Viele Persönlichkeiten. Zwei Standorte. Eine BO.

Interdisziplinäres BIM Seminar

WiSe 21/22

fiktives Szenario: Ein neues AUDIMAX für die Westfälische Hochschule Gelsenkirchen


Das BIM-Projekt im Wintersemester 21/22 bestand in der Planung eines neuen Hörsaal- und Seminargebäudes für die Westfälische Hochschule Gelsenkirchen. Das Seminar wird an der Westfälischen Hochschule als Modul „Virtuelles Bauen mit BIM (BIM)“ im Masterstudiengang „Systems Engineering in der Umwelt- und Gebäudetechnik“ und an der Hochschule Bochum für Studierende der drei Fachbereiche Architektur, Bau- und Umweltingenieurwesen sowie Geodäsie als „Interdisziplinäres BIM Seminars“ angeboten.

Das Szenario beinhaltete die Zusammenarbeit der Teilgebiete Architektur, Tragwerksentwurf, Geodäsie, Technische Gebäudeausrüstung sowie die Gesamtkoordination des Projekts unter Anwendung der BIM Methode.

Beauftragt wurde der Entwurf eines neuen, barrierefreien AUDIMAX, das sich aus einem einladenden Empfangsbereich, einem großen Saal sowie mehreren Seminar- und Sporträumen zusammensetzt. Das Planungskonzept sollte die gemeinsame Betrachtung von Aspekten des Entwurfs, der Konstruktion, der Bauablaufplanung umfassen und nachhaltig gestaltet werden.

Das zu entwickelnde Gesamtmodell setzte sich aus mehreren Fachmodellen zusammen. Es galt, die Fachmodelle untereinander auf Konflikte zu überprüfen. Der Datenaustausch sollte durch die in den Gewerken unterschiedliche Software über das IFC-Format stattfinden. Die erstellten Modelle mussten, je nach Nutzungsanforderung der Gewerke, einen entsprechenden Informationsgehalt haben. Mit Hilfe des LoD wurde der Informationsgehalt der BIM Modelle über die verschiedenen Bauphasen hinweg gesteigert. Entsprechend der Korrekturphasen wurden projektspezifische LoD für die einzelnen Korrekturphasen in den Auftraggeber-Informationsanforderungen vorgegeben, die für den Neubau über die Bearbeitungsphasen einzuhalten waren.

Die Abgabe beinhaltete

  • gewerkspezifische BIM-Abwicklungspläne,
  • ausführliche Dokumentation der Teamarbeit,
  • Poster,
  • Abschlusspräsentation,
  • Koordinationsmodell,
  • Fachmodelle,
  • Pläne und Renderings,
  • Statische Bemessungen.

Alle Abgaben erfolgten über Freigabeprozesse in der CDE von Dalux.

 

Hinweis: Die aufgeführten Ergebnisse stellen nur einen Teil der Teamarbeiten dar.

Ergebnisse Team 1
Rendering des Entwurfs der Arbeit von Team 1
Rendering des Tragwerksmodells
Um die thermische Gebäudehülle zu ermitteln, wurden die Flächen aller Objekte, die zur thermischen Gebäudehülle gehören (unterteilt in Außenwand, Flachwand, Fenster etc.) benötigt. Nach einem aufwendigen Bearbeitungsprozess, konnte die thermische Gebäudehülle farblich zugeordnet dargestellt werden.
Planung der Dachentwässerung: Hier ist eine enge Absprache zwischen Architektur, TGA und Bauphysik notwendig. Die Bauphysik gibt die Mindestdämmstärke für das Bauteil Dach nach Berechnung der U-Werte laut GEG an. Die Architektur zusammen mit der TGA zoniert das Dach in mehrere Parzellen. Auf dieser Grundlage berechnet die TGA die Rohrdurchmesser für die zu erwartenden Regenwassermengen und legt die Positionierung der Wassereinläufe fest. Davon ausgehend wird die Gefälledämmung vom Architekten festgesetzt und im IFC-Modell eingepflegt, unter Berücksichtigung der mindestens erforderlichen Dämmstärke laut Bauphysiker.
Die Kommunikation erfolgte über die gemeinsame Datenumgebung von Dalux: Kollisionen entstanden oft zwischen Objekten der technischen Gebäudeausrüstung und Bauteilen des Tragwerks.
In einigen Bereichen war es nicht möglich, Kollisionen zu vermeiden, sodass sich gemeinsam für Durchbrüche durch tragende Bauteile entschieden wurde, wie hier am Beispiel des Hörsaals.
Für das dreidimensionale Untergrundmodell mussten zunächst die Leitungen aus den Bestandsplänen digitalisiert werden.

