Case Study Max Bögl
Der Case
As-Built Analyse und Modellierung anhand einer Punktwolke
Dass die Arbeitsmethode BIM (Building Information Modeling) die Zukunft des Planens und Bauens wird ist den meisten, die sich mit diesem spannenden Feld beschäftigen klar. Manchmal fällt es schwer diese Methodik in einfachen und knappen Worten zusammenzufassen. Der Grund dafür ist, dass das Thema mehrere Disziplinen der Baubranche bedient und eine Vielzahl von nachhaltiger Planung und Baudokumentation bieten.
Im Frühjahr dieses Jahres kontaktierte uns einer der größten deutschen Generalbauunternehmen, Max Bögl, bezüglich eines spannenden Projektes, bei dem wir unser BIM- Know-How praxisbezogen anwenden durften. Welche Möglichkeiten die BIM-Methodik ermöglichen, werden im folgenden Text näher erläutert.
Die Aufgabenstellung
Folgender Aufgabenstellung durften wir uns widmen:
Die STA – Südtiroler Transportstrukturen AG beauftragte die Arbeitsgemeinschaft Klapfer Bau, Goller Bögl, Wipptaler Bau und Marx mit dem Neubau eines Mobilitätszentrums am Bahnhof im südtiroler Brixen. In diesem BIM-Pilotprojekt übernahm Goller Bögl/ Max Bögl im Auftrag der ARGE die BIM-Koordination für dieses Bauprojekt. Der Bahnhofsplatz soll in der Ortschaft als „moderne Drehscheibe der Mobilität“ dienen. Auf etwa 20.000 m² wurden ca. 200 PKW Parkplätze, rund 1000 Fahrradstellplätze, Buswendeplätze und ein angeschlossener Bahnhof hergestellt.
Die ursprüngliche Ausführungsplanung basierte auf einem hochdetaillierten BIM-Modell, welches aus mehreren Teilmodellen diverser Gewerke bestand.
Der Auftraggeber sah vor, die baustellenspezifischen Änderungen und geometrischen Abweichungen zwischen Ausführungsplanung und tatsächlich gebautem Zustand zu dokumentieren und in die Ausführungsmodelle einzuarbeiten. Der aktualisierte Neubaubestand dient dem Bauherrn somit als Grundlage für die Betreiberphase des Bauwerks. Zusätzlich wollte man den zuständigen Bauleitern ein aktualisiertes Modell zur Verfügung stellen. Kurz gesagt: Es musste ein sogenanntes „As-Built“ Modell her, um eine Grundlage für die Abrechnung zu schaffen. Diese Arbeitsweise soll den Bauleitern die lästige Zettelauswertung auf Grundlage von manuell eingetragenen Aufmaßen oder Abrechnungsblättern ersparen.
Der Workflow
Damit wir den Anforderungen dieses Auftrags gerecht werden hat man sich für folgenden Workflow entschieden.
Aufmaß mittels Laserscanner (Mobile Mapping)
Zunächst sollte eine Bestandserfassung der gesamten Anlage nach Fertigstellung der Bautätigkeit durchgeführt werden. Vermessungen dieses Umfangs werden von uns mit dem mobilen Laserscanner VLX von NavVis erstellt. Zur Kontrolle und Georeferenzierung der Punktwolke wurde sowohl das bereits vorhandene Festpunktfeld der Baustelle verwendet, als auch zusätzliche eingemessene GNSS Kontrollpunkte.
Dieser Laserscanner ermöglicht es uns in einem relativ kleinen Zeitfenster die gesamte Anlage als rohe Punktwolke abzubilden und dabei die vereinbarten Messtoleranzen vor Ort einzuhalten. Eine Besonderheit war zudem die Aufnahme unter laufendem Betrieb. Das Außendienstteam benötigte ungefähr einen Werktag für die
Dieser Laserscanner ermöglicht es uns in einem relativ kleinen Zeitfenster die gesamte Anlage als rohe Punktwolke abzubilden und dabei die vereinbarten Messtoleranzen vor Ort einzuhalten. Eine Besonderheit war zudem die Aufnahme unter laufendem Betrieb. Das Außendienstteam benötigte ungefähr einen Werktag für die Arbeiten vor-Ort.
Um die prozessierten Daten gleichzeitig als „Viewer“ nutzen zu können, hat man sich dazu entschieden eine virtuelle Tour mittels dem Benaco Viewer zu erstellen.
