BIM in komplexen Bauten so „funktioniert“ die … · Tekla BIM Sight Bauherr Catia Architect...
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12.06.2015
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Itten+Brechbühl AG
Andreas Jöhri11. Juni 2015
BIM in komplexen Bauten–
so „funktioniert“ die Zusammenarbeit
Itten+Brechbühl und BIMWir haben langjährige Erfahrung in der gezielten 3d – Planung von komplexen Bauten. Das Vorgehen ist immer spezifisch gewählt worden und musste bisher ohne den Begriff BIM ausgekommen.
Itten+Brechbühl / 11.6.15
12.06.2015
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Aufgabestellung im Rahmen der TU Ausschreibung„Planung und Realisierung des Gebäudes und der dazugehörigen Infrastruktur für den Einbau und den Betrieb des geplanten Freien-Elektronen-Röntgenlaser im Rahmen der Grossforschungsanlage SwissFEL“
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
AufgabestellungBasis bildet ein baubewilligtes Vorprojekt welches die Lage, Geometrie und Haustechnischen Konzepte vorgibt, dies im Rahmeneiner funktionalen Totalunternehmerausschreibung.
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
AufgabestellungKonzipiert ist das Gebäude als minimalste Hülle um die Maschine
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
AufgabestellungAufgrund der speziellen Anforderungen liegt das Projekt im Wald,wird grösstenteils von Erde überdeckt und dadurch nur als „Lichtung“ in Erscheinung treten
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
AufgabestellungAufgrund der ausserordentlichen Anforderungen sind die Vorgaben jenseits der üblichen Baustandards
10 femtosekunden = 0.00000000000001 sekunden
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
AufgabestellungAufgrund der speziellen Anforderungen sind die Vorgaben ausserhalb der üblichen Baustandards
• 750m Gebäudelänge ohne Dilatationsfugen in Längsrichtung
• Erdkrümmung korrigiert ~13.5mm
• Toleranz für Hartbetonbelag in Strahlkanal absolut ± 2mm
• Temperatur in Strahlkanal 24°C ± 0.1
• Deckenstärke über Strahlkanal 1.5m
• Erschütterungen zwischen 1-100 Hz < 0.1µm
• Bauherr entwickelt parallel zum Gebäude die zuGrunde liegende „Maschine“
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Klare Vorgabe des BauherrnErst durch die Festlegung der Ziele des Bauherrn wird es möglich zu definieren was BIM im Projekt leisten muss.
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Die Projektpläne stellen mit den Ausschreibungsunterlagen Teile 0, A, B, C, D, E und F die Grund-lage zur Ausschreibung dar. Alle Projektpläne (Bau und Infrastruktur) sind bauseits 3D mit Auto-CAD Architecture 2012 (Bau), respektive teilweise 3D mit Nova Plancal (Infrastruktur) erstellt. Die Infrastruktur liegt der Ausschreibung nur im PDF-Format bei.
Die zeichnerische Planung im Projekt SwissFEL erfolgt in 3D-CAD. Die 3D-CAD-Pläne sind für die elektronische Plankontrolle ausserordentlich wichtig: Die Kollisionsprüfungen zwischen Bau, Ge-bäudetechnik und der Maschine und ihren Komponenten ist bei den engen Raumverhältnissen äusserst wichtig. Die laufende Weiterentwicklung der Forschungseinrichtung verlangt eine Abstim-mung mit der Ausführungsplanung Bau und Infrastruktur. Die Kontrollpläne werden deshalb durch die Infrastruktur-Fachplaner (AIE) und der technischen Koordinationsstelle (ATK) des PSI geprüft werden. ATK arbeitet mit „Catia“ von Dassault Systèmes.
Für die Plankontrolle können voraussichtlich die originalen Dateiformate (3D volumenorientierte Daten) abgegeben werden. Die korrigierten freigegebenen Pläne müssen dem Bauherrn jeweils anschliessend im STEP-Format (Volumendatei) zur Einpflege in das „Catia“-System und Absiche-rung gegenüber des maschinenseitigen Planungsstandes abgegeben werden.
Die Revisionspläne sind nach Projektabschluss für spätere Anpassungen und Umbauten, nebst Papierform, im Originalformat, im 3D-DWG-Format und im STEP-Format und als PDF abzugeben.
Der Totalunternehmer stellt die Kommunikationssicherheit aller beteiligten CAD-Systeme sicher.