Gesamtkoordination

Philipp Luther

Die Koordination der einzelnen Gewerke und des Projekts im Allgemeinen wurde vom Gesamtkoordinator übernommen.

Die Gesamtkoordination unterstützt bei der Zusammenarbeit und ist die Schnittstelle zwischen dem Planungsteam und dem Auftraggeber. In ihren Aufgabenbereich fallen u.a.

  • Einrichtung und Pflege der gemeinsamen Datenumgebung (CDE Dalux)
  • Terminplanung
  • Zeitmanagement
  • Einhaltung der Auftraggeber-Informationsanforderungen (AIA)
  • Erstellung und Pflege des allgemeinen BIM-Abwicklungsplans (BAP)
  • Zusammenführung der Fachmodelle in einem Koordinationsmodell
  • Kollisionsprüfungen und Issue-Management
  • Leitung der Projekt-Dokumentation

Die Gesamtkoordination hat in diesem Modul-Durchlauf die Erfahrung gemacht, bei dieser Teamgröße und -konstellation (14 Studierende, 6 Gewerke) unterschiedliche Meetings anzusetzen, was für jedes Team individuell entschieden werden muss.

„Bedeutend ist hierbei, dass nicht nur ein gemeinsamer Konsens über das Vorgehen des Projekts herrscht, sondern das Team auch auf zwischenmenschlicher Ebene funktioniert. Ist dieser ‚Teamgedanke‘ einmal verinnerlicht, zeigt die Planungsmethode weitreichende Vorteile gegenüber herkömmlichen Planungen auf." Philipp Luther, Gesamtkoordinator T1

Zur Aufdeckung von Kollisionen wurden die Fachmodelle der Gewerke in Solibri zu einem Koordinationsmodell zusammengeführt und auf Clashes geprüft.

Architektur

Thomas Ezold, Melike Genc, Alejandro Gebels Muzquiz

Neben der Erstellung eines schematischen Gebäudeentwurfs für ein neues AUDIMAX der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen wurden von der Architektur weitere BIM-Anwendungsfälle bearbeitet, wie beispielsweise die Visualisierung anhand veranschaulichender Renderings, oder die Erstellung des BIM-Abwicklungsplans für das Gewerk Architektur.

Der Gebäudeentwurf entstand in enger Absprache mit den anderen beteiligten Gewerken und bedurfte während des Projektzeitraums vieler Abstimmungen und Kompromisse. 

Tragwerksplanung

Maurice Grenda, Aman Abd Al Malik, Ahmed Rouached

Die Tragwerksplanung übernahm den Entwurf eines geeigneten Tragwerkskonzepts. Dies beinhaltete ebenfalls die Vordimensionierung aller relevanten Bauteile. Die überwiegende Abstimmung und tragwerkstechnische Beratung erfolgte mit den Gewerken Architektur und TGA. Modelliert wurde hierzu mit der Software Revit von Autodesk. Aus dem digitalen Tragwerksmodell konnten verbaute Materialmengen abgeleitet und eine Nachhaltigkeitsbetrachtung des Tragwerks modellbasiert durchgeführt werden. Zusätzlich konnten aus dem digitalen Tragwerksmodell Schnitte und Ansichten abgeleitet und Renderings erstellt werden.

Grundlage für das Tragwerksmodell stellte das Architekturmodell dar, welches in Revit importiert und anschließend anhand von Raster und Ebenen mit allen vordimensionierten Bauteilen des Tragwerks modelliert wurde. Mit der Festlegung der Rohbauebenen legte das Modell die Grundlage für die anderen Gewerke fest. Nach der Erstellung des Tragwerksentwurfs lag der Fokus auf der geometrischen und qualitativen Anreicherung des Informationsgehalts.

Einen Einblick in die späteren Aufgaben des Gewerks liefert die Durchbruchsplanung, welche in der dritten Projektphase stärker in den Fokus rückte: Mit dem Voranschreiten der TGA-Planung kam es vermehrt zu Kollisionen zwischen TGA-Leitungen (z.B. Lüftung, Heizung, Sanitär) und tragenden Bauteilen (z.B. Unterzügen). Die Durchbrüche wurden dem Modell nach Absprache und statischer Prüfung hinzugefügt. Zu diesem Zweck fanden regelmäßige Schnittstellentreffen statt.

