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30.07.2019 | Lucio Blandini, Agatha Braun, Eric Wolgast

BIM bei komplexen Megaprojekten

BIM-Projekt Kuwait International Airport

Wie ein anspruchsvoller Entwurf mithilfe komplexer digitaler Methoden und Werkzeuge realisierbar gemacht wird, zeigt die Planung des Terminals 2 am Kuwait International Airport.

Einleitung

Der internationale Flughafen von Kuwait wird bis 2022 um ein neues Terminalgebäude nach einem Entwurf von Foster + Partners erweitert. Die Kapazität des Flughafens soll von derzeit knapp 14 Millionen Passagieren pro Jahr auf 25 (und in einem zweiten Schritt auf 50) Millionen Passagiere erweitert werden, um das Emirat zu einem neuen Luftdrehkreuz in der Golfregion zu machen.

Das Terminal gleicht im Grundriss einem dreiflügeligen symmetrischen Stern mit abgerundeten Endbereichen (Abbildung 1). Die Form des Dachs orientiert sich an den traditionellen kuwaitischen Segelbooten. Das neue Terminal hat eine Kantenlänge von fast 1,2 Kilometer, eine lichte Höhe von bis zu 25 Meter und eine Dachfläche von 320.000 Quadratmeter.

Abbildung 1: Aufsicht auf das neue Terminalgebäude am Kuwait International Airport (Bild: Foster + Partners, London)

Das Gebäude zeichnet sich aber nicht nur durch seine Größe, sondern auch durch die Komplexität seines Tragwerks und seiner Fassade aus. Die Tragwerks- und Fassadenplanung für das neue Terminal wurde bis zur Ausschreibung vom Büro Arup London erbracht. Nach der Ausschreibung übernahm Werner Sobek Stuttgart die Weiterentwicklung der Details und die Ausführungsplanung im Auftrag der ausführenden Firma Limak Insaat. Der Auftrag von Werner Sobek umfasste dabei sowohl die Berechnung, Bemessung und Weiterentwicklung auf Grundlage der Ausschreibungsunterlagen als auch die Vorbereitung und Koordination des BIM-Modells bis zu einer Detailgenauigkeit von LOD 400.

Dieser Beitrag beschreibt, wie der anspruchsvolle Entwurf mithilfe komplexer digitaler Methoden und Werkzeuge realisierbar gemacht wurde (Abbildung 2). Ein besonderes Augenmerk liegt hierbei auf der Bedeutung der BIM-Planung für den Projekterfolg.

Abbildung 2: Revit-Gesamtmodell von Terminal 2 (Bild: Werner Sobek, Stuttgart)

Das Büro Werner Sobek wendet BIM seit mehreren Jahren bei vielen unterschiedlichen Projekttypen erfolgreich an [1, 2]. Dies geschieht – je nach Auftragssituation – in sehr frühen Entwurfsphasen ebenso wie in der Ausführungsplanung. Dadurch konnte das Unternehmen sein Wissen entlang der gesamten Prozesskette konsequent ausbauen und weiterentwickeln. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für eine erfolgreiche Beratung des jeweiligen Auftraggebers, unabhängig von der Frage, ob es der entwerfende Architekt, der beauftragende Entwickler oder die ausführende Firma ist.

Das in den vergangenen Jahren aufgebaute Know-how spielte auch eine wichtige Rolle für die Beauftragung mit der Planung von Terminal 2 des Kuwait International Airport. Bei diesem Projekt war der Einsatz verschiedenster parametrischer Modelle ebenso wie die Entwicklung eigener Programme unabdingbar, um die geometrische und konstruktive Komplexität des Flughafens planerisch meistern zu können. Die Arbeit an unterschiedlichen BIM-Modellen war aber nicht nur für die Koordination der verschiedenen Fachdisziplinen und für die Beseitigung von Kollisionen wichtig; sie war auch Voraussetzung dafür, dass in der Fertigung die erforderliche Präzision erreicht wurde.  

