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Das geht doch gar nicht!

Bestandssanierung mit BIM

Alle BIM-Experten raten davon ab, BIM bei Bestandsgebäuden anzuwenden. Alle BIM-Experten? Nein! Im pfälzischen Dirmstein sanieren Architekten und Bauherr eine alte Mühle – mit BIM.

Die Sanierung von Bestandsgebäuden ist immer eine besondere Herausforderung für Architekten, Ingenieure und die ausführenden Baufirmen. Denn bei alter Bausubstanz weiß niemand, was unter dem porösen Putz einer feuchten Außenwand oder unter der Schindelverkleidung eines verwitterten Fachwerkes zum Vorschein kommt. Doch es gibt Erfahrungswerte, auf die Architektur- und Ingenieurbüros, die viel im Sanierungssektor arbeiten, zurückgreifen. Dass die digitalen Planungsmethoden, allen voran durch das Building Information Modeling (BIM), nicht nur für den Neubaubereich, sondern ebenfalls für das Bauen im Bestand sinnvoll und wichtig sind, zeigt die Sanierung der Spormühle im pfälzischen Dirmstein.

Denkmalgeschützte Mühle mit hohen Anforderungen

Das Büro Graf + Partner hat sich einen Namen gemacht als Architekten, die auch Projekte mit besonderen Anforderungen des Denkmalschutzes bewältigen. Aktuell planen sie u. a. am zweiten Bauabschnitt der Spormühle in Dirmstein. Sie war bis 1937 als Kornmühle und danach für die Stromerzeugung in Betrieb. Seit 1955 wird sie nicht mehr als Mühle genutzt, stand viele Jahre leer und wird seit 2015 umgebaut. Die Gesamtanlage steht heute unter Denkmalschutz, das historische Torhaus ist sogar ein Einzeldenkmal.

 

Das Torhaus der historischen Spormühle. Die Mühle wurde bereits im 15. Jh. urkundlich erwähnt, dürfte aber sogar noch älter sein. Aktuell befindet sich die Genehmigungsplanung für das Einzeldenkmal Torhaus in Vorabstimmung mit den Behörden. (Bild: Torben Wadlinger/Graf + Partner Architekten)

 

3D-Aufmaß als Basis der bauteilbasierten Planung

Die Architekten wurden 2014 als Planer für den Umbau und die Revitalisierung der Gesamtanlage angefragt. Der damalige Besitzer plante eine kleinere Ferienwohnanlage, die jedoch nicht realisiert wurde. Trotzdem verlief das Projekt keineswegs im Sand, und die Planungen der Architekten sind die Basis aller Folgeaktionen bis heute.

Graf + Partner maßen den Gebäudekomplex vor der Baueingabeplanung mit moderner Technik auf. Das Aufmaß erfolgte auf Basis einer Laserdistanzmessung mit Linienmessverfahren. Torben Wadlinger, Partner im Büro Graf + Partner, zu dieser Methode: „Das Messverfahren mit einem Leica 3D Disto, das wir anwendeten, war damals sehr neu und ist äußerst präzise. Der drehbare Laserkopf misst die Distanzen zwischen einzelnen Punkten im Raum und dem Messkopf und baut so ein dreidimensionales Linienmodell auf, das dann in die ArchiCAD-Planung übernommen werden konnte. Alle Geschosse und der Dachstuhl wurden nach diesem Verfahren aufgenommen. 2014 war dies für uns die wirtschaftlichste Lösung. In Kooperation mit stereoraum Architekten aus Wörrstadt und einem Flexijet 3D können wir inzwischen bis zu 800 Quadratmeter Fläche am Tag direkt in ArchiCAD aufmessen.“

Überführung des Aufmaßes in die BIM-Software

Das Aufmaß für die Gebäude und das Einlesen in die BIM-Software waren sehr zügig erledigt. Nachdem das dreidimensionale Linienmodell in die Planungssoftware importiert war, wurden die Bauteile um das Linienmodell konstruiert. Damit lag ein 3D-Modell vor, das leicht vereinfacht und mit Bauteilattributen versehen für die Baueingabeplanung weiterbearbeitet wurde.