Geodäsie

Bernarda Pinjatela, Arne Rogowski, Dejan Sebesic

Primäre Aufgabe der Geodäsie war es, die rechtliche Grundlage für das Bauprojekt zu liefern, die Schnittstelle zwischen BIM und GIS zu prüfen und die visuelle Einordnung in den räumlichen Kontext vorzunehmen.

Eine wichtige Aufgabe des Gewerks war zudem die Georeferenzierung der Modelle. Hierzu legte die Geodäsie einen Koordinatenbezugspunkt zur exakten Ausrichtung und Überlagerung der Modelle fest und gewährleistete eine spätere Georeferenzierung in ein übergeordnetes Koordinatenbezugssystem.

Der direkte Import und Export von BIM nach GIS, bzw. von GIS nach BIM gestaltete sich mit dem IFC-Format als sehr schwierig bis softwareseitig nicht möglich. Es wurden unterschiedliche Hilfsprogramme verwendet, um Daten auszutauschen, oder andere Formate genutzt.

Das Team stellte dem Gewerk Architektur anhand des Bebauungsplans Abstandsflächen und ein Baufenster zur Entwurfsplanung zur Verfügung. Zudem wurden beispielsweise ein DGM und ein Untergrundmodell der vorhandenen Leitungen erstellt.

Abweichend zu den anderen Teams, erfolgten einige Bearbeitungsschritte in der Software Civil3D, was ebenfalls den Lehrenden Einblicke in noch nicht angewandte Software erlaubte.

Technische Gebäudeausrüstung

Nils Eudenbach, Laureen Köbing, Maximilian Verlage

Die Hauptaufgabe der TGA lag in der Sicherstellung der gebäudetechnischen Versorgung in den Bereichen Heizung, Lüftung, Sanitär und Elektrotechnik. Die Planung erfolgte mit der Software DDS-CAD 16.

Die TGA musste sich mit Vorgaben vieler anderen Gewerke arrangieren, vielerlei Absprachen treffen und eigene Belange vertreten und durchsetzen, wie z.B.

  • Durchbruchplanungen und Leitungskonzepte mit Architektur und Tragwerk
  • Anschlussplanung der Leitungen an das Untergrundmodell (Gewerk Geodäsie)

Zur Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Abführung des Regenwassers, wurde ein Konzept zur Dachentwässerung entwickelt und in das Modell integriert. Zudem wurden Informationen im Bereich Betrieb und Wartung zusammengestellt und ein ordnungsgemäßer Fluchtwegplan erarbeitet.

Bauphysik

Marwin Guzy

Lediglich in Team 1 war in diesem Semester das Gewerk Bauphysik vertreten. Zu betonen ist, dass im Gegensatz zu den anderen Gewerken Architektur, Tragwerksplanung und Technische Gebäudeausrüstung, das Gewerk Bauphysik von nur einem Studierenden übernommen wurde.

Die Bauphysik übernahm die gewerksübergreifende Beratung anderer Disziplinen hinsichtlich Konstruktion und Gebäudehülle inkl. Nachhaltigkeitsaspekt und Lebenskalkulation. Somit wurden erneuerbare, nachhaltige TGA-Anlagen in der Planung berücksichtigt, ein neuer, aktueller Standard für die Gebäudehülle gewählt und nachhaltige Baustoffe, wie beispielsweise Holzwerkstoffe für das Tragwerk verwendet. Die Bauphysik hat sich zudem in der Entwurfsphase des Architekturmodells eingebracht, zur Vermeidung zusätzlicher Kühlsysteme beigetragen und auf geeignete Fensterfronten geachtet.

Es erfolgte die Visualisierung der thermischen Gebäudehülle. Zudem wurde der mittlere Wärmedurchgangskoeffizient berechnet und in das Architekturmodell eingepflegt. Es erfolgte ebenso eine thermische Simulation des sommerlichen Wärmeschutzes.

