Im Schweizer Kanton St. Gallen erneuert die St.Gallisch-Appenzellische Kraftwerke AG (SAK) die Wasserkraftwerke an der Schils. Für den dreistöckigen Neubau der Kraftwerkszentrale Sägengüetli praktiziert das ausführende Bauunternehmen STRABAG das sogenannte BIM-to-Field – die Anwendung der digitalen 3D-Modelle auf der Baustelle. An die Stelle von Bauplänen auf Papier tritt ein durchgehend digitaler, modellbasierter Prozess: vom Aushub über die Bewehrung und Schalung bis hin zur Qualitätssicherung. Der Datenaustausch erfolgt im offenen IFC-Standard. Über entsprechende Cloudlösungen erhält der Polier die benötigten Informationen direkt auf sein Tablet.

BIM-to-Field-Pilotprojekt: erst digital, dann real umgesetzt
Der Feldversuch entstand auf Anregung des Planungsbüros Pöyry, das die Ausführungspläne anstatt in Papierform als 3D-Modelle anliefern wollte. Gemeinsam mit dem Bauherrn SAK beschloss STRABAG daraufhin, das modellbasierte Bauen auf der Flumser Baustelle in einem BIM-to-Field-Pilotprojekt zu wagen. Auch für Doka ist BIM eine richtungsweisende Methode. Das Unternehmen setzt sich seit einigen Jahren intensiv mit dem Thema auseinander, um Schalungslösungen noch genauer auf den Bauprozess abzustimmen und für mehr Effizienz auf den Baustellen zu sorgen.

International haben die Schalungstechniker bereits bei verschiedenen BIM-Projekten Erfahrungen gesammelt. Die Baustelle in Schils ist für Doka aber eines der ersten BIM-to-Field-Projekte. Zwar habe man schon mehrfach mit BIM-Modellen gearbeitet, so der Schweizer Doka-Ingenieur Frank Stritzke – aber dass seine 3D-Schalungsmodelle den Weg bis auf die Baustelle finden, ist auch für ihn eine Premiere. „Es war zu Beginn eine Umstellung von der konventionellen Planung in AutoCAD auf die 3D-Planung in Autodesk Revit. Gewisse Arbeitsschritte sind dadurch etwas aufwendiger geworden, weil die Modelle derart viele Informationen beinhalten. Doch der Aufwand zahlt sich aus: Schalungen für komplexe Objektgeometrien lassen sich in 3D deutlich schneller umsetzen und die Kollisionskontrolle ist dank der Simulationsmöglichkeiten am digitalen Zwilling erheblich einfacher“, so Stritzke. Die Software als auch die benötigten Objektbibliotheken für die Planung der Schalungsteile werden derzeit laufend weiterentwickelt. „Wir sind in engem Austausch mit unserem BIM-Team in unserem Headquarter in Amstetten und konnten so unsere Erfahrungen im Projekt mit STRABAG direkt in die Weiterentwicklung unserer Prozesse, der Revit-Bibliotheken und der Software einfließen lassen.“ Wesentliche Erkenntnisse entstanden im Rahmen der Arbeitsvorbereitungs- und Planungsphase des Bauprojekts. Es zeigte sich, dass es sich auszahlt, im Vorfeld Probleme am Modell zu bereinigen und die Prozesse sauber zu koordinieren – gerade was den Datenaustausch und die Schnittstellen zur Baustelle anbelangt – um später vor Ort Bauablaufstörungen zu vermeiden und die Arbeitsabläufe effizient zu gestalten.

3D-Modell gibt die Richtung vor
Nachdem die Schalung für das Erdgeschoss gestellt und ein erster Abschnitt betoniert wurde, zeigte sich Bauführer Christian Häni von der neuen Arbeitsmethode überzeugt: „Der Aufbau der Schalung wird mit dem 3D-Modell zum Kinderspiel. Ist der Startpunkt mit der Totalstation eingemessen, kann so im Prinzip jeder die Schalung richtig zusammenbauen. Man muss sich nur an das Modell halten.“ Die eingesetzte Software erlaubt den Arbeitern das Schalungsmodell aus beliebigen Blickwinkeln anzusehen und bei Bedarf Details zu vergrößern. „Auf den Papierplänen sind in der Regel nur gewisse Objektdimensionen vermerkt und wenige Schnitte gezeichnet. Mit dem 3D-Modell kann ich je nach Bedarf Modelleigenschaften ein- oder ausblenden, Distanzen messen oder Schnitte erstellen. Das ist nicht nur besonders effizient, die Pläne werden auch einfacher nachvollziehbar. Muss trotzdem einmal etwas geändert werden, geht es mit dem digitalen Workflow erheblich schneller“, so Häni. Anstatt Tage dauert es zum Teil nunmehr wenige Stunden bis ein aktualisiertes Modell vorliegt.

Material just-in-time und in der richtigen Menge
Ist das Schalungskonzept optimal an die örtlichen Gegebenheiten auf der Baustelle angepasst, lässt sich das benötigte Material für jeden Betonierabschnitt automatisiert aus dem Modell ermitteln und just-in-time bestellen. So kann mit weniger Material gearbeitet werden, was angesichts der beschränkten Platzverhältnisse auf der Baustelle ein großer Vorteil ist.

Die neuen Workflows wurden in den vergangenen Wochen sehr gut angenommen – „Learning by Doing“, wie man so schön sagt. Doch es bleiben noch einige Herausforderungen zu meistern. STRABAG-BIM-Manager Stijepan Ljubicic betont: „Die größte Hürde bei der Einführung neuer Prozesse ist die Unsicherheit der Beteiligten. Man darf nicht vergessen, die Menschen auf dem Weg mitzunehmen“. Nach Abschluss von Baulos 1 im August gilt es für die Projektpartner ein erstes Fazit zu ziehen. Ljubicic ist jedoch schon jetzt zuversichtlich, dass sich die bei diesem Pilotprojekt gewonnenen Erkenntnisse für eine weitere Skalierung und Standardisierung der BIM-Workflows im Unternehmen nutzen lassen. Den Grundstein für größere und komplexere BIM-to-Field-Projekte haben STRABAG und Doka nun gelegt.