Rohrleitungssysteme intelligent in 3D planen

Wie reduziert man das Risiko für Fehler beim Planen, Entwerfen und Errichten von Gebäuden? Das Ingenieurbüro Zeisig macht es vor mit einer präzisen, gewerkeübergreifenden TGA-Planung für einen Wohnungsneubau im Quartier St. Johannis in Nürnberg. Am Beispiel des anspruchsvollen statischen Rohrleitungssystems werden praxisnahe Lösungen aus der digitalen TGA-Planung vorgestellt.

Mit DDS-CAD stellt ibz das Installationsmodell des gesamten Gebäudes detailgenau als IFC-Datei zur Verfügung.
Quelle: Data Design System GmbH
Mit DDS-CAD stellt ibz das Installationsmodell des gesamten Gebäudes detailgenau als IFC-Datei zur Verfügung.

Am nordwestlichen Stadteingang von Nürnberg liegt das Quartier St. Johannis aus den 20er- bis 30er-Jahren. Bis 2017 schafft die wbg Nürnberg GmbH dort für rund 20,3 Millionen Euro modernen Wohnraum auf einem Grundstück, das jahrelang mit nur untergeordneten Bebauungen, wie Garagen, ein Schattendasein fristete. Das ibz Ingenieurbüro Zeisig bei Nürnberg plante für dieses Bauprojekt die komplette Technische Gebäudeausrüstung, wozu unter anderem die CAD-gestützte Planung eines sehr anspruchsvollen statischen Rohrleitungssystems gehörte. Für die TGA-Fachplanung haben die Planer des 1996 gegründeten ibz die moderne Projektierungssoftware DDS-CAD der Firma Data Design System eingesetzt. Die Planung begann 2014, Ausschreibungen und Ausführungsplanung waren Ende 2015 abgeschlossen. Derzeit wird der Rohbau errichtet.

Das Gebäude wird als Blockrandbebauung die Siedlungsstruktur St. Johannis abschließen. Es handelt sich um fünf miteinander verbundene Bauvolumen mit einer komplexen Architektur inklusive Tiefgarage. Entworfen haben das Gebäude die Blauwerk Architekten aus München. Insgesamt entstehen 74 Wohneinheiten (davon 18 gefördert), Räume für eine zweigruppige Kindertagesstätte mit Freiflächen sowie zwei Gewerbeeinheiten. Die Gesamtwohnfläche beträgt 7.157 Quadratmeter.

Kollisionspunkte mit anderen Gewerken

Der komplexe Baukörper mit einer anspruchsvollen Architektur bedeutete für die erfahrenen TGA-Planer vom ibz eine besondere Herausforderung. „Innerhalb des vollkommen ausgereizten statischen Systems gab es nahezu keine Reserven“, berichtet Geschäftsführer Sebastian Zeisig. Die ganze Rohrleitungskonstruktion für Wasser, Heizung und Abwasser war so detailliert zu planen, dass die gesamten Informationen zur Statik in der TGA-Projektierungssoftware vorliegen mussten.

Durch eine integrierte Planung aller Gewerke konnten Kollisionspunkte einfacher erkannt werden, um optimale Lösungen zu finden. Mit dem unter anderem eingesetzten Software-Paket „DDS-CAD SHKL“ konnte die komplette Konstruktion und Dimensionierung des Rohr- und Kanalnetzes in 2D und 3D geplant werden.

Alle physikalischen und funktionalen Eigenschaften eines Bauwerks werden bereits vor Baubeginn in einem 3D-Modell simuliert, geprüft, korrigiert
und aktualisiert.
Quelle: Data Design System GmbH
Alle physikalischen und funktionalen Eigenschaften eines Bauwerks werden bereits vor Baubeginn in einem 3D-Modell simuliert, geprüft, korrigiert und aktualisiert.

„Anschaulich zeige dies die Tiefgarage“, erklärt Zeisig. Wegen der vielen Versprünge und Unterzüge sowie unterschiedlichen Höhen sei der Konstruk­tionsaufwand hier besonders hoch gewesen. Jede statische Durchdringung war in der Planung zu berücksichtigen.

Durch die Abwasserleitungen und die inliegende Dachentwässerung gab es etliche Kollisionsbereiche mit anderen Medien (zum Beispiel Elektro). Bei den Abwasserrohren musste nicht nur das notwendige Gefälle berücksichtigt werden, auch die minimalen Durchfahrtshöhen in der Tiefgarage waren relevante Randbedingungen. Dank 3D-Konstruktion und Kollisionserkennung des Programms konnten auch diese kritischen Punkte leicht korrigiert werden.

Dies gilt ebenfalls für die Kollisionspunkte in den Geschossen für Fuß­bodenaufbauten, für Anschlüsse an Küchen, Spülen, Bäder, Gästebäder etc. Alles, was über den Rohfußboden verlegt wird, musste genau geplant werden, da es keine Reserven für Stemmarbeiten in den Decken gab. Hinzu kamen zahlreiche Kreuzungspunkte mit der Elektrotechnik und Heizung.

Die gesamte Badausstattung wurde ebenso mit DDS-CAD projektiert. Die Bäder wurden mit den Anschlüssen in den raumhohen Vorsatzschalen konstruiert. So konnten alle möglichen Verzüge berücksichtigt werden. Eine Besonderheit sind hier die zusätzlichen Kreuzungspunkte mit der Abluftversorgung, die über das Dach geführt wird.

Die integrierte Heizlastberechnung basiert auf dem 3D-Modell des Gebäudes. Das ermöglichte die „saubere“ Berechnung der kompletten Räume, um die Heizkörpergrößen und Auslegung detailliert planen zu können. Die Wärmeversorgung erfolgt über einen Fernwärmeanschluss.