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𝗡𝗲𝘂𝗲𝘀 𝗠𝗼𝗱𝗲𝗹𝗹𝗶𝗲𝗿𝘂𝗻𝗴𝘀𝘃𝗲𝗿𝘀𝘁ä𝗻𝗱𝗻𝗶𝘀
𝗔𝘂𝘀𝘄𝗲𝗿𝘁𝘂𝗻𝗴 𝗔𝘂𝗳𝘄𝗮𝗻𝗱 𝘃𝗼𝗻 𝗭𝗲𝗶𝘁 𝘂𝗻𝗱 𝗞𝗼𝘀𝘁𝗲𝗻 𝗳ü𝗿 𝗣𝗹𝗮𝗻𝘂𝗻𝗴, 𝗞𝗼𝗻𝘀𝘁𝗿𝘂𝗸𝘁𝗶𝗼𝗻 𝘂𝗻𝗱 𝗠𝗼𝗻𝘁𝗮𝗴𝗲 𝗯𝗲𝗶 𝗛𝗼𝗹𝘇𝗳𝗮𝘀𝘀𝗮𝗱𝗲𝗻 𝗲𝗿𝗴𝗶𝗯𝘁:
𝗲𝗶𝗻𝗱𝗲𝘂𝘁𝗶𝗴𝗲 Ü𝗯𝗲𝗿𝘀𝗰𝗵𝗿𝗲𝗶𝘁𝘂𝗻𝗴 𝗴𝗲𝗴𝗲𝗻ü𝗯𝗲𝗿 𝗱𝗲𝗿 𝗩𝗼𝗿𝗸𝗮𝗹𝗸𝘂𝗹𝗮𝘁𝗶𝗼𝗻
= 𝗵ö𝗵𝗲𝗿𝗲 𝗲𝗳𝗳𝗲𝗸𝘁𝗶𝘃𝗲 𝗚𝗲𝘀𝗮𝗺𝘁𝗸𝗼𝘀𝘁𝗲𝗻 𝗽𝗿𝗼 𝗤𝘂𝗮𝗱𝗿𝗮𝘁𝗺𝗲𝘁𝗲𝗿 𝗙𝗮𝘀𝘀𝗮𝗱𝗲
Gastbeitrag ERNE AG Holzbau unter dem stellvertretenden Produktionsleiter Sascha Schade
MSc VDC André H. für ERNE AG Holzbau am Institut Digitales Bauen FHNW
Die Analyse zeigt:
die traditionelle und manuelle 3D-Konstruktionsmethode ist aufwändig und fehleranfällig, sowie Planungs- und Umsetzungsprozesse sind uneinheitlich
= Ineffizienzen und unabsehbare Verzögerungen sind die Folge.
Basierend auf dem BIMwood-Modellierungsverständnis und digitaler Prozessautomatisierung können Einsparungen von bis zu 50% an Produktionsaufwänden über die Bereiche Planung und Fertigung erzielt werden.
BIMwood schlägt eine neue Modellierungsstrategie vor: Die Modellierung erfolgt unter Verwendung vereinfachter, aber präziser Hüllkörpermodelle mit minimalen, aber vollständigen, eindeutigen und widerspruchsfreien Informationen. Die generischen Hüllkörper dienen dabei als Informationsgefässe, um komplexe Schichtensysteme in vereinfachten geometrischen Einheiten effizient verarbeiten zu können.
BIMwood_Argumentarium.pdf
𝗞𝗼𝗻𝘀𝗲𝗾𝘂𝗲𝗻𝘁𝗲 𝗭𝗶𝗲𝗹𝗲𝗻𝘁𝘄𝗶𝗰𝗸𝗹𝘂𝗻𝗴
Auch wenn minimale Betriebs- und Unterhaltskosten bei Projektbeginn als Ziel definiert wurden, geht dies im Laufe der Projektbearbeitung oft unter und die Mehrheit der Entscheidungen wird über Erstellungskosten getroffen.