BIM-Leistungsumfang

Das BIM-Modell war das Kernelement des Planungsprozesses. Es wurde von allen Fachplanern¬ als Single Source of Truth (SSOT) genutzt, d. h., alle Beteiligten basierten ihre Planungen auf dieses Modell und ließen die Ergebnisse ihrer Planung in das Modell einfließen. Wichtige Voraussetzung für ein Gelingen dieses integralen Planungsablaufs waren klare Regeln und Randbedingungen. Hierzu zählten u. a. alle zwei Wochen stattfindende Uploads, eine regelmäßige Kollisionsprüfung sowie eine permanente Cloud-basierte Abstimmung zwischen den unterschiedlichen Fachplanern.

Ein von der ausführenden Baufirma beauftragter BIM-Manager (das Unternehmen Aecom) stellte zahlreiche Dokumente in einen von allen Projektbeteiligten gemeinsam genutzten Datenraum ein. Diese Dokumente beschrieben den Ablauf sämtlicher BIM-Prozesse und dienten als Leitfaden für die digitale Zusammenarbeit im Verlauf des Projekts.

Zu den wichtigsten dieser Dokumente zählten

•    der BIM Execution Plan (BEP)
•    das BIM User’s Manual
•    die BIM Responsibility Matrix
•    die Navisworks Clash Detection Procedure
•    die BIM Document Control Procedure
•    die LOD BIM Specifications

Der BIM Execution Plan (BEP) stellte hierbei das wichtigste Dokument dar (Abbildung 3). Er definiert, wie Informationen und Modelle verwaltet, dokumentiert und übermittelt werden. Hierzu gehört auch eine Beschreibung der Rollen und Verantwortlichkeiten der einzelnen Projektpartner. Der BEP benennt darüber hinaus¬ die einzuhaltenden Genehmigungsprozesse, die bereits vorhandenen Informationen und die relevanten Projekt-Meilensteine.

Abbildung 3: Diagramm des Arbeitsflusses im Projekt gemäß BIM Execution Plan (Bild: Werner Sobek, Stuttgart)

Das Grundlagenpapier definiert für jeden Meilenstein den Level of Development (LOD), der bis zu diesem Punkt erreicht sein muss. Der LOD setzt sich dabei aus einem Level of Geometry (LOG) und einem Level of Information (LOI) zusammen. Er stellt gleichzeitig einen Bezug zur Ausschreibung und zu den damit verbundenen Mengenangaben her.

Der BEP beinhaltete auch die 4D-Parameter der verschiedenen Zonen und Bauabschnitte, in die das Projekt unterteilt wurde, um die Steuerung und Koordination zu erleichtern. Für die Bauteile selbst wurden klar geregelte Namenskonventionen definiert. Diese Kodierung im BIM-Modell diente ebenso als Referenz für das FE-Modell und die Fertigung. Dank dieses Prozesses war eine effektive Koordination zwischen Bemessung, Entwicklung und Fertigung der unterschiedlichen Bauteile möglich.

Hinzu kamen Festlegungen für Bemerkungen, Abkürzungen und Symbole, um unbeabsichtigte Mehrdeutigkeiten und daraus resultierende Missverständnisse zu vermeiden. Natürlich wurde im BEP auch festgelegt, welche Software und Datenformate für den Austausch und welche Systeme zur Datenverwaltung zu verwenden waren.

Der Leistungsumfang von Werner Sobek umfasste die gesamte Ausführungsplanung der Fassade, des Dachs und des Haupttragwerks von Terminal 2. Hierfür erforderlich waren 3D Revit-Modelle (LOD 200 bis LOD 400), die gemäß den Festlegungen im BEP entwickelt wurden. Neben der Entwicklung dieser komplexen 3D-Modelle mussten alle Gebäudeelemente mit Attributen bis zu einem LOI (Level of Information) von 400 versehen werden.

Außerdem galt es, den Stand der Modelle fortlaufend mit den jeweiligen statischen Berechnungen, den 2D-Leitdetails und den technischen Reports abzugleichen und im Verlauf der Planung möglicherweise auftretende Wechselwirkungen mit den anderen Planungsbeteiligten abzustimmen (Abbildung 4). Werner Sobek lieferte neben den Modellen auch umfangreiche Mengenermittlungen und eine Türliste. Die Informationen hierfür stammten aus dem 3D-Modell und wurden bei Änderungen im Modell aktualisiert.