Projektteam

Hochschule Bochum: Thomas Ezold, Melike Genc, Maurice Grenda, Marwin Guzy, Aman Abd Al Malik, Alejandro Gebels Muzquiz, Bernarda Pinjatela, Arne Rogowski, Ahmed Rouached, Dejan Sebesic,

Westfälische Hochschule: Nils Eudenbach, Laureen Köbing, Philipp Luther, Maximilian Verlage

Poster.pdf


Ergebnisse Team 2
Rendering des Gebäudeentwurfs
Rendering des Tragwerks
Projektdarstellung in ArcGIS
Grundriss des Gebäudes
Um übersichtliche Grundrisse erstellen zu können, wurden eine Vielzahl an Konstruktions- und Ableitungsebenen erstellt. Eine Darstellung des komplexen Gebäudes wäre in EG- und OG-Ansichten aufgrund vieler schräger Elemente nicht ausreichend gewesen.
Gewerksübergreifende Perspektive: Darstellung des Gebäudemodells inklusive des Untergrundmodells und der Abstandsflächen.
Darstellung des Gebäudeentwurfs mit dem Bebauungsplan in ArcGIS sowie weiteren Elementen, wie beispielsweise den Abstandsflächen.
Gewerksübergreifende Perspektive: Visualisierung des AUDIMAX mit Elementen der TGA, der Tragwerksplanung und der Architektur.
Die Beheizung des Hörsaals und der Verkehrsflächen wurden aufgrund der Höhenunterschiede sowie des fehlenden Platzbedarfs für Heizkörper über die Raumlüftungstechnik realisiert. Eine direkte Verbindung der Vor- und Rücklaufleitungen an das RLT-Gerät konnte softwarebedingt nicht realisiert werden, wurde aber nach interner Abstimmung mit dem Lüftungsplaner über eine Ersatzlast für das RLT-Gerät gelöst.
Übersicht der Elektroplanung im Erdgeschoss. Die schrägen Wände und das unsymmetrische Raumkonzept erschwerte die Planung und führte zu einem hohen Zeitaufwand.

Gesamtkoordination

Florian Voß

Der Gesamtkoordination obliegt während des Projekts die Organisation und Pflege der CDE. Zu Beginn der Teamarbeit wurde daher eine Ordnerstruktur entwickelt, das Standortemodell angelegt, über Namenskonventionen und Versionierungen informiert sowie die Kommentarfunktion eingerichtet.

Ebenso die Koordination des Teams obliegt der Gesamtkoordination. Im Rahmen des Seminars war das Zeitmanagement und die Organisation eine Herausforderung.

„Gerade zu Beginn wurden viele Problematiken nicht besprochen, weil es nicht für nötig erachtet wurde, diese zeitnah zu lösen. Diese Problematiken sind dann zu späteren Zeitpunkten im Projekt mit einem viel höheren Impact aufgetreten, so dass ein Lösungsansatz oft mit Zeitdruck verbunden war. Dort kann man in Zukunft gegensteuern, in dem Fragen und Unklarheiten offener angesprochen werden.“Florian Voß, Gesamtkoordinator T2

Architektur

Guillermo Patricio Coghlan Jonas, Beyza Karatas, Atousa Ghaziasgar Naeini

Das Gelände bot genügend Freiraumfläche, um ein von allen Seiten begehbares Gebäudekonzept zu entwickeln: Das AUDIMAX verbindet zentral und gestalterisch alle umliegenden Einrichtungen der Hochschule miteinander.

Der Entwurf umfasst eine sehr komplexe Kubator, die durch mehrere Dachflächenfaltungen definiert wurde. Alle Außenwände wurden in deren eigenen Achsen angewinkelt und spielen zu einer einzigarten Gebäudehülle zusammen. Das Gebäude zeigt sich auf einer Seite flach und entwickelt sich auf die gegenüberliegende Seite mit zunehmender Höhe.

Als Ausgleichsfläche wurde die Dachfläche über dem Hörsaal begrünt. Das Gestaltungskonzept im Innenbereich setzt sich aus weißen Wänden gegenüber einem angenehmen, einladenden Holzfußboden zusammen.

In Zusammenarbeit mit der Tragwerksplanung wurde die Vorgehensweise zur Ermittlung der Werte des Treibhauspotentials, des Wasserverbrauchs und des nicht erneuerbaren Primärenergiebedarfs abgestimmt. Die ermittelten Werte wurden als Attribute den Bauteilen im Modell mitgegeben und konnten anschließend im IFC-Format mitgeführt werden.

