BIM in der 3D-Modellierung einer Baustelle: Eigenschaften, Besonderheiten und Vorteile

BIM (Building Information Modeling) findet immer mehr Anwendungsgebiete wie 3D- und 4D-Modellierung der Baustelle. Hier die Eigenschaften, Besonderheiten und Vorteile, welche durch das BIM in diesem Bereich angeboten sind

Die korrekte Organisation des Standorts, ermöglicht Maßnahmen die zur Vorbeugung und Schutz für Arbeiter, Ausrüstung und Maschinen auf der Baustelle vorzunehmen. Dies führt zu einer effizienten und schnellen Ausführung der Arbeiten sowie Zeitersparnis. Bei einer effizienten Anwendung erfolgt konsequent auch eine Kosteneinsparung.

Sehen wir nun, wie durch die BIM-Oriented, 3D-Modellierung ein Baustellenentwurf erfolgen kann.

Das Konzept des Baustellenentwurfs

Auf einer Baustelle müssen für die Realisierung eines Bauwerks einige komplexe, dennoch notwendige Schritte ausgeführt werden, wie zum Beispiel:

• Identifizierung der notwendigen Ausrüstungen und Maschinen
• Positionierung der Ausrüstungen innerhalb der Baustelle
• Identifizierung der Bereiche, welche für die Verarbeitung bestimmt sind
• Definition der Pfade die für den Transit der Fahrzeugen reserviert ist
• und weitere.

Baustelle

Für eine bestmögliche Optimierung der Prozesse und Verwaltung der Ressourcen, ist es grundlegend, die Baustelle korrekt zu entwerfen.

Die Gestaltung der Baustelle ist die Ausgangsphase von der aus, der gesamte Bauprozess abhängt.

Die Baustelle ist einer der Startpunkte für die vierte industrielle Revolution (Industrie 4.0).

Die BIM-Oriented Methodik, ebnet somit den Weg für eine effizientere Gestaltung der Baustelle.

BIM und parametrische Modellierung der Baustelle

Mit der BIM-Methodik, ist es möglich die Baustelle, dank 3D-parametrischer Modellierung zu entwerfen.

Parametrische Modellierung der Baustelle mit BIM-Software

Diese Modellierungstechnik ermöglicht, eine Dartstellung der Objekte welche über Parametern und Regeln verfügen wie z.B. Geometrie, Eigenschaften und Merkmalen.

3D-Modell der Baustelle mit BIM-Software

Analysieren wir zum Beispiel den Entwurf von Baugerüsten.
Durch parametrischer Objekte, ist es ausreichend die verschiedenen Maße des Baugerüsts anzugeben, um ein komplettes Gerüst zu erstellen, mit:

• Gerüstrahmen
• Längsverstrebungen
• Geländerholme
• Fußbretter,
• und weitere.

Diese einfache Modellierung erweist sich als nützlich, vor allem für die verschiedenen Änderungen die auf einer Baustelle vorgenommen werden. Zum Beispiel unterliegt insbesondre das Baugerüst, vielseitiger Variationen während der Bauphase. Derselbe Ansatz gilt auch für alle anderen parametrischen Baustellenobjekte:

• Logistik (Umzäunungen, Straßen, Lagerräume, Büros)
• technologisch (Baugerüste, Kräne, Maschinen, Anlagen)
• natürlich (Vegetation, Flussläufe, Steilhänge)
• anthropogen (Wohn- und Produktionsaktivitäten, Straßen) innerhalb und außerhalb der Baustelle.

Digitale Baustelle

Über ein  virtuelles Baustellenmodell verfügen zu können, öffnet den Weg zu zahlreichen Möglichkeiten. Man Denke z.B. an das Digital Twin-Konzept: Der Digital Twin (Digitaler Zwilling) ist eine exakte Kopie, d.h. ein virtuelles Modell, des realen Objekts, auf dem Tests ausgeführt werden, um mögliche Probleme und/oder Fehler zu vermeiden, welche die Wirtschaftlichkeit und Zeitersparnis beeinträchtigen könnten.

Virtuelle BIM-Baustelle

Mit dem virtuellen Baustellenmodell und Erstellungsbereich (Digitaler Zwilling), ist es möglich, Simulationen des Konstruktionsprozesses durchzuführen, um folgendes zu überprüfen:

• mögliche Probleme die mit Organisation und Entwurfsentscheidungen verbunden sind
• Betriebsverfahren
• vorbeugende und schützende Maßnahmen.

Darüber hinaus können potenzielle Risiken für die Gesundheit und Sicherheit der Arbeitnehmer im Voraus erkannt und gelöst werden.

3D-BIM-Modell

In einem virtuellen Baustellenmodell, werden folgende Vorgänge ausgeführt:

• “Eintreten" (Walk-Through)
• “Durchfliegen” (fly-through)
• die Objekte animieren (Arbeiter, Ausrüstung, Maschinen usw.)

um räumliche Interferenzen zu studieren, bestimmte meteorologische Bedingungen simulieren usw..
Durch das virtuelle Modell ist es außerdem möglich, verschiedene Informationen und Dokumente zu erhalten:

informationen zur Einrichtung der Baustelle und deren Änderungen

aus dem Modell extrahierte Projektunterlagen:

• Grundrisse
• Schnitte
  • Ansichten
  • Lagepläne
  • Dreidimensionale Schnittzeichnungen
  • Perspektiven
  • Konstruktionsdetails.

All diese Berichte ermöglichen die Baustelle in einem bestimmten Moment zu visualisieren. Es ist daher offensichtlich, welche Vorteile ein digitales Baustellenmodell bietet.

Sicherheit und collaborative working

Dank des offenen IFC-Formats können die Fachleute welche am Konstruktionsprozess beteiligt sind, die digitalen 3D-Modelle der eigenen Disziplinen nach genauen Regeln der BIM-Methodik teilen. Zum Beispiel kann der Techniker, der sich mit der Gestaltung der Baustelle befasst, das virtuale Architektur- Statik und technische Anlagenmodell “einfügen". Das sogenannte föderierte, digitale Modell wird erstellt: eine gemeinsame Umgebung, um Entwurfsentscheidungen des gesamten Prozesses zu analysieren.

BIM-Software für die Baustellensicherheit

CerTus-HSBIM wird das neue Programm von ACCA software, für die BIM-Modellierung der Baustellensicherheit sein. CerTus-HSBIM ermöglicht, die Baustelle in 3D und 4D zu entwerfen und das reale, virtuelle Modell zu erstellen, welches für die ergotechnische Vertiefung der Sicherheit und Simulation verschiedener Aktivitäten, nützlich ist.