Abbildung 4: Organigramm des BIM-Teams bei Werner Sobek (vereinfacht); Bild: Werner Sobek, Stuttgart

Bei wichtigen Meilensteinen mussten neben den eigentlichen 3D-Modellen auch aktuelle Revit-Objektbibliotheken mit allen verwendeten Element-Typen (Revit-Familien und deren Typen) vorgelegt werden. Für jeden Familien-Typ wurde ein spezifischer Parameter („Type Key“) vergeben, der als Schlüssel-ID fungierte, um die 3D-Elemente mit den numerischen Datenbanken verknüpfen zu können. Dies ermöglichte automatisierte Auswertungen und Qualitätsprüfungen bei allen Fachplanern – Voraussetzung hierfür war aber, dass die Modelle immer in der richtigen Kategorie angelegt wurden. Im Rahmen dieser Auswertungen wurden die Vollständigkeit aller Parameter und die Übereinstimmung von Objektbibliothek, Excel Dictionary und Revit-Modellen geprüft (Abbildung 5).

Abbildung 5: Prozessdiagramm mit der von Werner Sobek bei der BIM-Planung verwendeten Software (Bild: Werner Sobek, Stuttgart)

Die interdisziplinäre Kollisionsprüfung zwischen den einzelnen Fachplanermodellen wurde durch den BIM-Manager Aecom in der Software Navisworks vorgenommen. Grundlage für diese Kollisionsprüfungen waren NWC-Modelle, die abschnittsweise aus den Revit-Gesamtmodellen exportiert wurden. Aecom bediente sich bei der Prüfung verschiedener Kategorien von Revit-Familien, um unterschiedliche Arten von Kollisionen überwachen und die jeweils Verantwortlichen sofort identifizieren zu können.

Kollidierten zum Beispiel Tragwerksstützen mit neu eingefügten TGA-Elementen, so wurden diese Kollisionen automatisch den Fachplanern der TGA zugewiesen. Einmal erkannte Kollisionen¬ wurden beim nächsten Test nicht erneut ausgewiesen, sondern als bestehende Kollision weitergeführt. Es war deshalb wichtig, im Modellierungsprozess die Beibehaltung der Objekt-ID zu gewährleisten.

Die Ergebnisse der interdisziplinären Kollisionsprüfung wurden in wöchentlichen Koordinationsmeetings mit den jeweiligen BIM-Koordinatoren der einzelnen Firmen besprochen; hierbei wurden die Prioritäten der Bearbeitung gemäß dem geplanten Baufortschritt festgesetzt. Kollisionsfreie Teilmodelle konnten dann für die Ausführung freigegeben werden.

Teamstruktur und Workflow

Vor Beginn der Modellierung galt es zunächst, das Projektteam zusammenzustellen. Dieses musste aus Spezialisten für die Fassaden- und Tragwerksmodellierung, für Koordination, Kollisionsprüfung und die Programmierung (Scripting) bestehen. Je nach Bedarf kamen im Verlauf des Projekts temporär zusätzliche Spezialisten hinzu, um das Team gezielt zu unterstützen. Durch diese flexible Struktur konnte sichergestellt werden, dass alle Kenntnisse im Team abrufbar waren, der Kreis der beteiligten Mitarbeiter aber immer überschaubar blieb und eine große Konstanz aufwies. Als vorteilhaft erwies sich hierbei das globale Netzwerk der Firmengruppe Werner Sobek – Teile der Modellierungsarbeit wurden z. B. durch Werner Sobek New York realisiert.

Als proprietäre Modellierungssoftware war im BIM Execution Plan die Software Revit vorgesehen. Angesichts der Komplexität der zu behandelnden Fragestellungen setzte Werner Sobek jedoch rund um das Revit-basierte Modell eine große Fülle weiterer Softwarelösungen ein.