Tragwerksplanung

Bereket Brhane, Tobias Bucher, Ahmed Mhiri

Durch die komplexe Dachform war der statische Nachweis der Bauteile schwierig. Es wurden aufgrund der verschiedenen Neigungen und Ebenen die Last unter Annahme einer konstanten Verteilung ermittelt, um die Streckenlasten anzunähern. Ebenfalls wurden die Schnittgrößen der tragenden Bauteile ermittelt, insbesondere der langen Fachwerkträger. Im Laufe des Projekts wurden die händisch durchgeführten Vordimensionierungen der Bauteile mit Softwareberechnungen verglichen.

Die Ableitung der Grundrisse erfolgte Ebenen-, nicht geschossweise. Durch die unterschiedlichen Wandneigungen und Höhen bot diese Vorgehensweise eine bessere Übersicht. Für den PDF-Export der Pläne mussten die nicht benötigten Ebenen während der Planableitung ausgeblendet werden, da die Vielzahl von angelegten Konstruktionsebenen zur Beschriftung und Bemaßung der Bauteile vom PDF-Format nicht handelbar waren.

Die Tragwerksplanung hat sich mit dem Fortschritt des Projekts immer wieder verändert, Lösungen mussten angepasst werden. So waren ursprünglich lange Fachwerkbinder ohne Zwischenstützen für sämtliche Spannweiten geplant, die so nicht ausschließlich umgesetzt werden konnten.

Eine große Herausforderung für die Tragwerksplanung war die Modellierung der schrägen, tragenden Elemente in Revit sowie deren Export im IFC-Format. Im Team wurden strategische Herangehensweisen und Lösungen erarbeitet und umgesetzt. Für die Modellierung wurden teilweise eigene Familien angelegt und verschiedene Versionen von Revit genutzt.

Geodäsie

Abdelilah Dardouri, Thomas Konrad Reichelt

Von der Geodäsie wurde u.a. der Bebauungsplan auf Aktualität und Rechtskräftigkeit geprüft und entsprechende Auflagen zur Planung des Gebäudes an die anderen Gewerke weitergegeben.

Aus den Grunddaten wurden verschiedene Daten digitalisiert und erzeugt. Für die Projektarbeit wurden den anderen Gewerken über Dalux u.a. folgende Modelldaten zur Verfügung gestellt:

  • Koordinationskörper (IFC)
  • Abstandsflächen (IFC)
  • Baufenster (IFC)
  • Grenzpunkte, inkl. Koordinaten als Attribute (IFC)
  • Flurstücksgrenzen (IFC)
  • Untergrundmodell, bestehend aus Gas, Strom, Leerrohre, Kabelschutzrohre, Beleuchtung (IFC)
  • DGM (DWG)
  • 3D-Stadtmodell (DWG)

Gearbeitet wurde in einem lokalen Koordinatensystem.

Ein Anwendungsfall gab vor, einen Parameter zur Herkunft der Daten im Modell mitzuführen. Die Erweiterung des Modells und Mitführung des Parameters im IFC-Format hat funktioniert und wurde von dem Team in verschiedener Software, wie beispielsweise ArcGIS geprüft.

Technische Gebäudeausrüstung

Lisa Demant, Tanju Ergün, Alina Plöcks (Fachkoordination)

Das grundlegende Modell zur Planung der TGA wurde vom Gewerk Architektur zur Verfügung gestellt. Die Erstellung der einzelnen IFC-Modelle für die TGA erfolgte mit der Software DDS-CAD.

Die Beheizung des Hörsaals und der Verkehrsflächen wurden aufgrund der Höhenunterschiede sowie des fehlenden Platzbedarfs für Heizkörper über die Raumlüftungstechnik realisiert. Eine direkte Verbindung der Vor- und Rücklaufleitungen an das RLT-Gerät konnte softwarebedingt nicht realisiert werden, wurde aber nach interner Abstimmung mit dem Lüftungsplaner über eine Ersatzlast für das RLT-Gerät gelöst.

Ein optimales Lüftungskonzept sollte nicht nur eine saubere Luft gewährleisten, sondern auch ein angenehmes Klima für die Nutzer bieten. Die Luftqualität wird durch Personen beeinflusst, die sich im Raum befinden, was abhängig von der Anzahl der Personen, der Tätigkeit und der Aufenthaltsdauer ist. Im Rahmen der Vordimensionierung wurden Werte für den Volumenstrom je Raum, die Personenzahl je Raum, den Leitungsquerschnitt und Kanalbreite/ -höhe ermittelt.

Insgesamt war der Entwurf eine Herausforderung für die Leitungsplanung im gesamten Bereich aufgrund der unsymmetrischen Räumlichkeiten und schrägen Wände.