Damit Ziele von Projekten erreicht werden können, müssen diese von allen Projektbeteiligten verstanden und im Projektabwicklungsprozess immer wieder überprüft werden.
Das BIMwood Team ist der Auffassung, dass es nicht ausreicht, die Projetziele schriftlich zu kommunizieren.
Es braucht eine aktive Auseinandersetzung mit den Zielen, fachliche Verifizierungen und Präzisierung und schlussendlich deren Gesamtkoordination. Mit dem Werkzeug T-Modell hat das BIMwood Team eine Hilfestellung für diese zentralen Projektmeilensteine erarbeitet:
BIMwood_Informationsbedarf.indd
𝗪𝗮𝘀 𝗶𝘀𝘁 𝗺𝗶𝘁 𝗛𝗼𝗹𝘇𝗯𝗮𝘂𝗴𝗲𝗿𝗲𝗰𝗵𝘁𝗲𝗻 𝗘𝗻𝘁𝘄𝘂𝗿𝗳𝘀- 𝘂𝗻𝗱 𝗣𝗹𝗮𝗻𝘂𝗻𝗴𝘀𝗺𝗲𝘁𝗵𝗼𝗱𝗲𝗻 𝗴𝗲𝗺𝗲𝗶𝗻𝘁?
Seit den 80er Jahren nutzt die Holzbaubranche die Potentiale der computergestützten Planung (CAD) und der automatenunterstützten Fertigung (CNC).
Element- und Modulbauweise sowie ortsungebundene Produktion und Vorfertigung sind Alltag im Schweizer Holzbau.
Dabei müssen die spezifischen Eigenschaften des natürlichen Baustoffs Holz sowie dessen Verarbeitungs- und Fertigungsrahmenbedingungen berücksichtigt werden – ab der Entwurfsphase.
Ausgangslage von BIMwood war das Ziel, Grundlagen für die Realisierung von kostengünstigem, nachhaltigem Wohraum zu entwickeln. Gestützt auf digitale Werkzeuge. Optimiert auf vorgefertigte Holzbauweise.
Dazu bilden Holzbau-typische Parameter die Grundlage:
– Entwicklung von Gebäude-Geometrien und Räumen entlang von Material-, Konstruktions-, Lastableitungs- und Fügungslogiken
– Konzipierung auf hohen Vorfertigungsgrad und daran angepasste Prozesse
– Ziel-orientierte, koordinierte digitale Informationsübergabe
Bereits im Entwurf werden die Weichen gestellt: das für die Projektaufgabe ideale Holzbausystem inklusive seiner Fügungen zu entwickeln und die entsprechenden Produktions- und Montageprozesse zu berücksichtigen. Dadurch kann der Baustoff Holz effizient und ressourcenschonend eingesetzt werden. Das Ergebnis sind nachhaltige und kostengünstig gebaute Wohnräume.
BIMwood widmet diesem Thema im Abschlussbericht “BIMwood How-to”ein ganzes Kapitel unter dem Titel “Design for Prefabricated Timber Construction”.
BIMwood_How-To_Abschlussbericht.pdf
Weiter hat das BIMwood-Team mit den T-Modellen ein Werkzeug geschaffen, um an Informationsschnittstellen bezüglich Aufgaben, Resultaten und zugehörigen Informationsbedürfnissen Transparenz zu schaffen.
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Holzbaukompetenz früher in den Prozess integrieren!
𝘎𝘢𝘴𝘵𝘣𝘦𝘪𝘵𝘳𝘢𝘨 Gerd Prause
„Die Kunst der Planung besteht darin, den Schwierigkeiten der Ausführung zuvorzukommen“ (Luc de Clapiers, Marquis des Vauvenargues, französischer Philosoph und Schriftsteller)
Bildquelle: schultearchitekten gmbh
Die „Ausführung“ laut oberem Zitat beginnt im Holzbau mit der Arbeitsvorbereitung, der Bestellung und der Fertigung der Elemente im Holzbaubetrieb. Wirtschaftliches Planen von Holzgebäuden muss das Holzbauwissen der Ausführenden einbeziehen, damit die Planung später umsetzbar ist. Schon im Wettbewerb, wie bei dem unten gezeigten Bauvorhaben oder in den ersten Leistungsphasen ist es sinnvoll beim Tragwerk aus Holz die jeweiligen Argumente für Raummodulbau, Skelettbau oder Elementbau zu bedenken. Beim Modulbau braucht man, in erster Linie wegen den Transportmöglichkeiten, das Wissen um die sinnvollen Größen von Raummodulen und diese bestimmen den Entwurf maßgeblich mit.