Für die zentralen Datenmodelle wurde die Software McNeel Rhinoceros verwendet; fast alle Achsen bzw. Flächen von Bauteilen wurden¬ per Scripting (C++, C# und Grasshopper) erzeugt. Native Revit-Objekte wurden mittels weiterer Plugins und Scriptings in korrekter Orientierung und geometrisch exakter Lage an diesen Achsen und Flächen erzeugt. Ausgehend von diesem zentralen Datenmodell wurden die verschiedenen Bauteile mit spezifischen Schnittstellen – einige davon hausintern entwickelt – in andere Programme exportiert bzw. als Basis für Tochtermodelle und Berechnungsmodelle benutzt.

Ziel war es hierbei, jedes konstruktive Element nur einmal zu definieren und den unterschiedlichen Programmen alle relevanten Informationen aus einer einzigen Quelle zur Verfügung zu stellen. FE-Modell und BIM-Modell konnten sich so auf ein zentrales geometrisches Digitalmodell stützen, in dem alle wichtigen Informationen koordiniert und gespeichert waren. Folglich konnten die Achsen und Flächen des zentralen Rhino-Modells sowohl als Grundlage für die Revit-Elemente als auch für hochdetaillierte Tekla-Modelle genutzt werden, die dann im weiteren Verlauf bei der Fertigung zum Einsatz kamen [3].

Auch wenn für die Erstellung der Geometrie je nach Bauteil alternative Softwarelösungen genutzt werden konnten bzw. mussten, so wurde am Ende des Prozesses doch immer sichergestellt, dass diese Elemente wieder in die ursprüngllichen Revit-Modelle zurückgeführt wurden (zum Beispiel als verlinkte IFC-Dateien).

2D-Zeichnungen wurden in AutoCAD erzeugt; für Bewehrungspläne kam Nemetschek Allplan zum Einsatz. Für die interne Kollisionsprüfung verwendete Werner Sobek die Software Navisworks in Verbindung mit BIMCollab. Auf diesem Weg konnte für jede Aufgabe das jeweils am besten geeignete Werkzeug eingesetzt werden. Die Pflege der Schnittstellen zwischen den verschiedenen Programmen war dabei ein wichtiger Bestandteil des Planungsprozesses selbst.

Neben den softwareübergreifenden Schnittstellen wurde das Gesamtmodell in sechs Zonen sowie in neun Hauptbauteilgruppen (mit weiteren Untergruppen) unterteilt (Abbildung 6). Zeitweise musste das BIM-Team von Werner Sobek mit bis zu 98 unterschiedlichen Revit-Dateien arbeiten, Schnittstellen pflegen und kontinuierlich Geometrien aktualisieren.

Abbildung 6: KIA Terminal 2 Zonierung (Bild: Werner Sobek, Stuttgart)

Das Tragwerk des neuen Terminals besteht insgesamt aus fünf unterschiedlichen Systemen: dem Haupttragwerk (Gruppe 100), dem Schalentragwerk (Stahlstruktur: Gruppe 200; Stahlbetonpaneele: Gruppe 800), den aussteifenden Stahlfachwerkträgern (Gruppen 400, 500, 600) und dem Sekundärdachtragwerk (Gruppe 700). Die Hülle besteht aus der Glasfassade (Gruppe 300) und dem Metalldach (Gruppe 900). Die Unterteilung in die oben genannten Gruppen wurde konsequent für die Nummerierung aller Komponenten verwendet – von den ersten Rechen- und BIM-Modellen bis hin zu den Ausführungsplänen (Abbildung 7).

Abbildung 7: KIA Terminal Bauteilunterteilung (am Beispiel des Mock-up Feldes); Bild: Werner Sobek, Stuttgart

Der Aufbau der einzelnen Modelle (LOD 200 – 400)

LOD 200 – Aufbau der Geometrie

Der Modellaufbau erfolgte auf Grundlage der von Arup erstellten Entwurfsplanung. Zur Verfügung standen hierfür 2D-Zeichnungen sowie Koordinaten für Punktwolken. Mit der vor Projektbeginn erarbeiteten Strategie zur Modellaufteilung nach Baugruppen sowie der vorgegebenen Logik für die lokale Modellzonierung wurden Vorlagen erstellt, welche anfangs mit vereinfachten Referenzgeometrien gefüllt wurden. Im Laufe des Modellierungsprozesses wurden diese Geometrien fortwährend durch Revit-Objekte ersetzt, die den Vorgaben des BEP entsprachen.