Das Aufmaß ist die Basis des 3D-BIM-Modells, das über die komplette Planungs- und Bauphase stetig mit Informationen ergänzt und erweitert wird. Die Architekten und ihre Fachplaner schaffen so ein realistisches Planungsmodell, das auch in Zukunft für eventuelle Sanierungen oder konstruktive Eingriffe genutzt werden soll. (Bild: Graf + Partner Architekten)

 

Die wesentlichen Bauteile wie „Wände tragend“, „Wände nicht tragend“, „Dachsparren“ usw. generierten sich die Architekten aus der vorhandenen Bauteildatenbank in ArchiCAD. Torben Wadlinger: „Mit wenigen und von uns modifizierten Bauteilen konnten wir das komplette Bauvorhaben realisieren.“ Und er ergänzt: „Wir brauchten kein verformungsgerechtes Aufmaß. Daher konnten wir bei der Mühle bestimmte Unebenheiten übermessen. Trotzdem blieb das Gesamtmodell präzise und ausreichend für unsere Massenermittlung, die statisch relevanten Berechnungen sowie die TGA-Planung.“  

Neue Nutzung und überarbeitete Planung

Nachdem 2015 der damalige Eigentümer die gesamte Anlage verkaufte und sich ein neuer Eigentümer aus der Region fand, nahm das Projekt eine entscheidende Wendung. Der heutige Besitzer stellte sich ein Seminarzentrum in dem historischen Gemäuer vor. Doch mit der gewünschten neuen Nutzung war die bereits erteilte Baugenehmigung hinfällig. Für Graf + Partner hieß das: umplanen und erneut zur Genehmigung einreichen.

Doch nicht alles war neu zu entwerfen. Einige Teilbereiche und Nutzungen mussten angepasst werden, und ein überarbeiteter Genehmigungsplan ging anschließend an die Baubehörden. Torben Wadlinger zu dieser Wendung: „Im Endeffekt ist die jetzt geplante Nutzung viel nachhaltiger und entspricht dem Charakter des Ensembles. Und da wir eine gute Arbeitsgrundlage mit der ersten Planung hatten, konnten wir schnell zu einer Einigung mit dem Bauherrn kommen.“

Die Sanierung wird in drei Bauabschnitten durchgeführt. Der 1. und 2. Bauabschnitt umfasst die ehemalige Mühle und das Torhaus, der 3. Bauabschnitt die Sanierung der Remise und des Tiefkellers. Das ehemalige Müller-Wohnhaus ist bereits saniert. Aktuell ist die Genehmigungsplanung für das Einzeldenkmal Torhaus in Vorabstimmung mit den Behörden. Der komplette Umbau und die Sanierung der Remise und des Tiefkellers sollen bis zum Spätsommer 2019 abgeschlossen sein.

Erfahrungen mit BIM fließen in die Planung ein

Für die Zusammenarbeit zwischen Graf + Partner und Statikern, Fachplanern, HKL-Planern und Freiflächenplanern werden die Datenformate IFC (Modelle) und BCF (Kommentierung) verwendet. Die eingesetzte Software muss IFC und BCF verarbeiten können, ansonsten gibt es softwareseitig keine Bedingungen.

Jeder Beteiligte arbeitet in seinem Teilmodell. Das IFC-(Fach)Modell dient als Referenz für das eigene Modell. Komplikationen sind ausdrücklich erwünscht und notwendig, da im Abstimmungsprozess vor der eigentlichen Planung unter allen Beteiligten die Export- und Import-Einstellungen für den IFC-Austausch getestet werden. Dies wird üblicherweise in der Auftraggeber-Informations-Anforderung (AIA) und im BIM-Abwicklungsplan vereinbart. Die Datenübergabe kann unterschiedlich erfolgen: von Cloud-Speichersystemen (auch selbstgehosteten wie Owncloud oder Nextcloud) für kleine Projekte bis zu großen Projektplattformen. Die konkrete Art des Austauschs ist immer projektabhängig.

In Kooperation mit stereoraum Architekten und einem Flexijet 3D können die Architekten bis zu 800 Quadratmeter Fläche am Tag direkt in ArchiCAD aufmessen. (Bild: Graf + Partner Architekten)

 

Die modellbasierte Planung ist mit verlagerten Arbeitsaufwänden verbunden: „Die BIM-Methode erfordert, unabhängig davon ob Neubau oder Sanierung, in der Planung die frühzeitige Festlegung wesentlicher Konstruktionsparameter und Systemaufbauten“, erklärt Torben Wadlinger. „Das ist in der konventionellen Planung meist erst nach der Baugenehmigung mit Ausführungsplanung und Detailplanung nötig.“ Im Ergebnis ist der Detaillierungsgrad im BIM-Modell sehr groß. „Durch die modellbasierte Arbeit erreichen wir in der Leistungsphase 3 den Tiefgang, den wir sonst erst in Leistungsphase 5 hatten. Der entsprechende Detaillierungsgrad in unserer BIM-Planung, der sogenannte LOD, wird dabei von der notwendigen Sanierungstiefe und -bandbreite im Projekt Spormühle definiert.“