Im Rahmen der Projektarbeit konnten nicht alle Aufgaben des Gewerks anhand des Modells durchgeführt werden. Daher wurde ein Beispiel-Modell („Schuhbox-Modell“) erstellt und offene Punkte wie Heizlast, Auslegung und Berechnung am Schuhbox-Modell durchgeführt.

Was lief gut?

„Das spannende Hochschulprojekt stellte uns vor viele Herausforderungen, aber ließ uns gleichzeitig gemeinsam als Gruppe wachsen. Wir konnten unsere Kompetenzen im Umgang mit BIM deutlich verbessern. Gerade durch das komplexe Gebäudemodell mussten wir uns mit Hindernissen auseinandersetzen, die durch ein Standard-„Schuhboxmodell“ niemals aufgekommen wären.“Alina Plöcks, Fachkoordinatorin TGA, T2

Was hätte besser laufen können?

„[…] Rückblickend können wir sagen, dass wir schon von Beginn an intensiver die Schnittstelle zu beispielsweise den Architekten hätten suchen sollen. Damit von Anfang an geklärt gewesen wäre, was wir für die Weiterarbeit benötigen, welche Anforderungen und Ziele wir haben und in welchem Zeitraum wir die einzelnen Informationen benötigen.“Alina Plöcks, Fachkoordinatorin TGA, T2

Projektteam

Hochschule Bochum: Bereket Brhane, Tobias Bucher, Abdelilah Dardouri, Guillermo Patricio Coghlan Jonas, Beyza Karatas, Ahmed Mhiri, Atousa Ghaziasgar Naeini, Thomas Konrad Reichelt,

Westfälische Hochschule: Lisa Demant, Tanju Ergün, Alina Plöcks, Florian Voß

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Ergebnisse Team 3
Rendering des Entwurfs der Arbeit von Team 3
Die einzelnen Teilmodelle setzen sich zu einem eindrucksvollen Entwurfskonzept und Gesamtmodell zusammen.
Nach mehreren Variantenuntersuchungen wurde sich für einen Entwurf entschieden, der sich städtebaulich sowie landschaftlich in die Umgebung einfügt. Das Gebäude hat an beiden Enden zwei Stichriegel, die in Richtung Süd-West zur Hochschule ausgelegt sind. Zur Mitte des Gebäudes hin werden diese Riegel durch eine abgerundete Form verbunden, die das Foyer bildet.
Im Rahmen der Projektarbeit wurde ebenfalls ein Fluchtwegeplan erstellt.
Im Sinne der Nachhaltigkeit wurden u.a. Photovoltaikmodule auf dem Dach vorgesehen.
Absprache zwischen Tragwerk und Architektur: Fluchttreppenhäusern waren unzureichend. Daher wurden die Sanitärkerne zum linken und rechten Gebäudeflügel hin ebenfalls als aussteifende Wände ausgebildet. Ebenfalls mussten die die Wände so angepasst werden, dass die Sanitärkerne geschossweise übereinanderliegen. Die neue Variante beinhaltete nun einen Stichflur, der Tageslicht von Außen einlässt.
Absprache zwischen TGA und Architektur: Der ursprünglich geplante Leitungsverlauf musste an die Fassade angepasst werden. Die Abbildung zeigt die Positionierung der Regenwasserfallrohre hinter den Fassadenelementen (links: Fallrohre hinter den Elementen, rechts: ausgeblendete Fassadenelemente).
Das Lüftungssystem für den Hörsaal
Rendering einer Innenansicht im oberen Geschoss
Schnittansicht durch das Modell in Dalux
Das Tragwerksmodell enthält lediglich Elemente, die das Tragwerk betreffen. Aussparungen, die beispielsweise für Türen im Architekturmodell notwendig sind, wurden vorgenommen.
Um Angaben (beispielsweise zum Wasserverbrauch) den Bauteilen anzufügen, wurde die graphische Programmierschnittstelle Dynamo verwendet.

Gesamtkoordination

Johannes Reisch

Unter den Bedingungen der Pandemie wurden die Besprechungen online über Zoom abgehalten. Für die Team-Koordination war dies eine besondere Herausforderung. Die räumliche Distanz zu den beteiligten Planern simulierte dabei reale Projekt-Bedingungen, bei denen planende Büros ebenfalls getrennt agieren und sich koordinieren müssen.