Durch diese Vorgehensweise konnte der Entwurf zunächst mit vereinfachten Modellen geprüft werden, um dann darauf aufbauend parametrisierbare Elemente mit größerer Detailtiefe zu erstellen. In der Phase LOD 200 entstanden so vor allem die Strukturen des Haupttragwerks, die gebäudeabschließenden Bauteile sowie die Innenschalen. Verbindungselemente zwischen den einzelnen Baugruppen, konstruktive Anschlüsse, Durchdringungen usw. wurden hierbei gemäß den LOD-Spezifizierungen noch nicht betrachtet (Abbildung 8).

Abbildung 8: Mock-up Bereich als detailliertes Modell während der frühen Planungsphase (Bild: Werner Sobek, Stuttgart)

Bereits in dieser Phase wurde – parallel zum oben beschriebenen Gesamtmodell in LOD 200 – ein Teil (Mock-up) des Gesamtgebäudes bis zum LOD 300 modelliert, da dieser Teil im Bauablauf vorgezogen werden sollte. Dieses parallele Verwalten zweier Modelle führte in einer relativ frühen Projektphase zu einem erhöhten Modellierungsaufwand, dem durch geeignete Maßnahmen zur Effizienzsicherung begegnet werden musste.

Als hilfreich erwies sich hierbei, dass aufgrund der vorgegeben Zonierung eine gewisse Symmetrie auftrat, die sich als ein vereinfachender Faktor erwies: Viele Bauteile mussten nur für ein Sechstel bzw. ein Drittel des Gebäudes modelliert werden und konnten dann durch Drehen bzw. Spiegeln zur Erstellung des Gesamtmodells genutzt werden.

LOD 300 – Modellvertiefung

Der Entwurf für das neue Terminal am Kuwait International Airport zeichnet sich durch die hohe geometrische Komplexität einzelner Bauteile (doppelt gekrümmte Flächen usw.) aus. Hinzu kommt die schiere Menge an zu planenden Bauteilen. Das BIM-Team von Werner Sobek entschied deshalb, bereits in der LOD- 300-Phase mit einer möglichst großen Modellierungstiefe zu arbeiten. So wurden Fassadenprofile mit tatsächlichen Konturen, detaillierte Wandaufbauten, erste Einbauteile für die Fassaden, detaillierte Laufstege, Leitern, Treppen und Türen modelliert.

Auf der einen Seite führte dies zwar zu einem erhöhten Modellierungsaufwand; auf der anderen Seite konnten hierdurch frühzeitig Probleme erkannt und eliminiert werden, die in einer klassischen 2D-Planung erst während des Bauablaufs bemerkt worden wären.

Zusätzlich zur erwähnten Modellierungstiefe erfolgte auch die Integration erster Bauteilinformationen als Typ- oder Elementparameter. Die Zuordnung erfolgte hierbei über eine eindeutig zuordenbare ID-Nummer, den bereits erwähnten spezifischen Parameter („Type Key“). Standortbezogene Parameter wurden über die geometrische Position direkt einem bestimmten Element zugeordnet. Zusätzlich dazu wurde die Geometrie fortwährend gemäß dem von Werner Sobek bei der Tragwerks- und Fassadenplanung erzielten Fortschritt aktualisiert.

Ein zweiter großer Arbeitsbereich war in dieser Projektphase die interne und externe Kollisionsprüfung. Für die interne Kollisionsprüfung wurde zunächst eine Kollisionsmatrix erstellt, die alle potentiell miteinander kollidierenden Bauteilgruppen in Verbindung zueinander brachte. Hierdurch konnten noch vor der eigentlichen Kollisionsprüfung bestimmte Gruppen ausgeschlossen werden, bei denen untereinander keine Berührungspunkte vorlagen. Im Verlauf der Planung wurden dann weit über 2 Millionen Kollisionen mit etwa 300 einzelnen Kollisionstests zwischen Tragwerk, Fassade und Dach abgearbeitet.