Konsens aller Partner notwendig

Die Spormühle stellt die Architekten immer wieder vor Herausforderungen. Denn neben den konstruktiven Besonderheiten eines alten Gebäudeensembles, das einer neuen Nutzung zugeführt werden soll, sind zahlreiche Behörden und Gremien im Prozess beteiligt. Da auf dem Gelände ein Bachlauf verlegt werden soll, ist die Struktur- und Genehmigungsdirektion Süd mit der Unteren Wasserschutzbehörde einzubinden. Hinzu kommen die Verbandsgemeinde wegen der Renaturierung des Bachlaufes, die Kreisverwaltung mit der Baubehörde, die Ortsgemeinde, der Brandschutz, die Untere und Obere Denkmalschutzbehörde sowie die Stadtwerke Frankenthal.

Die Hofbebauung der Spormühle ist noch komplett erhalten, befindet sich allerdings in sanierungsbedürftigem Zustand. Bis 2019 soll die Anlage komplett saniert sein und dann als Seminarzentrum genutzt werden. (Bild: Torben Wadlinger/Graf + Partner Architekten)

 

Alle Partner müssen von den Architekten gemeinsam mit dem Bauherrn zu einem Konsens geführt werden, was sich nicht immer einfach gestaltet. Die Übergabe der Unterlagen erfolgt noch nicht digital, sondern auf Papier oder als PDF. Torben Wadlinger sieht die komplexe Gemengelage gelassen: „Wir haben bei diesem Projekt die Möglichkeit, neue Planungsmethoden und alte Bausubstanz zu verbinden. Und die vielen Ansprechpartner mit ihren spezifischen Anforderungen müssen wir abholen. Doch das neue Betreiberkonzept passt sehr gut zu der alten Anlage in Dirmstein.“

BIM auch für Sanierungen sinnvoll

Die neuen Planungsmethoden, von denen Torben Wadlinger spricht, sind noch nicht in jedem Büro und bei allen Bauherren verbreitet. Und gern wird propagiert: die digitale Planung mit BIM lohnt sich nicht für ein kleines Architektur- oder Ingenieurbüro – und erst recht nicht für Einfamilienhäuser oder Sanierungen. Beides stimmt nicht.

Vor allem für Projekte, die in einem abgeschlossenen Zeitrahmen von ca. zwei Jahren realisiert (und ausgewertet) werden können, ist BIM sinnvoll und wertschöpfend. Ein Beispiel hierfür ist das Büro Graf + Partner. Mit vier festen und einem freien Mitarbeiter sind sie ein kleineres Büro, sehen darin aber einen Marktvorteil, wie Torben Wadlinger berichtet: „Wir können viel schneller agieren oder reagieren und neue Arbeitsabläufe sowie Methoden implementieren, als große Büros dazu in der Lage sind. Das wird unter anderem durch unsere kurzen internen Wege und eindeutigen Zuständigkeiten möglich. Was nicht heißt, dass das Planen mit BIM ein demokratischer Prozess ist. Delegieren ist Pflicht. Und jeder unserer Mitarbeiter muss auch ein BIM-Koordinator sein.“


Projektinformationen: Sanierung einer denkmalgeschützten Mühle mit Nebengebäude in Dirmstein/Pfalz
Bauherr: Oliver Meyer
Planungs- und Bauzeit: 2014 bis 2019 in drei Bauabschnitten
Architekten und Projektleitung: Graf +Partner Architekten
Statiker: fwp Fischer und Weisbrod, 67574 Osthofen
TGA-Fachplaner: Klug Engineering, 64283 Darmstadt    
Wärmeschutz/Energiekonzept: stereoraum Architekten, 55286 Wörrstadt
Bauleistungen: Bestandserfassung und -bewertung, Planung, Ausschreibung, Objektüberwachung
Planungsmethode: BIM-Planung mit ARCHICAD mit digitalem Bestandaufmaß

Projektbesonderheiten: Planen am fließenden Gewässer unter Berücksichtigung einer Renaturierung und Verlegung des Bachlaufs im Hinblick auf Denkmalschutz und  Gebäudestandsicherheit und der Wahrung aller am Prozess beteiligten Interessen.

© Torben Wadlinger/Graf + Partner Architekten
Graf + Partner vermessen die denkmalgeschützte Spormühle vor der Baueingabeplanung
Autor

Tim Westphal studierte Architektur an der FH Wismar (Diplom). Arbeit für Architekturmagazine und Volontariat in der Architekturfachbuchabteilung des Callwey-Verlags München, von 2003 bis 2016 Fachredakteur bei der Fachzeitschrift Detail in München. Seit Sommer 2016 als selbstständiger Journalist und Berater tätig.

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