So konnten wir für schultearchitekten gmbh bei diesem 6-geschossigen Hotel schon während des Architekturwettbewerbs unser Ausführungswissen einbringen. Gemeinsam wurde ein Konzept aus Raummodulen, Elementbau und Treppenhäuser in Beton entwickelt. Die Bilder zeigen den Wettbewerbsstand. Wir begleiten den Planungsprozess beratend weiter mit Stellungnahmen unter anderem zu den Themen Vergabemöglichkeiten an den Holzbaubetrieb, Planung des Witterungsschutzes, Schnittstellen zum Betonbau und Baustellenlogistik.
Mit der Holzbaukompetenz, dem Zimmererwissen der Ausführenden im Team wird holzbaugerecht geplant. Das bedeutet die Bauteile sind fertigbar, transportierbar und montierbar gedacht und ein Re – Design nach der Vergabe an den Holzbauer entfällt.
Wie können Potenziale von BIM ausgeschöpft und Mehrwert für alle Beteiligten erschaffen werden?
BIM – Bau-Informations-Modellierung
Modellierung gemäss Duden: erschaffene Gestalt, Form. In Form gebrachte Bau-Informationen also.
Aber in Form in Bezug auf was?
BIMwood meint: Mindestens in Bezug auf die Projektziele, Meilensteine und Aufgaben. Im Idealfall auch in Bezug auf die interdisziplinäre Zusammenarbeit.
Das kann niemand und keine Disziplin alleine!
Interdisziplinär zu arbeiten ist nach dem BIMwood-Verständnis eine Wertehaltung: Nämlich, auf ein Ziel gemeinsam hin zu arbeiten.
Warum sollten wir das tun?
Nebeneinander zu arbeiten verursacht Missverständnisse und damit Mehrfachbearbeitungen. Wir schaffen uns gegenseitig Aufwände.
Der ausschliessliche Fokus auf eigene, disziplinäre Ziele verhindert auch einen konstruktiven Dialog über interdisziplinäre Schnittstellen und führt zu manuellen, fehleranfälligen Eingaben in verschiedenen Tools.
Wenn wir uns über gemeinsame Ziele, Meilensteine und Aufgaben verständigen, schaffen wir die Grundlage, Schnittstellen zu optimieren und uns so gegenseitig zu helfen.
Damit schaffen wir nicht nur für das gemeinsame Projekt und dessen Auftraggeber Mehrwerte, sondern wir ermöglichen, dass diese auch für alle und für jeden einzelnen Beteiligten erreicht werden können.
BIMwood Erkenntnisse und Haltungen
Wie kann die Digitalisierung im Holzbau ihre volle Wirkung entfalten? Und wie kann sich die Branche digital transformieren?
Das BIMwood-Projektteam hat fünf Stolpersteine zusammengetragen und Haltungen entwickelt:
1. Phasenmodelle sind keine Prozesse. Eine phasenweise Beauftragung von Projektpartner*innen führt zu Informationsverlusten und Aufarbeitungsaufwänden bei Phasenübergängen. Dies wirkt sich negativ auf die resultierende Projektqualität sowie die Zielerreichung aus. BIMwood ist der Meinung, dass, um hochwertige Objekte realisieren zu können, Prozesse gemeinsam mit den Projektbeteiligten von den Projektzielen ausgehend rückwärts geplant werden müssen.
2. Ziele müssen klar definiert, fachlich verifiziert, koordiniert werden. Es gilt, ein gemeinsames Verständnis zu erarbeiten, so dass Ziele von alle Projektbeteiligten verstanden werden.