B.3.8 3D CAD PLANUNG
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Organisation im PlanerteamZuständigkeiten innerhalb der TU-Konstellation
„Generalplaner“Itten+Brechbühl„Generalplaner“Itten+Brechbühl
ArchitektItten+BrechbühlArchitektItten+Brechbühl
Bauing.Synaxis
Bauing.Synaxis
HLKKSahochn
HLKKSahochn
Elektroenerpeak
Elektroenerpeak
Spezialistxxxxx
Spezialistxxxxx
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Klärung der CAD - SchnittstellenWer mit WemWelches Format für welchen Fall
AuftraggeberCatia / Nova
ArchitektVectorworks
HLKKSPlancal Nova
SpezialistenAutoCAD
ElektroPlancal Nova
BauingenieurAllplan
UnternehmerAutoCAD
IFC
DWG
IGESIFC
DWG
Nova
DWG
DWG
DWG
IFCDWG
STEP
IFC
DWG
Itten+Brechbühl / 11.6.15
Nova
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Konkrete Umsetzung der Planung - TheorieTerminliche Abfolgen der Planung - Detaillierungsgrade
Auftraggeber
Architekt
HLKKS
Spezialisten
Elektro
Bauingenieur
Unternehmer
AusführungsprojektBauprojektVorprojekt DokVorstudie
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Konkrete Umsetzung der Planung - RealitätTerminliche Abfolgen der Planung - Detaillierungsgrade
Auftraggeber
Architekt
HLKKS
Spezialisten
Elektro
Bauingenieur
Unternehmer
AusführungsprojektBauprojektVorprojekt DokVorstudie
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Konkrete Umsetzung der Planung - Realität
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM-Modell
1:1 „Modell“
revdiertes BIM-Modell
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreVerbindungen zwischen Strahlkanal und Versorgungebene
Itten+Brechbühl / 11.6.15
Strahlkanal
zugehörigeInfrastruktur
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreElektro Leerrohre mit Strahlenschutzanforderung – Vorgabe ist Geometrie
fortl.Nr
GebäudeRohr
Bezeich-nung
RohrtypAussen Durch-messer
Biege-radius
NutzungEintritt:
oben (Symbol O)Austritt:
unten (Symbol X)
[Typ] [cm] [cm] Z X Y Z X Y
1 Linac 1 R213.1 1 11.2 60 IntDecke 213.700 -0.200 3.500 215.700 0.710 2.000
2 Linac 1 R213.2 1 11.2 60 IntDecke 213.000 -0.200 3.500 215.000 0.710 2.000
3 Linac 1 D217.1 1 11.2 60 IntDecke 217.900 -0.200 3.500 215.200 0.710 2.0004 Linac 1 D214.1 1 11.2 60 IntDecke 214.700 -0.200 3.500 216.700 0.710 2.0005 Linac 1 D214.2 1 11.2 60 IntDecke 214.500 -0.200 3.500 216.500 0.710 2.0006 Linac1 M216.1 1 11.2 60 IntDecke 216.500 -0.200 3.500 214.500 0.710 2.000
7 Linac 2 S224.1 4 7.2 40 IntBoden 224.000 -0.200 3.500 223.200 0.000 -1.200
8 Linac 2 S224.2 4 7.2 40 IntBoden 224.100 -0.200 3.500 223.300 0.000 -1.200
Itten+Brechbühl / 11.6.15
wer macht die Planung?wie ist die technische Lösung?wer baut?
Tabellarische Vorgabe fürca. 1‘000 Leerrohre
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreElektro Leerrohre mit Strahlenschutzanforderung – Resultat Geometrie 3d
Itten+Brechbühl / 11.6.15
parametrisch programmierte Rohrverläufe
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreElektro Leerrohre mir Strahlenschutzanforderung – Resultat Geometrie 3d
Itten+Brechbühl / 11.6.15
2-Plan für die Baustelle
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreElektro Leerrohre mir Strahlenschutzanforderung – Resultat Geometrie 3d
Itten+Brechbühl / 11.6.15
2-Plan für die Baustelle
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Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreWie kann diese Geometrie gebaut werden ?
