Modellbasierte Tragwerksplanung
AL 3, Hydro Aluminium
Unter Anwendung der BIM-Methode ist es uns gelungen, trotz signifikanter Änderungen während der Planung und Ausführung den Neubau der Produktionsanlage AL 3 von Hydro Aluminium in Grevenbroich termingerecht umzusetzen.
Nahe Düsseldorf sind innerhalb von nur zwei Jahren Planungs- und Bauzeit eine Produktionshalle mit dazugehörigen Nebengebäuden für die Automobillinie AL3, ein Hochregallager mit Bundeingang und Verbindungsbrücke sowie die dazugehörige Infrastruktur und technischen Anlagen entstanden. Die langgestreckte, dreischiffige Produktionshalle haben wir als Stahlkonstruktion mit einem Achsraster von sieben Metern und einem umlaufenden Sockel aus Stahlbeton ausgeführt. Sie bildet mit rund 200 m Länge und 40 m Breite das Zentrum der neuen Anlage. Im Nebengebäude und dem Hochregallager leiten tragende Stahlbeton-Wandscheiben die Lasten ab und steifen die Gebäude aus. Weil für die Gebäude eine maximale Höhe vorgegeben war, haben wir das Hochregallager 8 Meter tief in den Boden eingegraben.
Die Tragwerksplanung für den Neubau der Produktionslinie erfolgte in modellorientierter Arbeitsweise. Die Entscheidung für die dreidimensionale Planung lag dem Bewusstsein zugrunde, dass es sich bei der Anlage AL3 um einen Prototyp handelt, der durch den Anlagenbauer auch nach Abschluss der baulichen Planung weiterhin individuell auf die Bedürfnisse von Hydro Aluminium abgestimmt wurde. Damit waren viele Planänderungen während des Planungsfortschritts abzusehen. Laut ursprünglicher Planung war ein Großteil der Flächen nicht unterkellert und darauf ausgelegt, die hohen Maschinenlasten in das Erdreich abzuleiten. Aus dem weiteren Verlauf der Anlagenplanung ergab sich u. a. die Forderung, das Materialhandling z. T. unterirdisch zu verlegen, so dass letztlich große, komplexe Kellerstrukturen zur Verfügung gestellt, weiterhin aber auch die hohen Maschinenlasten abgefangen werden mussten. So erfolgte die Einrichtung der zusätzlichen Kellerbereiche mit verstärkten Kellerdecken und -wänden zur Lastabtragung ohne eine Verlängerung der Bauzeit.
Und so war das 3D-Modell der Tragwerksplanung maßgebend und die Basis, in welche die Informationen aus Architektur und TGA für Durchbrüche, die Leitungsführung etc. eingepflegt und übernommen wurden. Sogar noch während der Betonage konnten Änderungswünsche mit erheblichen Eingriffen in die Tragwerksplanung berücksichtigt werden. Anfragen von der Baustelle haben wir direkt am 3D-Modell geklärt, alle schließlich aus dem 3D-Modell generierten Schnitte beinhalteten automatisch alle Änderungen. Weil nur ein 3D-Modell gepflegt wurde, war eine Schnittstellendefinition und ein kontinuierlicher Datenabgleich zwischen parallel bearbeiteten 3D-Fachmodellen beim Neubau der Produktionshalle nicht notwendig. Anhand von Baufortschrittsplänen, die aus dem Modell heraus visualisiert wurden, ließen sich Soll- und Ist-Stände schnell mit dem Terminplan abgleichen.
Insbesondere wegen der verbreiteten „baubegleitenden“, nachgelagerten Durchbruchsplanung und der damit notwendigen Überarbeitung statisch relevanter Durchbrüche bot die Planung auf Basis der BIM-Methodik enorme Vorteile. Beim Projekt Hydro gingen die baubegleitenden Anpassungen weit darüber hinaus, bis hin zu Rücksprüngen in Leistungsphase 3, wenn z. B. Kellerstrukturen in vorher flachgegründeten Bereichen geschaffen werden mussten, um der Fortschreibung der Anlagenplanung Rechnung zu tragen. Das Erkennen von geometrischen Kollisionen, Konflikten und Abhängigkeiten zu bisherigen Planungsständen und zu z. B. Leitungen oder weiteren Durchbrüchen bereits während der Planung bzw. Umplanung wurde dadurch deutlich verbessert.
Der BIM Gedanke „Build it twice“ konnte hierdurch hinsichtlich des Rohbaus realisiert werden. Durch automatische Massen- und Flächenberechnungen oder Bauteillisten aus dem BIM-Modell entstanden zusätzliche Einsparpotentiale. Darüber hinaus konnte am dreidimensionalen Modell sehr anschaulich und transparent dargestellt werden, was später gebaut wird oder welche Vor- und Nachteile Varianten bieten. Dadurch konnten der Bauherr und alle Beteiligten zu einem früheren Zeitpunkt und kontinuierlich in Entscheidungen eingebunden werden. Alle Fachdisziplinen mussten zu einem früheren Zeitpunkt als bisher miteinander kommunizieren, weil sich der Planungsaufwand und der Detaillierungsgrad der Planung nach vorne, in frühere Leistungsphasen verlagern. Ohne die erheblichen Zeitersparnisse der Anwendung der BIM-Methode wären die ambitionierten Termine nicht zu halten gewesen. Trotz der Vielzahl signifikant veränderter Planungen und Ausführungen wurde die Baumaßnahme innerhalb der vorgegebenen zwei Jahre Planungs- und Bauzeit umgesetzt.