Fallstudie zur BIM-Anwendung über den gesamten Lebenszyklus eines großen Krankenhausprojekts!

Der folgende Artikel stammt von „BIM-Studienkreis“

Dieser Beitrag nimmt das Bauprojekt des Krankenhauses für Mutter- und Kindergesundheit in Shaoxing (Kinderkrankenhaus Shaoxing)als Beispiel und stellt die Anwendung der BIM-Technologie über den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden vor:

          

         
Projektübersicht

          

Das Krankenhaus für Mutter- und Kindergesundheit in Shaoxing ist eines der wichtigsten Projekte der öffentlichen Daseinsvorsorge der Stadt. Der Bauprozess ist komplex, die Informationsmenge groß und die Zahl der Arbeitsschnittstellen hoch. Aus diesem Grund formulierte das BIM-Beratungsteam die Strategie  „erstklassige Planung, erstklassige Bauausführung, erstklassiger Betrieb“vor und erarbeitete auf der Grundlage praktischer Erfahrungen im Bereich der Informatisierung sowie ausgereifter Technologien aus dem In- und Ausland ein umfassendes Lösungskonzept für die Informationsdienstleistungen dieses Projekts.

          

Gestützt auf die Rückverfolgbarkeit, gemeinsame Nutzbarkeit und Transparenz der BIM-Informationen begleitet die Technologie das Bauvorhaben über dessen gesamten Lebenszyklus und unterstützt den intelligenten (Fertigungs-)Bau sowie die digitale Plattform für das Krankenhausmanagement. Das Projekt der Klinik für Mutter- und Kindergesundheitumfasst in seinem gesamten Lebenszyklus die Phasen Konzeption, Planung, Produktion, Bau und Betrieb.

              

          

         
Konzeptphase

              

Für das Projekt der Klinik für Mutter- und Kindergesundheit wurde ein vollständiges System aus gemeinsamen Zielen, Plänen und Umsetzungsmaßnahmen aufgebaut und ein BIM-Umsetzungskonzept für das Projekt erstellt, um sicherzustellen, dass alle Bauphasen den Genauigkeitsanforderungen der „Einheitlichen Norm für die Anwendung von Gebäudeinformationsmodellen“ entsprechen.

          

Es wurden Projektvorlagen für die Umsetzung erstellt, um die standardisierte Weitergabe der BIM-Modelle sowie die Einheitlichkeit und Kontinuität der Modellanwendungen und der Lieferergebnisse sicherzustellen. Während der Modellierung und Optimierung erkannten die Fachdisziplinen Probleme und hielten sie zeitnah fest, wodurch rückverfolgbare Dokumente entstanden, die allen Beteiligten zur Einsichtnahme dienen.

   

In der Konzeptphase wird ein BIM-Modell aufgebaut, das den Projektbeteiligten als Datenträger dient und die Umgebung sowie die Gesamtpositionierung des Projekts widerspiegelt. Anhand des BIM-Datenmodells werden die Kennwerte der Umgebungsindikatoren analysiert; das liefert eine verlässliche technische Grundlage für die Festlegung von Gebäudestandort und Gebäudeform und vermeidet zugleich spätere Planungsänderungen und wiederholte Überarbeitungen, wodurch die Arbeitseffizienz und die Planungsqualität erhöht werden.

              

          

Durch die parametrische Modellierung des geplanten Projekts mit BIM werden maßstabsgleiche Darstellungen erzeugt, die zeigen, wie sich das Gebäude in unterschiedlichen Umgebungen präsentiert,sodass die Projektverantwortlichen die Machbarkeit des geplanten Projekts unmittelbar beurteilen können.

              

         
Planungsphase

          

Die BIM-Technologie macht die fachspezifischen, abstrakten zweidimensionalen Gebäudedarstellungen allgemein verständlich und räumlich anschaulich, sodass sowohl die Fachplaner als auch die Nichtfachleute – etwa die Bauherren – klarer erkennen können, ob die Anforderungen des Projekts erfüllt sind, und die Entscheidungen zum Projekt präziser getroffen werden können.

          

          

Die BIM-Anwendung in der Planungsphase des Projekts stützt sich auf die Modellerstellung,wobei insgesamt 162 Unzulänglichkeiten in den Planungs- und Ausführungszeichnungen bzw. Planungsprobleme festgestellt und ein BIM-Beratungsbericht erstellt wurden.

          

Die BIM-Technologie unterstützt die Planung des unterirdischen Raums: Mithilfe von Programmiersoftware werden Analyseprogramme für die lichte Höhe erstellt und Analysen der Tiefgarage durchgeführt, die mögliche Probleme umfassend aufdecken. So lassen sich vorausschauend sinnvolle Planungen vornehmen und die Nutzung des unterirdischen Raums bestmöglich steigern.

              

              

Die Anwendungsergebnisse der BIM-Technologie aus der Planungsphase des Projekts werden auf die BIM+-Informationsplattform hochgeladen, dort integriert und den Projektbeteiligten zur gemeinsamen Nutzung bereitgestellt, wodurch eine effiziente Informationskoordination und -verzahnung erreicht und die Gesamteffizienz gesteigert wird,und die kollaborative Zusammenarbeit über den gesamten Projektlebenszyklus verwirklicht wird.

          

          

         
Produktionsphase

              

Die Detailplanung des Stahlbaus – einschließlich der Detailmaße von Stützenfüßen, Einbauteilen, Stützenstoßknoten, Träger-Träger-Knoten und Stützen-Träger-Knoten, der Schweißnaht- und Fugenmaße, der vertieften Planung der Schraubenanordnung sowie einer sinnvollen Unterteilung der Bauteile usw. – ermöglicht den direkten Export der zugehörigen Mengenermittlungslisten und dient als Grundlage für die Vorfertigung im Werk; nach der Detailplanung liegt die Modelltiefe bei LOD400 bis LOD500.

