundsätzlich schadet: Im Gegensatz zum Kanal sind Leitungspläne in der Regel zweidimensional angelegt, da in einer Standardtiefe – evtl. mit Ausnahme von Kreuzungsbereichen – verlegt wird und das Gefälle, anders als beim Kanal, keine Rolle spielt. Während Abwasser in der Regel, sofern es nicht gepumpt wird, nur bergab fließt, spielt das Gefälle bei Gas, Wasser, Strom oder anderen Kabeln natürlich keine Rolle.

Für den Bauprozess, d. h. die Modellierung der Baugruben, ist es bei der reinen Mengenermittlung zunächst auch unerheblich, ob die Leitung auf der wahren Höhe, z. B. 1,2 m unter der wahren Geländehöhe oder auf einer fiktiven Höhe liegt. Das Grabenprofil und die daraus errechneten Körper für Aus- und Einbau führen trotzdem zu korrekten Mengen. Lediglich bei der Prüfung von Kollisionen, bspw. mit dem Kanalnetz, muss mit wahren NHN-Höhen (NHN: Normalhöhennull) gearbeitet werden. Mit einem geeigneten Werkzeug wie der BRZ-Lösung für das modellbasierte Arbeiten im Tiefbau (BRZ-BIM-Tiefbau), lassen sich die Höhen bei Kenntnis der Tiefe unter Gelände leicht nachträglich an die wahren Werte anpassen. Das neue Modul für Versorgungsleitungen innerhalb von BRZ-BIM-Tiefbau ist dabei sowohl in der Planungs- als auch in der Ausführungsphase nutzbar.

Zu einem hinterlegten digitalen Katasterplan spielt man alle relevanten Bestandsleitungen der Versorger über Shape-Format ein und plant in diesem Umfeld neue Leitungen inklusive aller Einbauten wie Schieber, Hydranten und Formstücke. Hat man digitale Höheninformationen in Form eines DGM, kann man die neue Leitung ohne Aufwand direkt in korrekten 3D-Koordinaten konstruieren. Die Grabenprofile für Aufbruch und Einbau werden einmalig definiert und den Leitungen zugeordnet. Beliebige Mengen und Leistungen können sowohl mit der Leitung als auch mit den Einbauteilen verknüpft werden. Somit werden die Mengen im LV auf Knopfdruck mit korrekten Werten gefüllt und dem späteren Auftragnehmer zumindest das Modell der Leitungen mit Attributen via Shape-Format in 3D übergeben.

Stehen im eigentlichen Bauprozess sowohl die Bestandsdaten als auch die geplanten Objekte über Shape-Files vom Planer in 3D zur Verfügung, muss der Anwender in der Kalkulation bei der Prüfung der LV-Mengen nicht mehr viel tun. Er muss lediglich die LV-Positionen den Mengenobjekten zuweisen. Bekommt der Auftragnehmer wie bislang nur 2D-Pläne, im Zweifel so-gar nur PDF, muss er lediglich die Leitung nachzeichnen. Der Aufwand ist nur unwesentlich höher, als wenn er Shape-Dateien bekommt. Der Vorteil des Modells ist in der Ausführungsphase noch deutlich höher als in der Planungsphase, weil nicht nur LV-Mengen, sondern sowohl die voraussichtlichen Abrechnungsmengen (VA) als auch Bestell- und Abrechnungsmengen mit detailliertem Mengennachweis nach Freiem oder nach REB Aufmaß auf Knopfdruck abgerufen werden können.

Wenn der Auftragnehmer die geplanten Objekte grafisch interaktiv, z. B. anhand von Messpunkten, die mittels Totalstation oder GPS-Rover gewonnen wurden, mit dem Ist-Zustand abgleicht, kann er sowohl die exakte Schlussrechnung als auch die Bestandsdaten aus dem Modell abrufen. Mit den aus dem Modell exportierten Shape-Dateien ist der Auftraggeber in der Lage, seinen GIS-Datenbestand mit geringem Aufwand zu aktualisieren und die Rechnung anhand der grafischen Bestandsdaten zu prüfen. Ein örtliches Aufmaß sollte in aller Regel überflüssig sein. Die Rechnung kann durch die transparente, modellbasierte Prüfung schneller zur Zahlung freigegeben werden, mit positiven Auswirkungen auf die Liquidität im ausführenden Unternehmen.

Die Ausführungen zeigen, dass ein digitaler Datenfluss von der Planung über die Ausführung mit Fortschreibung der Geometrie bis zum Rückfluss des Neubestandes ("As built") in das Geoinformationssystem des Auftraggebers mit dem Format Shape möglich ist. Die aus dem Modell erzeugte Abrechnung läuft parallel mit und ist stets synchron mit den Neubestandsdaten, dem As-Built-Modell.

Auf diese Weise werden Prozesse transparenter, Fehler vermieden und insbesondere die Abwicklung des Bauprozesses für den Unternehmer insgesamt effizienter. Die vollständige Digitalisierung der Prozesse im Leitungsbau ist möglich und für alle Beteiligten von Vorteil. Sicherlich können neue Datenformate den Prozess künftig noch verbessern, aber das sollte alle Beteiligten nicht davon abhalten, bereits heute mit der Optimierung zu beginnen – aus eigenem Interesse.

Das BRZ nimmt am Oldenburger Rohleitungsforum teil und präsentiert sich in Halle 1 an Stand H-26.

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