Durch die Erstellung von etwa 250 individuellen Regeln (z. B. für die Erkennung von Stahlbauknoten oder Durchdringungen) und eine gezielte Überarbeitung der Geometrie wurden die auftretenden Kollisionen mit dem Ziel abgearbeitet, dem Auftraggeber ein Zero Clash-Modell zu übergeben. Hierfür war eine sehr enge Zusammenarbeit insbesondere mit den Tragwerksplanern erforderlich.

Oberstes Ziel war es hierbei immer, das Lösen von geometrischen Zwängen in Übereinstimmung mit den Anforderungen zu bringen, die sich aus statischen und ökonomischen Überlegungen ergaben.
Auch hier zeigte sich sehr schnell, dass ein hochwertiges und umfangreiches 3D-Modell, das mit Bauteilinformationen angereichert ist, für ein so komplexes Projekt unschätzbare Vorteile mit sich bringt.

LOD 350/400 – Modellfinalisierung

Zwischen den offiziellen LOD-Stufen 300 und 400 wurde aufgrund der Größe und Komplexität des Projekts eine zusätzliche Projektphase (LOD 350) angewandt. Modellierungstiefe und Informationsgehalt der Revit-Modelle stiegen hier noch einmal signifikant an. Aus den Revit-Modellen konnte aber hierdurch gemäß den Vorgaben des Auftraggebers eine detaillierte Mengenermittlung (Bill of Quantity) erzeugt werden (Abbildung 9).

Abbildung 9: Ausschnitt der Fassade – LOD 350 (Bild: Werner Sobek, Stuttgart)

In dieser Phase lag ein besonderes Augenmerk auf der interdisziplinären Kollisionsprüfung. Die hierfür erforderliche intensive Zusammenarbeit zwischen allen Fachplanern wurde zentral durch Aecom gesteuert. Das Issue Management – also die Kommunikation und Dokumentation von potentiellen Problemen – erfolgte hierbei über die Plattform BIMCollab und die dazugehörigen Plug-ins von Revit und Navisworks. Gewerkeübergreifende Probleme konnten somit direkt in den einzelnen Fachplanermodellen bearbeitet und dann im Gesamtmodell überprüft werden.

Beim Start der Phase LOD 400 – der letzten von Werner Sobek modellierten Phase – bestand im Planerteam Übereinstimmung, dass eine tiefergehende Modellierung aller Bauteile in Revit effektiv nicht mehr machbar war. Die enorme Komplexität und Größe des Projektes hatten die Software und die Anwendbarkeit der einzelnen Projektdateien zu diesem Zeitpunkt an die Grenzen des technisch Machbaren gebracht. Allein die Dachunterkonstruktion zählte ca. 250.000 einzelne Stahlträger, die als native Revit-Objekte modelliert und mit jeweils 15 Bauteilparametern versehen wurden.

Das Planungsteam entschied deshalb, die Stahlbaumodellierung mit Tekla weiterzuführen und dabei die im BEP vereinbarten Parameter und Bauteilbezeichnungen beizubehalten, um eine Durchgängigkeit der Informationen zu gewährleisten. Via IFC-Dateien wurden dann gefilterte Geometrien in die Revit-Modelle zurückgespielt, um das projektübliche Softwareformat beizubehalten.

Neben der Verfeinerung des Level of Details durch die Modellierung zusätzlicher Elemente wie Einbauteile, Glasdichtungen und Durchdringungsöffnungen stieg auch der Level of Information exponentiell an. So mussten z. B. Informationen aus einer Türliste übertragen werden, die 460 Außentüren mit jeweils 33 unterschiedlichen Eigenschaftsparametern umfasste. Diese knapp 15.000 Einzelparameter konnten unter keinen Umständen per Hand übertragen werden. Aus diesem Grund entwickelten die Autoren ein Konzept für den gezielten Informationsimport von Element- und Typparametern, der speziell auf die Anforderungen des Projekts zugeschnitten war (Abbildung 10).

