Bauen nach neuen

MassstäbenBIM-Pionierprojekt in Winterthur S. 24

¿SIA-Merkblatt als Leitfaden S. 4

¿Interview: Alar Jost, Autor Stufenplan Schweiz S. 20

¿«BIM-to-field» am Beispiel Rohrleitungsbau S. 29

SpecialBIM

1 | Oktober | 2018HAUSTECHEine Produktion der Zeitschriften

in Zusammenarbeit mit

ANWENDUNG

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Effizienz – das Mass aller Dinge

Das z-Mass und ein einheitli-ches Messverfahren sind der Kern der Mon-tagemethode, die von Georg Fischer 1945 erstmals erwähnt wurde. Das z-Mass be-schreibt etwa bei einem Rohrbogen-Fitting das Mass von Mitte Rohrachse bis Ende der Einschraub- bzw. Einstecklänge (vgl. Bild). Zwingende Voraussetzung für die erfolg-reiche Anwendung der z-Mass-Methode ist die genaue Kenntnis der Leitungsführung, der Baumasse von Formstücken, Armatu-ren, Apparaten und deren Standorte. Dies bedingt eine enge Abstimmung mit dem Architekten, Planer, der Bauführung sowie allen anderen am Bau beteiligten Unter-nehmen, deren Arbeiten die Leitungsfüh-rung beeinflussen können.

Ein hoher Stellenwert kommt deshalb der Arbeitsvorbereitung (AVOR) zu. Klassi-sche Grundrisszeichnungen genügen nicht. Der Verlauf der Rohrleitungen muss zweck-mässig und übersichtlich dargestellt werden.

Präzisionsarbeit auf der BaustelleDie Praxis sieht anders aus, denn das präzise Ausmessen und Zeichnen des gesamten Rohrleitungssystems ist nicht unbedingt die Stärke des Installateurs. Deshalb wird in den

Es gibt schon etliche positive BIM-Erfahrungsberichte, die zeigen: Es funktioniert, jeder einzelne Projektbeteiligte

kann profitieren! Davon sind heute Alpiq InTec, Trimble und Nussbaum überzeugt. Sie haben zusammen ein

BIM-Pilotprojekt abgewickelt: «BIM to Field» am Beispiel eines Rohrleitungssystems.

allermeisten Fällen ein Rohrleitungssystem nicht im Voraus isometrisch aufgezeichnet, sondern vor Ort auf der Baustelle skizziert. Der Installateur kommt mit seinen Rohren auf die Baustelle und baut diese Stück für Stück ein. Der Aufwand ist enorm, die Effi-zienz minimal. Jedes Rohrstück muss ein-zeln gemessen, abgelängt und montiert wer-den. Die Montagearbeit wird dadurch immer wieder unterbrochen. Dass eine Baustelle nicht gerade der ideale Ort für Präzision-sarbeit ist, versteht sich von selbst.

Digitales Modell erleichtert die Arbeit des InstallateursDie Spezialisten von Alpiq InTec Schweiz AG, einem der Marktführer in der modernen Ge-bäudetechnik, haben zusammen mit dem Installationssystem-Hersteller R. Nussbaum AG sowie dem spezialisierten Softwareent-wickler Trimble die z-Mass-Methode digita-lisiert. Die Digitalisierung der Modelle, auf die alle am Bau beteiligten Personen zugrei-fen können, bringt eine markante Effizienz-steigerung im Montageprozess und erleich-tert die Arbeit des Installateurs auf der Bau-stelle. Der Mehraufwand beim Modellieren der Rohrleitungen wird durch den deutlichen Minderaufwand bei der Montage mehr als kompensiert.