Die Kollisionsprüfung erfolgte mit Solibri Office und über das Standorte Modul in Dalux. Die Modelle wurden auf Clashes hin geprüft und an die zuständigen Teammitglieder weitergeleitet. Durch die Vielzahl an beteiligten Gewerken ergaben sich vielfältige Kollisionen, die es zu beurteilen und zu lösen galt.

Verwendet wurden Solibri und Dalux.

Architektur

Oktay Köse, Alanur Mulla

Nach mehreren Variantenuntersuchungen wurde sich für einen Entwurf entschieden, der sich städtebaulich sowie landschaftlich in die Umgebung einfügt. Das Gebäude hat an beiden Enden zwei Stichriegel, die in Richtung Südwest zur Hochschule ausgelegt sind. Zur Mitte des Gebäudes hin werden diese Riegel durch eine abgerundete Form verbunden, die das Foyer bildet.

Im Entwurfsprozess wurde das Ziel verfolgt, das Gebäude in den Hang zu integrieren. Als Datengrundlage diente das Geländemodell der Geodäsie. Das Gewerk Geodäsie vertrat dabei ökologische Planungsaspekte und widersprach der Variante, die Hälfte des Gebäudes in das Gelände hinein zu setzen, um somit einen enormen Abtrag von Baugrund zu vermeiden. Unter Berücksichtigung des von der Geodäsie erarbeiteten Baufeldes und die angemerkten ökologischen Aspekte, wurde das Gebäude teilweise abgesenkt im Gelände geplant, sodass der südwestliche Haupteingang zwei Meter tiefer als der nördliche Eingang sowie die restlichen umrandenden Flächen des Gebäudes liegt. Eine barrierefreie Zuwegung wurde durch eine in das Gelände integrierte Rampe ermöglicht.

Die Modellierung erfolgte mit der Software Archicad.

Tragwerksplanung

Jayesh Mangalbhai Hadiya, Bardia Ziarati

Basierend auf der Entwurfsplanung der Architektur und der Zusammenarbeit mit dem Gewerk TGA wurde ein Stahlbetonskelettbau als Tragstruktur entworfen. Es erfolgten vielerlei Absprachen und Anpassungen: Aufgrund der Größe des offenen Raums im AUDIMAX, um die Windlast zu verhindern und auf eine bessere und nachhaltigere Struktur hinzuarbeiten, wurden die 40x40-Stützen auf 30x70-Stützen vergrößert. Einige eckige Stützen am Haupteingang des AUDIMAX wurden nach erneuter Prüfung der Vordimensionierung durch runde Stützen ersetzt.

Das Tragwerksmodell enthält lediglich Elemente, die das Tragwerk betreffen. Aussparungen und Durchbrüche, die beispielsweise für Türen im Architekturmodell, oder Leitung im Lüftungsmodell notwendig sind, wurden vorgenommen. Die Bauteile des Modells wurden mit zusätzlichen Informationen angereichert und über die IFC-Schnittstelle mitexportiert. Um Angaben zum nicht erneuerbaren Primärenergiebedarf, Wasserverbrauch und dem Treibhauspotential den Bauteilen anzufügen, wurde die graphische Programmierschnittstelle Dynamo verwendet. Was in Dynamo erarbeitet wurde, kann auch auf andere Ökoeigenschaften für das gesamte Gebäude durch minimale Anpassung angewendet werden.

Die Modellierung erfolgte in Revit.

Geodäsie

Florian Efferoth, Barbara Lütkenhaus

Die Geodäsie hat sich damit beschäftigt, BIM-fähige Planungsgrundlagen aus Bestandsdaten zu generieren und bereitzustellen. Ebenfalls wurde die Schnittstellenfähigkeit zwischen dem BIM-System und GIS untersucht.

Für einen reibungslosen IFC-Export wurde eine Exporteinrichtung erstellt. Somit konnten die Dateien stets auf die gleiche Weise und mit dem gleichen Informationsgehalt exportiert werden. Die Dateien wurden stets als IFC2x3 exportiert, um zu gewährleisten, dass jedes andere Gewerk die Dateien in ihre Programme einbinden kann. Die Koordinatenbasis bezieht sich auf die gemeinsam genutzten Koordinaten. Da alle Teilmodelle in einem Projekt erstellt wurden, aber als separate IFCs ausgegeben werden sollen, empfiehlt sich die Arbeit in der Ansicht von Revit mit sichtbaren und nicht sichtbaren Elementen für den Export.