Abbildung 10: Typparameter einer Tür LOD350 (Bild: Werner Sobek, Stuttgart)

Model Handover

Nach abgeschlossener Bearbeitung der Revit-Modelle konnten diese an die ausführenden Firmen übergeben werden, die die Modelle ihrerseits weiter pflegten bzw. gemäß ihren eigenen Anforderungen weiter detaillierten. Auch hierzu gab es eine vordefinierte Übergabeprozedur (und Dokumentvorlagen) von Aecom, die sowohl die Pflichten des Zustellers als auch des Empfängers definierte.

Der Zusteller – in diesem Fall Werner Sobek – übermittelte hierfür eine Auflistung der zu übergebenden relevanten BIM-Dokumente und eine Beschreibung ihrer Inhalte. Als relevant galten sowohl die Revit-Modelle als auch Revit-Objektbibliotheken, Excel Dictionaries, Rhino-Referenzmodelle und die intra-disziplinären Zero Clash-Modelle aus Navisworks.

Aecom erstellte mithilfe dieser Dateien einen BIM Handover Report, der die Qualität der Modelle beschrieb (Einhaltung aller BEP-Standards und Konsistenz der Modelle und Objektbibliotheken) und gegebenenfalls offene Punkte oder ungelöste Kollisionen zusammenfasste. Zeitgleich erstellte der Empfänger seinerseits Dokumente, aus der die beabsichtigte Umbenennung oder Neuunterteilung der Modelle hervorging.

Der fertige Report wurde anschließend in Anwesenheit der jeweiligen Vertreter des Zustellers, des Empfängers, des BIM-Managers und der Baufirma besprochen. Waren sich alle Parteien über den Stand der Modelle und die Verantwortlichkeiten einig, so wurde die offizielle Übergabe mit der Unterschrift aller Parteien besiegelt.

Fazit

Auch wenn die Digitalisierung der Baubranche in den vergangenen Jahren bereits deutliche Fortschritte gemacht hat, so gibt es doch noch viel Arbeit in Bezug auf die Optimierung von Schnittstellen und Workflows zu leisten, um eine reibungslose Informationskette zwischen den unterschiedlichen Softwarelösungen zu gewährleisten. Die BIM-typische Arbeitsweise und alle daraus entstehenden Konsequenzen müssen in den Strukturen und Abläufen aller an Planung und Bau beteiligten Unternehmen verankert und ausgebaut werden.

Die fortwährende Weiterentwicklung des Bauens mit immer neuen architektonischen, funktionalen und systemischen Anforderungen macht es zwingend erforderlich, dass Planungsbüros klassische Methoden überdenken und neue Wege gehen. Die digitalen Werkzeuge und Planungsmethoden, welche die Autoren für die Ausführung von Terminal 2 des Kuwait International Airport entwickelt haben, sind nur ein kleiner, aber dennoch wichtiger Schritt auf dem Weg zu einer umfassenden Digitalisierung des Bauwesens.

Diese Werkzeuge und Methoden zeigen beispielhaft auf, wie die Qualität und Wirtschaftlichkeit von Großprojekten durch die Planer deutlich erhöht werden kann – sie haben nämlich nicht nur zu einer größeren Präzision bei Modellierung, Bemessung und Fertigung des komplexen Tragwerks beigetragen, sondern gleichzeitig auch eine bessere Koordination der unterschiedlichen Fachplaner untereinander ermöglicht.