Digitales Zusammenspiel der KräfteDer Digitalisierung gehört die Welt – mit BIM hat sie auch im Bauwesen Einzug gehalten. BIM erhält immer mehr Einfluss darauf, wie Gebäude aussehen, funktionieren und wie die verschiedenen Beteiligten an ihrer Pla-nung und Ausführung mitwirken. Digitale Prozesse sind aber nur dann erfolgreich, wenn sie durchgängig sind. Im Falle der Installationslösung von Alpiq InTec bedingt das, dass alle Protagonisten ihre Pläne und Unterlagen digitalisieren: der Planer und Ar-

chitekt liefert digitale Gebäudemodelle und der Lieferant echte geometrische Daten sei-ner Produkte für die Designsoftware. In die-sem Beispiel erlaubt dieses Zusammenspiel die Produktion und Anlieferung der fertig geschnittenen Sanitär- und Heizungsleitun-gen. Denn nur so ist gewährleistet, dass der Installateur vor Ort nicht wieder sein müh-sames Hin und Her anwenden muss, mit An-passen, Zuschneiden und Verkürzen.

Pilotprojekt von Alpiq InTec in der Region LuzernMit Kenntnis der digitalen Möglichkeiten im Bereich der Sanitär- und Heizungsinstalla-tion hat Alpiq InTec die Machbarkeit anhand eines konkreten Pilotprojekts im Raum Luzern getestet und erfolgreich angewandt. Die Zielsetzungen mit dem Projekt waren:■  Messen der Effizienzsteigerung bei Anwen-dung der digitalen z-Mass-Methode.■  Erfahrung im Umgang mit geometrischen Daten sammeln.■  Ermitteln der Anzahl Rohrleitungen, die auf der Baustelle geändert werden müssen.■  Als innovative Gebäudetechnikfirma der Branche aufzeigen, dass echte geometrische Daten der Lieferanten ein wichtiger Bestand-teil für effiziente Montageprozesse sind.

Umgesetzt wurde das Pilotprojekt mit einem Fachplaner, Trimble und dem Instal-lationssystem-Hersteller R. Nussbaum AG. Alpiq InTec war zuständig für die Werkpla-nung und die Montage auf der Baustelle. Die Grafik «Projekt-Set-up» zeigt den Work-flow im Zusammenspiel der involvierten Spezialisten.

Planung und Arbeitsvorbereitung: die Plattform für den ErfolgDie digitale Arbeitsvorbereitung ist der Ka-talysator für den Erfolg des gesamten Pro-jekts. Die Zeit, die in diese Phase investiert

Das z-Mass bei einem Pressfitting-Rohrbogen 90°: Mitte Rohrachse bis Ende der Einstecklänge.

Text Anastasia Ruckelshausen, Fotos zVg

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ANWENDUNG

Special BIM | 1-2018

Montage von Kalt- und Warmwasserleitungen im Untergeschoss.

Projekt-Set-up: Workflow im Zusammenspiel der involvierten Spezialisten.

Produktion bei der R. Nussbaum AG. Hier im Bild: abgelängte Edelstahlrohre mit bereits angezeichneten Einstecktiefen.

Fachplaner

Engineering / Modelling1

Montage auf Baustelle4

AVOR Werkplanung2

Vorfabrikationsprozess3

Trimble Nova

Trimble Connect

Trimble Nova

VDI 3805

wird, kompensiert sich später bei der Mon-tage und den Materialkosten.

Die erste Massnahme war deshalb ein Planungsworkshop zwischen dem zustän-digen Fachplaner, Alpiq InTec und Trimble für das Modellieren der Rohrleitungen so-wie die Installation der Schablone der Pro-dukte der R. Nussbaum AG und die Über-nahme der geometrischen Daten in die Pla-nung. Die AVOR von Alpiq InTec umfasste anschliessend:■  Prüfen der Formstückkombinationen auf ihre Machbarkeit. ■  Anpassen der Rohrleitungslagen aufgrund von Formstückkombinationen.■  Setzen von «Fieldpoints» für das Bohren von Aufhängungen mithilfe des Robotik- Tachymeters.■  Definition einer Logik für die Nummerie-

rung von Rohren und Formstücken im Ge-bäudemodell.■  Exportieren der Bauteillisten für die Pro-duktion bei der R. Nussbaum AG.