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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Itten+Brechbühl / 11.6.15
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Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL
Spezifische Herausforderungen – DoppelbodenAnbindung Leerrohre ans obere Geschoss
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL
Spezifische Herausforderungen – DoppelbodenVorgegebene Schaltschrankpositionen
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL
Spezifische Herausforderungen – DoppelbodenInterfaceleitungen im Doppelbodenbereich
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL
Spezifische Herausforderungen – Doppelboden
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL
Spezifische Herausforderungen – DoppelbodenEntwicklung von Überbrückungen in Abstimmung mit Elektrotrassen
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Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL
Realität in 1:1Gewähltes Produkt erfüllt nicht die „Sollmasse“> Zwischenraum ist zu eng – nicht akzeptabel
Itten+Brechbühl / 11.6.15
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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Itten+Brechbühl / 11.6.15
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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Itten+Brechbühl / 11.6.15
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Anforderung an BIM KommunikationWer mit WemWelches Format für welchen FallWas ist der InhaltWie ist der Detaillierungsgrad
AuftraggeberCatia / Nova
ArchitektVectorworks
HLKKSPlancal Nova
SpezialistenAutoCAD
ElektroPlancal Nova
BauingenieurAllplan
UnternehmerAutoCAD
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
3d CheckTekla BIM
Sight
BauherrCatia
ArchitectVectorworks
HVACPlancal Nova
Electrical EngineerPlancal Nova
3d Checkin Catia
3d CheckPlancal Nova
3d - Kontrolle
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Anforderung an BIM KommunikationWie kommt Info zu BaustelleWie wird 3d – 2d Abgleich sichergestellt
AuftraggeberCatia / Nova
ArchitektVectorworks
HLKKSPlancal Nova
SpezialistenAutoCAD
ElektroPlancal Nova
BauingenieurAllplan
UnternehmerAutoCAD
Itten+Brechbühl / 11.6.15
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Anforderungen an die BIM – „Zeichner“
• 3d – Zeichnungs know-how
• Datenkonvertierungs know-how (gute Kontakte zu CAD Hersteller)
• Denken in Konzepten und Abstraktionsgraden (Level of detail)
• Verständnis für 2d – Plananforderungen auf der Baustelle
• Verständnis zur Differenzierung zwischen „möglich“ und „nötig“
• Produkte know-how z.T. bis ins Detail
• Verständnis für alle Beteiligten Gewerke
• Grosse Kompetenz in Kommunikation
• .......
• Die Anforderungen steigen !
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Der Nutzen von BIM
• Darstellung komplexer Zusammenhänge
• Kommunikationsplattform unter Planern und mit Bauherrn
• Zusatznutzen je nach Gewerk
- Kollisionskontrolle
- Massen-/Mengenermittlung
- gezielte Auswertungen
- Montageabläufe
- .....
Itten+Brechbühl / 11.6.15
Etappierung > IN
Phase 01 > Elektrotrasse / Querleitung / Interfacerohre / MSR‐Rahmen
Etappierung > IN
Phase 01 > Elektrotrasse / Querleitung / Interfacerohre / MSR‐Rahmen
Etappierung > IN
Phase 02 > Kranbahn / Kranbrücke
Etappierung > IN
Phase 02 > Kranbahn / Kranbrücke
Etappierung > IN
Phase 03 >
Ölwanne / Rackrahmen / Doppelboden (teilweise vorgezogen)
Etappierung > IN
Phase 03 >
Ölwanne / Rackrahmen / Doppelboden (teilweise vorgezogen)
Etappierung > IN
Phase 04 > Montagestützen / Doppelboden
Etappierung > IN
Phase 04 > Montagestützen / Doppelboden
Etappierung > IN
Phase 08 > Osmose / Querleitung Wand / Doppelboden
Etappierung > IN
Phase 08 > Osmose / Querleitung Wand / Doppelboden
Etappierung > IN
Phase 10 > Schaltschränke
Etappierung > IN
Phase 10 > Schaltschränke
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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Die Herausforderungen von BIM
• hohe Anforderungen an BIM – „Zeichner“
• Stufengerechtes Vorgehen – Disziplin in der Phasenabwicklung
• Umgang mit Änderungen und nicht idealen Planungsverläufen
• Umgang mit „Planständen“ 3d BIM <-> 2d Baustelle
• Bezug zur Realisierung auf der Baustelle Theorie <-> Praxis
• Qualität der 2d Pläne
• hohe Kompetenz bei Auftraggebern erforderlich
• 3d know-how verleitet zu komplizierten Geometrien
• angestrebte Rationalisierung <-> neue Möglichkeiten
• der Hunger kommt mit dem Essen – auch bei 3d
und erst recht mit BIM
Itten+Brechbühl / 11.6.15
BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI
Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit
Itten+Brechbühl AG
Andreas Jöhri11. Juni 2015