Innenansicht des neuen Terminals – der Verzicht auf Dehnfugen ermöglicht ein homogenes Erscheinungsbild des Dachtragwerks (Bild: Foster + Partners, London)


Danksagung

Die Autoren danken der ausführenden Firma Limak Insaat Kuwait für die gute und vertrauensvolle Zusammenarbeit bei diesem außergewöhnlichen Projekt. Ein Dank geht auch an die Firma Aecom, welche die gute und effiziente Kooperation aller Beteiligten über den zentralen Datenraum erst möglich gemacht wurde. Last, but not least sei auch allen Kolleginnen und Kollegen im Büro Werner Sobek gedankt, die mit den Autoren an den hier beschriebenen BIM-Modellen gearbeitet haben. Besonders gedankt sei Oliver Reymann, Heike Myland, Yong Sung Kwon, Guido Nieri, Mario Steinlechner, Adrian Feldhaus, Tim Stark, Aybüke Barut, Homero Rios, Andreas Schnaitter, Silvia Paz Castro und Paul Brückner. Ihr Wissen, ihr Engagement und ihre Leidenschaft waren von unschätzbarem Wert für die erfolgreiche Realisierung des Projekts. Frank Heinlein danken die Verfasser für die kritischen Rückmeldungen zum Manuskript.


Publikationen

[1] Winterstetter, Thomas; Toth, Agatha; Sobek, Werner; u. a.: National Museum of Qatar. Stahlbau, Gebäudehülle und 3D-BIM in höchster Komplexität. In: Stahlbau 86 (2017), Heft 4. S. 346-350

[2] L. Blandini, A. Schuster, W. Sobek: The Railway Station „Stuttgart 21“ – Structural Modelling and Fabrication of Double Curved Concrete Structure. In Complexity and Responsibility – Proceedings of the Design Modelling Symposium Berlin 2011; ed. M. Gegnagel, A. Kilian, N. Palz, F. Scheurer; Springer Verlag, S. 217-224

[3] Blandini, Lucio; Nieri, Guido; Sobek, Werner: Das Schalentragwerk des Kuwait International Airport Terminal 2 – Bemessung und Ausführung einer komplexen Megastruktur in Zeiten der Digitalisierung. In: Stahlbau 88 (2019), Heft 3. S. 194-202


Projektbeteiligte

Bauherr: Ministry of Public Works, Kuwait
Bauunternehmen: Limak Insaat Kuwait
Architekten: Foster + Partners, London/Großbritannien
Tragwerks- und Fassadenplanung (bis Ausschreibung): Arup, London/Großbritannien; Gulf Consult, Kuwait
Tragwerks- und Fassadenplanung (ab Ausschreibung): Werner Sobek Stuttgart/Deutschland
Ausführungsarchitekten und BIM-Management (ab Ausschreibung): AECOM, Madrid & London
Beratung zu Bauabläufen: Robert Bird Group, Brisbane/Australien

© Foster + Partners, London
Autoren

Dr.-Ing. M.Arch. Lucio Blandini studierte an den Universitäten von Catania und Bologna konstruktiven Ingenieurbau. Am Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (Universität Stuttgart) promovierte er über Schalentragwerke aus Glas. In diesem Rahmen entwickelte und baute er den Prototyp der Stuttgarter Schale. Nach einem Master-Studium der Architektur an der University of Pennsylvania trat er eine Stelle als Projektleiter bei Werner Sobek Stuttgart in 2006 an. Seit 2012 ist er Prokurist, seit 2018 auch Partner und Vorstand des Unternehmens. wernersobek.com


Dipl.-Ing. Architektin Agatha Braun studierte an der Technischen Universität Darmstadt Architektur und ist seit 2010 bei Werner Sobek Stuttgart tätig. Neben dem Kuwait International Airport war sie in verschiedene andere Großprojekte mit äußerst anspruchsvoller Geometrie involviert, darunter das neue Nationalmuseum von Katar und das Heydar Aliyev Center in Baku. Seit 2016 ist Agatha Braun eine der BIM-Koordinatoren des Unternehmens Werner Sobek. wernersobek.com


B.Eng. Eric Wolgast studierte an der Fachhochschule Wismar Bauingenieurwesen und arbeitete hierbei auch im Bereich der Materialforschung am Institut für Polymertechnologie. Seit 2016 ist er als Fassadeningenieur bei Werner Sobek Stuttgart tätig. Seine fachlichen Schwerpunkte liegen in der klassischen Fassadenplanung (z. B. Justizpalast Kuwait, Neue Nationalgalerie Berlin) sowie in der BIM-Modellierung und Koordination von Fassaden. wernersobek.com

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