Auf Basis dieser definierten Logik konnten die Rohre und Formstücke bei der R. Nussbaum AG mit Logik-Nr., Artikel-Nr., Rohrqualität und Rohrlänge bestellt werden. Die R. Nussbaum AG übernahm das Schneiden, Entgraten und Anzeich-nen der Einstecktiefen der Rohre nach den Stücklisten von Alpiq InTec. Die Rohre und Formstücke wurden anschliessend nach genauer Logik von Alpiq InTec mit entspre-chender Nummerierung verpackt.

Montage auf der BaustelleDank der guten AVOR konnte der Installateur Rohr für Rohr in zügiger Abwicklung mon-

tieren. In Luzern wurden für die Kalt- und Warmwasserleitungen im Untergeschoss 144 Formstücke von den Rohrweiten Ø 18 mm–Ø 35 mm sowie 138 Rohrstücke von den Rohrweiten Ø 18 mm–Ø 35 mm montiert. Der grösste Teil der Rohrschellen wurde mit den Deckenabständen gemäss Modell vor-produziert und am Vortag montiert.

Beeindruckend war die Genauigkeit des digitalen z-Masses schon bei seiner aller-ersten Anwendung: ■  Von 138 Rohrleitungen waren 133 korrekt (96 %) und konnten wie geplant verbaut wer-den.■  Von 144 Formstücken waren 142 korrekt (98.5 %) und konnten wie geplant verbaut werden.

Modellbild der Sanitärinstallationen im Luzerner Pilotprojekt. Auf dem Bild sind die Kalt- und Warmwasserleitungen des Pilotprojekts zu sehen (grün/rot).

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Markante EffizienzsteigerungDie Effizienz der digitalen Prozesse, die Alpiq InTec mit ihren Partnern entwickelt hat, ist markant. Die Darstellung «Mehr- und Min-deraufwände» zeigt, dass bei der technischen Bearbeitung zwar ein Mehraufwand entsteht, bei der Montage auf der Baustelle aber viel spe-ditiver gearbeitet werden kann. Die hohe Ge-nauigkeit der Materialien ist zudem direkt kos-tenwirksam, denn es fällt kein Rohrverschnitt auf der Baustelle an. Ein Vergleich der bishe-rigen und der neuen Methode zeigt, dass auf dem Pilotprojekt in der Region Luzern die Ins-tallationskosten für das Arbeitspaket signifi-kant gesenkt werden konnten.

Erfahrungen und Erkenntnisse aus dem PilotprojektDie Digitalisierung der gesamten Prozesse im Projekt Luzern hat sich bewährt. Prozess-abläufe wurden optimiert, Fehlstunden abge-baut, Material gespart, Kosten gesenkt. Ebenso wichtig war es jedoch, aus dieser Erfahrung Erkenntnisse und Learnings zu erhalten:■  Die Vorbereitungsarbeiten und die Genau-igkeit der Befestigungstechnik ist entschei-dend für eine effiziente Montage.■ Einlegeschienen für die Befestigungstechnik würden weiter massiv Montagezeit einsparen.■  Es besteht die Möglichkeit, jeweils ein Formstück auf ein Rohrende vorgängig auf-zupressen.■  Voraussetzung für die Einsparung ist die Übernahme des nativen Datenformats des Fachplaners.■  Das Gebäudemodell muss auf dem Handy, Tablet oder PC offline zur Verfügung stehen.■  Das Anliefern der Rohrleitungen erfolgte nach Strängen (abgepackt). Innerhalb der Ab-packung wäre eine Vorsortierung hilfreich. Ist dies nicht der Fall, empfiehlt es sich, vor dem Montagestart die Rohre nach der Num-merierung zu sortieren.■  Bei der Installation konnte auf konventio-nelle Installationspläne in Papierform ver-zichtet werden.■  Bautoleranzen des Baumeisters bis zu 1 cm sind für die Vorfertigung nicht relevant. u

Seit wann beschäftigen Sie sich

mit dem Thema BIM und was ist

daran so faszinierend?