3. BIM bedeutet nicht, dass eine Planungspartei alle Informationen in ein Modell einarbeitet und alle nur dieses eine Modell nutzen – es bedeutet viel mehr, ein gemeinsames Datenmodell zu verwenden. Dazu müssen alle Beteiligten ihre Daten nach einem gemeinsamen Verständnis strukturieren. Nur so ist gewährleistet, dass alle “dieselbe Sprache sprechen” und Informationen gemeinsam genutzt werden können.
4. Eine grosse Mehrheit der am Planungs- und Bauprozess Beteiligten kann nicht präzise und strukturiert benennen, welche Informationen sie zu welchem Zeitpunkt in welcher Qualität benötigen. BIMwood meint, dass es eine erste essenzielle Hausaufgabe aller Akteur*innen in Bauprojekten ist, dies für seine jeweiligen Dienstleistungen als Verständigungsgrundlage mit anderen zusammenzutragen.
5. Jeder Baustoff hat seine Vorteile und aber auch spezifische Rahmenbedingungen, unter welchen seine Vorteile zum Tragen kommen. Materialspezifische Eigenschaften und damit verbundene Produktionsmethoden müssen bereits in der Projektentwicklung und im Entwurf berücksichtigt werden, um damit verbundene Vorteile optimal ausschöpfen zu können.
Ein Vorurteil: Der Holzbau ist eine Diva!
Ein aktuelles Holzwohnungsbau-Beispiel zeigt, wie mit 4 Nasszellen-Typen und einer einzigen Deckenspannweite 70 hochwertige Wohnungen realisiert werden können.
Bildquelle: Baumann Roserens Architekten ETH SIA BSA
Bauen mit Holz wird oft als komplex, in der Planung aufwändig und koordinativ herausfordernd wahrgenommen. Um die vielfältigen Anforderungen zu erfüllen, die heute an Bauwerke gestellt werden – u. a. Erdbebensicherheit, Brandschutz, Schallschutz, Energieeffizienz, Nachhaltigkeit – wird Holzbau heute mehrheitlich in Systembauweise ausgeführt.
Dies bietet viele Vorteile: Beispielsweise die Möglichkeiten zur Vorfertigung und Qualitätssicherung und damit verbundene kürzere Rohbau- und schlussendlich Bauzeiten.
Dies macht Holzbauen aus Investoren-Sicht zusätzlich interessant, da damit im Vergleich zur Ortsbauweise mit Holzbauten schneller Rendite generiert werden kann. Damit diese Vorteile ausgeschöpft werden können, müssen jedoch Holzbaufachleute früh einbezogen sowie Leistungsschnittstellen und adaptierte Prozesse gemeinsam erarbeitet werden.
Wir sind überzeugt: Holzbau ist eine Bauweise der Zukunft!
Denn: Holz speichert den Kohlenstoff CO2 temporär und kann damit massgebend zum Klimaschutz beitragen.
Weiter machen das geringe Gewicht, die gute Tragfähigkeit sowie die leichte Bearbeitbarkeit den Baustoff prädestiniert für Vorfertigung und damit Element- und Modulbauweise.
Nahezu 50 Jahre Erfahrung in digitaler 3D-Planung, maschinellem Zuschnitt und digital unterstützter Fertigung machen Holzbaufachpersonen ausserdem zu wertvollen Erfahrungsträger*innen für zukunftsfähige Bauten und damit zu idealen Projektpartnern.
Gelungene Holzbauten sind allerdings Teamleistungen!
Damit Teams gemeinsam erfolgreiche Projekte realisieren können, braucht es in erster Linie ein gemeinsames Verständnis für die Projektaufgabe, eine Klärung der Zusammenarbeitsschnittstellen sowie auf die Projektrahmenbedingungen optimierte Prozesse. Arbeitshilfsmittel dazu hat das BIMwood Team erarbeitet und stellt sie allen Interessierten als Downloads zur Verfügung.