Zur lagerichtigen Koordination aller Modelle, wurde ein Koordinatenbezugspunkt festgelegt. Dieser Koordinationsbezugspunkt diente allen Gewerken als Modellursprung im jeweils genutzten CAD-Programm. Die Visualisierung des Koordinationsbezugspunkt erfolgte über die Darstellung eines Würfels: Ein Eckpunkt der oberen Würfelfläche war der Bezugspunkt. Die abgehenden Seiten des Eckpunktes realisierten die kartesischen Koordinatenachsen und deren Orientierung. Die Seitenlänge des Würfels betrug einen Meter und verwirklichte den Maßstab des Modells. Mit Hilfe des in allen Modellen verwendeten Würfels konnten mögliche Offsets der Modelle direkt im visuellen Standortemodul in Dalux detektiert werden. Darüber hinaus war es nötig, ein lokales Koordinatensystem festzulegen, da nicht alle im Projekt genutzten CAD-Programme mit großen Koordinaten (wie bei ETRS89) arbeiten konnten. Den Ursprung des lokalen Koordinatensystems realisierte wiederum der Bezugspunkt.

Die Umsetzung der Aufgaben erfolgte primär in Revit, ArcGIS und Geograf.

Technische Gebäudeausrüstung

Sebastian Kurre (Fachkoordination), Marvin Kaczinski, Burak Sen

Die TGA-Planung umfasste die Fachgewerke Heizung, Lüftung, Sanitär und Elektro. Um den Projektstart möglichst reibungslos zu gestalten, wurden von der Fachkoordination die grundlegenden Projekteinstellung in DDS-CAD erarbeitet, die aus den Modellen der Architektur und Geodäsie abgeleitet wurden.

Um die Anforderung der Barrierefreiheit umzusetzen, wurde geprüft, ob nach VDI 6000 ausreichend Bewegungsfläche vor den Sanitärobjekten vorhanden ist. Zusätzlich konnten Vorwand-Platzhalter in Form von Quadern und Polygonen bereits in den ersten Planungsschritten integriert werden, um für die spätere Rohrinstallation ausreichend Platz vorzusehen. Durch diese Vorgehensweise erübrigte sich der weitere Bedarf an Absprachen, da die Architektur die Platzhalter direkt in der Planung berücksichtigen konnte.

Im Sinne der Nachhaltigkeit wurden u.a. Photovoltaikmodule auf dem Dach und eine dezentrale Regenwasserbewirtschaftung in das Modellkonzept eingebunden.

Zur Planung der Dachentwässerung auf Basis des BIM-Modells musste direkt zu Beginn des Projekts die Ausbildung der Dachfläche besprochen werden. Je nach Gestaltung, ob übliches Flachdach oder Dachbegrünung, müssen andere Spitzenabflusskoeffizienten berücksichtigt werden. Hierbei wurde auf Vorteile und Synergieeffekte, wie beispielsweise Regenwasserrückhaltung und Verlängerung der Lebenszeit der Dachhaut eingegangen. Es wurde gemeinsam eine intensive Dachbegrünung oberhalb der Seminarräume auf der westlichen Gebäudehälfte beschlossen. Die Größe der Dachfläche für weitere Planungsschritte konnte der IFC-Datei entnommen werden.

Um Wartungs- und Instandsetzungsmaßnahmen an den Anlagen vornehmen zu können, wurden zwei Technikzentralen mit ausreichender Bewegungsfreiheit eingerichtet. Ebenso wurden im Gebäude Revisions-Schächte zur Überprüfung der Volumenstromregler, Steuereinheiten und Gebäudeleittechnik eingeplant. Sämtliche Hauptleitungen, die nicht in die Zwischendecke eingepasst werden konnten, wurden in den Ecken der Räume eingeplant und durch ein Koffersystem bestückt. Die Stuckaturen wurden so umgesetzt, dass es mindesten eine Öffnung zulässt, die Leitung zu erreichen.

Für die Erstellung der Fachmodelle, Berechnungen und Pläne wurde die Software DDS-CAD verwendet. Die Fluchtwegpläne wurden mit dem Programm Fluchtplan 2022 erstellt.

Projektteam

Hochschule Bochum: Florian Efferoth, Jayesh Mangalbhai Hadiya, Oktay Köse, Barbara Lütkenhaus, Alnaur Mulla, Johannes Reisch, Bardia Ziarati,

Westfälische Hochschule: Marvin Kaczinski, Sebastian Kurre, Burak Sen

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