BIM-Pilotprojekt im Tiefbau liefert aussagekräftige Resultate
Im Zuge einer generellen Entwässerungsplanung (GEP) beim Vorortlager der Logistikbasis der Armee in der Gemeinde Mellingen (AG) wurde der digitale Elementplan an einem Teil der neu zu erstellenden Werkleitungen getestet. Dank der Anwendung konnten Ungenauigkeiten in den Plänen bereinigt werden.
Die grossen Bauvorhaben von armasuisse Immobilien können, von der Bedürfnisanmeldung der Armee bis zur Schlüsselübergabe, mehrere Jahre dauern. Diesen Rahmenbedingungen muss Rechnung getragen werden, wenn es darum geht, ein Pilotprojekt mit der BIM-Methode (Building Information Modelling) umzusetzen und rasch Resultate zu erhalten. Die generelle Entwässerungsplanung in Mellingen war bereits in der Ausführung. Unter diesen Vorzeichen konnte zeitnah ein Teilbereich mit dem BIM-Elementplan getestet werden.
Ziele des Pilotprojekts:
- Herausfinden, ob der Elementplan in der Praxis funktioniert
- Prüfregeln für die Überprüfung der gelieferten Daten testen
- Prüfen, in welchen Formen BIM2Field- und Field2BIM-Anwendungen eingesetzt werden können und wo sie einen Mehrwert bringen
Durch die überschaubare Grösse des gewählten Teilbereichs für das Pilotprojekt konnten schnell Resultate zusammengetragen werden. Als zusätzlich positiver Nebeneffekt erhielt armasuisse Immobilien einen Einblick in das digitale Arbeiten der Bauunternehmung, welche eigenständig 3D-Aushubpläne und entsprechend ausgerüstete Aushubgeräte verwendete. Weiter hat die Bauunternehmung mittels Laserscan Aufnahmen der gemachten Aushübe erstellt, um deren Ausmass zu verifizieren.
Kontrolle der Ergebnisse mittels Augmented Reality
Für einen Abschnitt der neuen Platzentwässerung wurde ein 3D-Modell der Planung erstellt und mit den geforderten Attributen, d.h. den Werten aus dem Elementplan ergänzt. Dieses Modell wurde anschliessend für die Absteckung der geplanten Linienführungen vor Ort verwendet.
Auf der Baustelle konnten die geplanten Lagen der Entwässerungselemente mittels Augmented Reality (AR) mit den effektiv erstellten Leitungen verglichen werden. Im direkten Vergleich liegen die Leitungen nicht exakt übereinander. Dies deshalb, weil die Dachwasser-Sammelleitung aufgrund eines nicht bekannten Bodenplattenvorsprungs der Lagerhalle vor Ort angepasst werden musste: Unvollständige oder nicht korrekte Pläne sind ein bekanntes Problem bei der Planung und Ausführung im Tiefbau.
Erkenntnisse aus dem Pilotprojekt in Mellingen
Die dreidimensionale Projektierung kann gut vom Planer umgesetzt werden. Die Werkzeuge und das Know-how sind vorhanden. Bei der Attributierung gibt es allerdings noch Verbesserungsbedarf: Die heutigen Planungstools verwenden meist eine veraltete Version der Industry Foundation Classes (IFC), dem offenen Austauschformat für BIM-Daten. Die Elemente im Tiefbau sind darin noch nicht vorhanden. Eine neue Version IFC 4.x ist aber bereits verfügbar. Zusätzliche Anwendungen für Infrastruktur und Umgebung werden in den demnächst veröffentlichten Versionen ebenfalls vorhanden sein.
Weiter ist das Arbeiten mit einem spezifischen Daten-Elementplan für die Planungsbüros im Tiefbau noch nicht alltäglich und bedarf zusätzlicher Unterstützung. Der Elementplan von armasuisse Immobilien besteht derzeit aus einer Excel-Datei für alle Objekte. Für ein Tiefbauprojekt wie Mellingen werden nur 10 Prozent der Daten benötigt. armasuisse Immobilien hat die Problematik erkannt und arbeitet daran, den Elementplan als benutzerfreundliche Datenbank zugänglich zu machen.
Eine nicht ganz neue Erkenntnis ist auch, dass die Grundlagen der Objekte im Untergrund oft qualitative Mängel bezüglich Lage und Höhe haben. Dies führt zu Überraschungen bei der Ausführung, wie dies bei der Dachwasser-Sammelleitung in Mellingen der Fall war. Umso wichtiger ist die korrekte vermessungstechnische Aufnahme am offenen Graben der neu erstellten Werkleitungen und die saubere Nachführung der Grundlagen im geografischen Informationssystem (GIS) von armasuisse Immobilien.
Daten auf die Baustelle bzw. wieder zurückbringen
Ist das Projekt in 3D vorhanden, können auch weitere Anwendungen im Bereich BIM2Field, d.h. der Übertragung der Metadaten aus dem Modell auf die Baustelle, einfacher umgesetzt werden: Etwa modellbasierte Aushübe mit GPS-gesteuerten Geräten oder die bessere visuelle Überprüfung der verlegten Werkleitungselemente.
Für Bewilligungsverfahren sind im Tiefbau vielfach noch Planunterlagen nötig, d.h. trotz der modellbasierten Projektierung verlangen die Bewilligungsinstanzen weiterhin 2D-Pläne, wodurch Mehraufwand entsteht.
BIM-spezifische Unterlagen für die Schweizer Bauwirtschaft in Erarbeitung
Anfang 2023 wird armasuisse Immobilien die auf BIM-Anforderungen ausgelegten Bestellunterlagen den Partnern aus der Schweizer Bauwirtschaft vorstellen und Feedbacks entgegennehmen. Mit den spezifischen Unterlagen soll die Erstellung von BIM-Daten für Unterhalt und Betrieb der Immobilien vereinfacht werden. Gleichzeitig erhalten die Unternehmen einen Einblick in die künftig an sie gestellten Anforderungen. Die Unterlagen leben und werden sich in den nächsten beiden Jahren, auch aufgrund von Erfahrungen aus Pilotprojekten, weiterentwickeln. Im Jahr 2025 sollen alle neuen Bauprojekte unter Verwendung der BIM-Methode gestartet werden.
Nächste Schritte im Bereich BIM
Die korrekten Daten von Mellingen mit dem BIM-basierten Plan des ausgeführten Werks werden abschliessend in das geografische Informationssystem (GIS) von armasuisse Immobilien übertragen. Die korrekten Daten stehen als Grundlage für den Betrieb und den Unterhalt des Werks zur Verfügung.
Es gilt ebenso im Blick zu behalten, dass auch die Baubewilligungsverfahren Schritt mit der technologischen Entwicklung halten. Deshalb wird geprüft, ob in Zukunft das militärische Plangenehmigungsverfahren modellbasiert durchgeführt werden könnte.