          

          

Die BIM-Modelle werden mit den digitalen Fertigungsanlagen verknüpft, um die Fertigteil-Stahlbauteile herzustellen, wodurchdie Präzision und Qualität verbessert werden.

              

          

         
Bauphase

          

Auf der Grundlage des BIM-Modells wird die Detailplanung der Ausführungszeichnungen durchgeführt, in der die Planungen aller Gewerke und Systeme zusammengeführt werden. Konflikte und Kollisionen zwischen Gewerken und Systemen werden dabei klar erkennbar, und Anpassungen sind – anders als bei herkömmlichen zweidimensionalen CAD-Planungen – schneller möglich; sie können bereits vor Baubeginn abschließend vorgenommen werden. So werden Planungsstreitigkeiten reduziert, der Baufortschritt beschleunigt und Verschwendung vermieden.

              

          

Durch die integrierte Detailplanung der Leitungen und unter Berücksichtigung der Gegebenheiten auf der Baustelle wird die lichte Raumhöhe sinnvoll genutzt und die Höhe der abgehängten Decken gezielt optimiert. Beispiel siehe unten: Vor der Optimierung betrug die abgehängte Deckenhöhe im Flur 2,45 m; nach der Detailplanung liegt sie bei 2,9 m. Die Leitungsführung ist nun deutlich sinnvoller, und Nutzungskomfort sowie Raumerlebnis haben sich erheblich verbessert.

              

          

Mithilfe des BIM-Modells wird überprüft, ob die lichten Höhen der Innenausbauplanung realisierbar sind; die Projektbeteiligten werden frühzeitig gewarnt und erhalten relativ präzise Höhenangaben für den Innenausbau.

          

Die leichtgewichtigen Modelle der Webversion der BIM+-Plattform ermöglichen die technische Einweisung gleichzeitig online und offline,und alle Projektbeteiligten können über die leichtgewichtigen Modelle zudem Änderungswünsche einbringen, wodurch Nacharbeiten während des Bauprozesses reduziert werden.

              

          

Die nach der Detailplanung erstellten BIM-Modelle werden über die Informationsplattform als leichtgewichtige Modelle veröffentlicht; die Baustellenteams können sie über mobile Endgeräte und PCs zeitnah einsehen, umpräzise zu bauen und die Baueffizienz zu steigern.

          

Das Team erstellt geschoss- und bereichsweise Knotendetails in Grundriss-, Schnitt- und 3D-Darstellung für die integrierte Leitungsoptimierung sowie für Halterungen und Abhängungen; die Monteure vor Ort fertigen die Halterungen und Abhängungen anhand der übergebenen Zeichnungen an und schließen die Installation der MEP-Leitungen ab.Insgesamt wurden 132 Knotenpunkte optimiert; bei Umbau- und Änderungskosten von rund 5.000 Yuan je Knotenpunkt ergibt sich eine Einsparung von rund 660.000 Yuan.

              

          

Auf der Grundlage der BIM-Anwendungsmodelle werden die Baustellenteams visuell unterwiesen, wodurch Nacharbeiten reduziert sowie Bauleistung und Baufortschritt verbessert werden. Beispiel: Nach den Messungen vor Ort konnte die Bauzeit für einen einzelnen Technikraum dank der BIM-Anwendung gegenüber den ursprünglich zwei Monaten um etwa die Hälfte verkürzt werden, wodurch die Arbeitseffizienz und der Baufortschritt erheblich gesteigert wurden.

              

          

Auf der Grundlage der BIM-Anwendungsmodelle wird der Baufortschritt visuell simuliert: Die Entscheidungsträger erhalten einen Überblick über die Bauzeitenplanung, erkennen frühzeitig Schwachstellen im Ablauf und verfolgen deren Behebung koordinierend; die Baustellenteams gewinnen einen unmittelbaren Eindruck vom Bauablauf und verstehen die Absichten der Entscheidungsträger klar.

          

Der Bauzeitenplan wird in das BIM-Informationsmodell eingetragen; Raum- und Zeitinformationen werden in einem visuellen 4D-Modell zusammengeführt, das den Bauprozess des gesamten Gebäudes anschaulich und präzise abbildet. Auf dieser Grundlage lassen sich im Voraus die Beherrschbarkeit der wichtigsten Bauvorgänge, die Ausgewogenheit der Bauablaufplanung, die Zweckmäßigkeit von Gesamtplan und Baustelleneinrichtung sowie die Korrektheit der Arbeitsfolgen erkennen.

              

          

         
Betriebsphase

          

Auf der Grundlage des BIM-Modells werden für die spätere Detailplanung realistische Visualisierungen (Renderings) erzeugt. Durch den Vergleich verschiedener Varianten wird der Bauherr bei der raschen Auswahl des Innenausbaukonzepts unterstützt und die Arbeitsleistung des Innenausbau-Unternehmens erhöht. Auf der Grundlage der 3D-Darstellung des BIM-Modells können auch die Krankenhausmitarbeiter optimierte Vorschläge einbringen, was die bevorstehende medizinische Arbeit erleichtert.

              

          

         
Fazit

          

Das Krankenhaus für Mutter- und Kindergesundheit in Shaoxing setzt die BIM-Technologie über den gesamten Lebenszyklus der Bauausführung ein; damit wird das wissenschaftlich-technische Niveau von Planung, Entwurf, Bau und Betrieb im Bauwesen angehoben und die umfassende Informatisierung und Modernisierung der Bauwirtschaft gefördert. Die Technologie besitzt einen enormen Anwendungswert und ein breites Anwendungsspektrum.    

          

          

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