Anfang 2016 begann ich ein Studium

an der FHNW, das sich mit der BIM-

Methode auseinandersetzt. Der Ge-

danke an Industrialisierung im Bauwe-

sen lässt mich seither nicht mehr los.

Denn das beste BIM-Modell nützt den

Unternehmern auf der Baustelle nichts,

wenn sie das Potenzial nicht erkennen.

Wo liegt denn das Potenzial bei

BIM-Projekten für ein Gebäude-

technik-Unternehmen?

Da das Gebäude vorab komplett digital

durchgeplant wurde, kann der Vorferti-

gungsgrad auf ein Maximum erhöht

werden. Denn die Baustelle ist der un-

geschickteste Ort, um etwas zu produ-

zieren. Des weiteren bin ich fest davon

überzeugt, dass Lean Management,

also die serielle Auftragsbearbeitung in

geeigneten Arbeitspaketen, einen sehr

grossen Einfluss auf die Effizienzstei-

gerung hat.

Sehen Sie weitere Chancen, um

den Vorfertigungsgrad in der

Gebäudetechnik zu erhöhen?

Ja, BIM, die Digitalisierung und auch die

Robotik eröffnen uns in Zukunft neue

Chancen. Als Beispiel kann hier die Be-

festigungstechnik genannt werden.

Die Alpiq InTec hat diesbezüglich viele

spannende Ideen und Projekte, die wir

aktuell auf Baustellen testen.

Stefan Wüst, Leiter Fachführung HLKS

und Leiter Fachgruppe BIM/VDC

(Virtual Design and Construction) bei

der Alpiq InTec Schweiz AG.

Interview:

Digitalisierung,

BIM und Robotik

Beteiligte FirmenAlpiq InTec Schweiz AG

Alpiq InTec ist schweizweit tätig in

der Gebäudetechnik und bietet die

gesamte Dienstleistungspalette von

Elektro über HLKKS, ICT Services, Se-

curity & Automation bis hin zu Tech-

nical Services an. Insgesamt 4900

Mitarbeitende an über 90 Standorten

in der ganzen Schweiz kreieren für

ihre Kunden massgeschneiderte

Lösungen. Alpiq InTec gehört jetzt zur

Bouygues Gruppe und wird ab dem

22. Oktober unter neuem Namen

auftreten. (www.alpiq-intec.ch)

Trimble MEP Europa

Als bekannter Softwarehersteller der

CAD/CAE-Software Plancal nova für

die Gebäudetechnik unterstützt Trim-

ble MEP Europa Unternehmen bei der

Integration von 3D-kompatiblen Lö-

sungen im gesamten BIM-Workflow

Field2BIM sowie BIM2Field. Seit der

Gründung 1980 entwickelt das Unter-

nehmen speziell zugeschnittene Soft-

ware- und Hardware-Produkte für die

Gebäudetechnik und das Bauneben-

gewerbe und betreut Kunden mithilfe

seiner Gebäudetechnik-Fachspezia-

listen. Als Teil der Trimble Buildings

Gruppe gehört Trimble MEP Europa

zu Trimble Inc., einem internationalen

amerikanischen Konzern mit über

9000 Mitarbeitern. Dieser ist heute

weltweit in über 150 Ländern in den

Bereichen Landwirtschaft, Kataster/

Vermessung, Transport & Logistik

sowie Hoch- & Tiefbau tätig.

(www.mep.trimble.ch)

R. Nussbaum AG

Die Firma mit Hauptsitz in Olten wur-

de 1903 gegründet und zählt heute

400 Mitarbeitende plus 35 Lernende.

Sie ist einer der führenden Herstel-

ler und Vertreiber von Armaturen,

Installationssystemen und Dienstleis-

tungen für die Haustechnik (Sanitär,

Heizung). (www.nussbaum.ch)

Installationskosten: Mehr- und Minderaufwände.