Ein Vorurteil: BIM = 3D + Mehraufwand
Nur zehn Parameter müssen bekannt sein, um den Flächenbedarf von Installationsschächten im mehrgeschossigen Wohnungsbau zu bestimmen. Diese können früh in Projekten ermittelt und so die erforderlichen Flächen im Entwurf berücksichtigt und phasengerecht koordiniert werden.
Bildquelle: d2p TECSLOT Configurator
Sehr oft wird BIM nur als Mehraufwand wahrgenommen. Es wird kein Nutzen erkannt. BIM ist nur ein weiterer erforderlicher Output.
Wer bezüglich BIM nur das erarbeitet, was von extern gefordert wird, hat tatsächlich nur Mehraufwand.
Wer aber für sich selbst analysiert, was BIM intern für Vorteile oder Vereinfachungen bringen kann, hat die Möglichkeit, extern geforderte BIM-Outputs als Resultate aus seinen eigenen Arbeitsabläufen ohne Mehraufwand auszugeben. Und gleichzeitig für sich selbst Mehrwerte zu ermöglichen.
BIM ist ein übergeordneter methodischer Ansatz, der durch disziplinenübergreifende Zusammenarbeit Technologie und Prozess kombiniert und daraus auch übergeordneten Nutzen generiert.
Die Grundlagen sind Ziel- und Parameterbewusstsein.
Wenn die relevanten Faktoren (Parameter) einer Fragestellung bekannt sind, können diese benannt und eingefordert werden.
Sie können dann zu den erforderlichen Resultaten verarbeitet werden.
Keine Suchzeit. Automatisierung wird ermöglicht. Die Planungszeit minimiert. Die Qualitätssicherung der Ausführung vereinfacht.
Dies wird möglich, wenn Ziele bekannt, Meilensteine und Teilschritte gemeinsam erarbeitet und Informationsbedürfnisse klar definiert wurden. BIMwood hat zur Unterstützung der Erarbeitung der Informationsbedürfnisse das Hilfsmittel T-Modell als Informationsanforderungsschema entwickelt.
Ein Vorurteil: Je BIMmer desto schlimmer für das Holzbauunternehmen!
Für die Produktions- und Werkstattplanung verarbeitet und koordiniert das Holzbaunternehmen Dokumente und Informationen von mindestens 11 verschiedenen Planungsdisziplinen.
Fast 40% der Arbeitszeit werden in dieser Projektphase für das Suchen und Beschaffen der relevanten Informationen aufgewendet.
Bildquelle: Afca Hololens
BIM-Modelle sind für die Produktionsplanung zumeist geometrisch unbrauchbar, datenmässig überladen und trotzdem unvollständig. Je länger wir in die neue digitale Welt in der BIM-Planung eintauchen, desto klarer wird, dass wir erst am Anfang sind.
Die Branche steckt noch tief in einem analogen Planungsverständnis.
Wir fügen nur neue digitale Tools in unsere traditionellen Prozesse ein. Ein digital durchgängiger Workflow würde das volle Ausnutzen des Potenzials von Rationalisierung und Automatisierung im industrialisierten Holzbau ermöglichen. Mit einer qualitativ hochwertigen Aufbereitung von Daten für das Holzbauunternehmen können Qualitäts-, Kosten- und Terminsicherheit im Holzbau gesteigert werden. BIMwood steht für den konsequenten Einsatz einer Pull-Planung von den Projektmeilensteinen rückwärts gemeinsam mit allen Beteiligten. Besonders auch mit dem Holzbauunternehmen.
In der Planung der Planung werden Entscheidungsgrundlagen und davon abgeleitet Arbeitsgrundlagen definiert. In der detaillierten Prozessplanung wird gemeinsam bestimmt, was wann mit wem koordiniert werden muss.
Die Benennung von Dokumenten, Modellelementen und Datenfeldern wird geregelt. Informationen können so effizient ausgewertet und effektiv weiterverarbeitet werden.
Ein Vorurteil: Kostengünstiger Holzbau ist «Kisten stapeln»
