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Virtuelles Gebäudemodell für hochkomplexen Forschungsbau

Bei Bauprojekten im Forschungs- und Wissenschaftsbereich gewinnt die Ausrüstung der Gebäude mit modernster Technologie immer weiter an Bedeutung – sie ist längst von der Peripherie ins Zentrum der Planung gewandert. Eine Konsequenz: Die Herausforderung, Architektur und Technologie in Einklang zu bringen, ist in den vergangenen Jahren beständig gewachsen. Building Information Modeling (BIM) ist die Methodik, die es schafft, die Komplexität hochtechnologischer Forschungs- oder Industriebauten überschaubar und durchdringbar zu machen.

Das Center for Digital Photonic Production.
Quelle: Carpus+Partner AG
Alle Bereiche wurden von den jeweiligen Fachplanern modulartig bearbeitet. Das sorgt für eine hohe Effizienz in der Planungsphase.

Die Methode muss allerdings konsequent und umfassend angewendet werden, denn BIM ermöglicht sehr viel mehr als beeindruckende Renderings. Das interdisziplinäre kooperative Arbeiten an einem zentralen digitalen und objektorientierten Gebäudemodell schafft die Möglichkeit, alle Gebäudeaspekte in einer funktionalen Einheit zu bündeln.

Die kontinuierliche Aufbereitung und unmittelbare Verfügbarkeit einer gemeinsamen Datenbasis ermöglicht darüber hinaus eine Produktivitätssteigerung über den gesamten Gebäudelebenszyklus; prozessorientierte Parameter wie Bauablauf und Kostenkontrolle lassen sich ebenso visualisieren wie Gebäudetechnik, Prozess- oder Labortechnik und Betriebs- oder Wartungsmanagement.

Das Center for Digital Photonic Production – kurz CDPP – ist das erste Projekt der Aachener Niederlassung des Bau- und Liegenschaftbetriebs Nordrhein-Westfalen – BLB NRW –, das vollständig in BIM mit Vollintegration der Architektur, Gebäudetechnik, Laborausrüstung und Statik bearbeitet wurde. Das Gebäude entsteht im Cluster E "Optische Technologien" auf dem Campus Melaten der RWTH Aachen – in fußläufiger Nachbarschaft zum Hauptsitz des Planungs- und Beratungsunternehmens Carpus+Partner AG, das als Generalplaner für Entwurf, Planung und Bauausführung verantwortlich ist und auch das BIM-Management übernommen hat.

Forschungsbau von nationaler Bedeutung

Der wissenschaftliche Anspruch und die nationale Bedeutung des Bauvorhabens CDPP wird auch an der Beteiligung des Bundes bei der Finanzierung deutlich.

In einem mehrstufigen Begutachtungsverfahren hat unter anderem der deutsche Wissenschaftsrat entschieden, dass der Forschungsbau gemäß Artikel 91b Absatz 1 des Grundgesetzes uneingeschränkt förderungswürdig ist. Bund und Land teilen sich die Kosten für die Errichtung des CDPP.

Dort werden auf einer Nutzfläche von etwa 4.700 m2 Wissenschaftler aus den Fachbereichen Physik, Maschinenbau, Werkstofftechnik, Elektrotechnik, Medizintechnik und Wirtschaftswissenschaften gemeinsam an der Erforschung von digitalen photonischen Fertigungsketten arbeiten. Das langfristige Ziel ihrer Forschung ist es, die physikalischen Eigenschaften des Lichts als Werkzeug für die industrielle Produktion der Zukunft nutzbar zu machen – etwa für Laserverfahren oder beim 3D-Druck. So sollen bald komplexe Produkte in kleiner Stückzahl kostengünstiger hergestellt werden können.

Der entstehende Gebäudekomplex schafft mit seiner hochmodernen, erstmalig realisierten technologischen Ausstattung die infrastrukturellen Bedingungen, die die Spitzenforscher bei ihrer Suche nach zukunftsweisenden Innovationen benötigen. Er beherbergt neben physikalischen Laboren für den Einsatz von Lasern verschiedenster Bauart und Leistungsklassen ebenfalls Büroräume und Werkhallen sowie die zugehörigen Neben- und Technikräume. Aus der geplanten Nutzung ergibt sich ein anspruchsvolles hochtechnologisches Anforderungsprofil für den Forschungsbau. Um die Planung am aktuellsten Stand der Technik auszurichten und gleichzeitig zu gewährleisten, dass Bauherr und Nutzer die baulichen und technischen Lösungen erhalten, die tatsächlich Innovationen befördern, ist der konsequente Einsatz von BIM die ideale Methodik.

Das Center for Digital Photonic Production.
Quelle: Carpus+Partner AG
Das Center for Digital Photonic Production ist das erste Projekt der Aachener Niederlassung des Bau- und Liegenschaftbetriebs NRW, das vollständig in BIM mit Vollintegration der Architektur, Gebäudetechnik, Laborausrüstung und Statik bearbeitet wurde.

Das Center for Digital Photonic Production.
Quelle: Carpus+Partner AG

Das Center for Digital Photonic Production.
Quelle: Carpus+Partner AG

"Der Erfolg eines Bauprojekts hängt aus unserer Sicht maßgeblich von den drei Kriterien Kosten, Termine und Qualität ab", erläutert Uwe Wutzke, Projektleiter für den Bau des CDPP beim BLB NRW in Aachen. "Diese gilt es, beständig im Fokus und im Gleichgewicht zu behalten."

Vor allem die Einhaltung des zulässigen Projektkostenrahmens – neben den eigentlichen Baukosten etwa Gutachterkosten oder Kosten für Genehmigungsverfahren – muss der Projektleiter immer gewährleisten. Der Grund liegt in der Haushaltsunterlage Bau – kurz HU-Bau –, die den verfügbaren Budgetrahmen begrenzt. Sie wurde zum Projektstart und bereits mit Beteiligung von Carpus+Partner erstellt und von den verantwortlichen Stellen – etwa Wissenschaftsministerium, Finanzministerium und BLB-Verwaltungsrat – geprüft und genehmigt.

"Die Arbeit in nur einem digitalen Gebäudemodell, in dem über alle Leistungsphasen alle Daten an einer Stelle vereint sind, macht es in der Projektsteuerung wesentlich einfacher, den Überblick zu behalten", beschreibt Wutzke. Zahlreiche Grundrisse mit unterschiedlichen Datenständen gibt es nicht.

Werden Pläne oder Schnitte benötigt, werden sie automatisiert aus dem 3D-Modell generiert und müssen nicht extra von Bauzeichnern konstruiert werden. Zudem gibt es die Möglichkeit, verschiedene Bauabwicklungs-Tools – etwa für Ausschreibungen, Bauzeitenpläne oder Baustellen-Management, Fertigstellungspläne und Abrechnung – in das digitale Modell zu integrieren.

Mittwoch, 26.09.2018

Von Thomas Habscheid-Führer
Prokurist und Head of Corporate Development bei der Carpus+Partner AG