Dabei werden Daten einer hochauflösenden Kamera auf die Daten der Punktwolke angepasst und gleichzeitig die Panoramen des Laserscanners integriert. Somit erhält man neben der Punktwolke eine vollkommen virtuell begehbare und nachvollziehbare Tour durch die Neubauanlage.
Die Analyse
Nachdem alle Laserscandaten prozessiert und registriert wurden, hatten wir eine sehr gute Grundlage mit dem Hauptteil der Aufgabe zu beginnen.
Zunächst musste festgestellt werden, inwiefern die Planung mit der Ausführung übereinstimmt. Dafür wird die georeferenzierte Punktwolke direkt mit dem georeferenzierten Modell überlagert. Gemeinsam mit dem Auftraggeber wurden vorab Toleranzen definiert um vernachlässigbare Abweichungen vorab filtern zu können. In untenstehendem Schema wird der gesamte Workflow des As-Built Prozesses abgebildet, auf welchen wir uns geeinigt haben.
Nachfolgende Abbildung zeigt die erzeugte Punktwolke mit dem überlagerten Planungsmodell.
Auf dieser Grundlage und einer systematischen Vorgehensweise konnte man die Unterschiede zwischen Planung und Ausführung leicht dokumentieren. Als Schnittstelle zur Dokumentation wurde mittels des REVIT Plugins „BIM Collab Manager“ eine sogenannte „BCF“ – Datei erstellt. In dieser Datei können die außerhalb der Toleranz liegenden Abweichungen bauteilbezogen dokumentiert werden, sodass der Kunde die Möglichkeit hat, systematisch einzelnen Ansichtspunkte und festgehaltene Abweichungen zu prüfen und zu bewerten.
Anhand der von uns zur Verfügung gestellten BCF-Datei konnte unser Kunde die Abweichungsanalyse in sein lokales Revit-Modell einspielen und alle Elemente außerhalb der Toleranz nachvollziehbar auflisten.
As-Built Modellierung auf Grundlage der BCF Dokumentation
Nach der Analyse der einzelnen Gewerke und einer umfangreichen BCF Dokumentation wurde festgelegt, welche Abweichungen tatsächlich in die Modelle eingebarbeitet werden sollen. Hierbei konnte man sich wieder auf die BCF Dokumentation beziehen und eine Anpassung der Bauteilliste vornehmen.
Selbstverständlich gab es wie bei jedem Bau auch Bauteile, die bereits versiegelt wurden. Dazu zählten beispielsweise auch unterirdische Leitungen für Strommasten. Da man diese ohne weitere Hilfsmittel im Nachhinein nicht wirklich nachbilden kann, hat man sich hierbei dazu entschieden die Leitungen der Logik nach und je nach versetzter Lage der Strommasten zu verschieben. Obwohl man hierbei keine hundertprozentige Garantie für die tatsächliche Ausführung liefern kann, bietet das Modell eine einfache Methode um die Plausibilität der tatsächlich eingebauten Leitungen prüfen zu können.
Das Modell dient als Basis zur Kommunikation und Datenquelle vor, während und nach dem Bau eines Bauwerks. Auch wenn dies nur einen Teil der BIM-Methodik abbildet und es vielmehr Anwendungsfälle gibt, kann man durch dieses praktische Beispiel viel Potential in der nachhaltigen Modellierung von Bauwerken erkennen.
Teilmodell Elektro im Vergleich Bestand zu As-Built Modell (Metrika360-Kling&Schrievers Ingenieure AG)
Teilmodell Architektur im Vergleich Bestand zu As-Built Modell (Metrika360-Kling&Schrievers Ingenieure AG)
Teilmodell Rohbau im Vergleich Bestand zu As-Built Modell (Metrika360-Kling&Schrievers Ingenieure AG)
Ausschnitt Teilmodell Elektro – Planung (rot) As-Built (grün) mit Punktwolke überlagert (Goller Bögl/ Max Bögl)
Ausschnitt Teilmodell Architektur – Planung (rot) As-Built (grün) mit Punktwolke überlagert (Goller Bögl/ Max Bögl)
Ausschnitt Teilmodell Rohbau – Planung (rot) As-Built (grün) mit Punktwolke überlagert (Goller Bögl/ Max Bögl)
Ausschnitt Teilmodell Elektro – Planung (rot) As-Built (grün) (Goller Bögl/ Max Bögl)