Gesamtkoordination

_{Svenja Eversberg}

Der BIM–Gesamtkoordinator ist verantwortlich für die Anwendung der BIM-Methodik auf der Auftragnehmerseite, unterstützt bei der Zusammenarbeit der Fachdisziplinen und ist der direkte Ansprechpartner sowie die Schnittstelle mit dem Auftraggeber. Folgende Punkte gehören unter anderem zu dem Aufgabenbereich des BIM–Gesamtkoordinators:

Zu Beginn der Bearbeitung wurde die CDE (hier: Dalux) mit einer Ordner-, Kommunikations- und Gebäudestruktur eingerichtet, sodass IFC-Modelle der Gewerke angezeigt werden können. Die Aufgabenstellung (AIA) und die einzelnen Anwendungsfälle der Gewerke wurden zum Start in das Projekt verteilt und in Teammeetings besprochen.

Wöchentlich angesetzte Teammeetings als Videokonferenz, mit allen Gewerken, ermöglichte die Einhaltung der AIA sowie die Besprechung der einzelnen Sachstände in den Gewerken.

Für die Bearbeitung der BAP wurde eine Layoutvorlage ebenso vorbereitet, wie die Formatvorlage für die Präsentation der Meilensteine.

Die einzelnen Teilmodelle wurden in Solibri zusammengeführt und auf Kollisionen, sogenannte Clashes, überprüft. Die Clashes wurden von der Gesamtkoordination an die Gewerke zur Bereinigung zurückgemeldet.

Unterstütz wurde die Gesamtkoordination durch die Methodenkompetenztrainings, die für die Kommunikation und Koordination des gesamten Teams hilfreich waren.

Architektur

_{Muhannad Najar, Shler Alahmad}

Für den zusätzlichen Platz des Veranstaltungsraums wurden recycelbare Materialen im Einklang mit dem alten Gebäude eingeführt. Unter Berücksichtigung des natürlichen Licht- und Luftbedarfs wurde in dem Bunker in den heutigen Grundabmessung eine neue Nutzung umgesetzt.

Die Teilmodelle der anderen Gewerke wurden als IFC-Dateien zu dem Entwurf ergänzt, um das Projekt zu vervollständigen. Die Abschnitte und Schnittstellen wurden mit Photoshop und Lumion erstellt, um realistische Eindrücke des Designs zu zeigen.

Der Bedarf an Nutzungen von Nebeneinrichtungen wie Technik und Bädern fand in Abstimmung mit der TGA Berücksichtigung. Ebenso erfolgte eine Abstimmung und Zusammenarbeit mit den anderen Fachdisziplinen.

Tragwerksplanung

_{Lion Feldick}

In Phase 1 des Projekts wurde zunächst der Architekturentwurf im Team abgestimmt. Auf dessen Grundlage wurde ein Tragwerksentwurf mit Vorschlägen für die Umsetzung des Entwurfs der Architekten erstellt. Nach Absprache mit den Architekten erfolgte auf Grundlage des Tragwerksentwurfs die Vorbemessung der neu geplanten, tragenden Bauteile. Besonderes Augenmerk bei dem Entwurf des Tragwerks wurde hierbei auf die Aussteifung der Aufstockung gelegt. Dieser wurde als Holzkonstruktion mit Scheddach beplant. Um die Aussteifung der Holzrahmen in Querrichtung sicher zu stellen, wurden die Gute der Dachfachwerkbinder seitlich an die Stützen angeschlossen. Somit konnte eine biegesteife Verbindung hergestellt und so die Aussteifung ermöglicht werden. Die Planung und Modellierung des 3D-Modell in Revit 2021 stützte sich in Phase 1 auf die vorhandenen Grundrisse, Ansichts- und Schnittpläne des Hochbunkers.

In Phase 2 wurden genauere statische Nachweise der neuen Bauteile durchgeführt. Hierfür wurden für die Bemessung der Holzfachwerkbinder und des Stahlfachwerkträgers im OG1 dessen Geometrien als Stabwerksmodell in Rfem5 modelliert und mit Lasten aus dem Gebäude beaufschlagt. Bemessungen von einfachen Positionen, wie Stützen, Einfeld- und Durchlaufträgern wurden mit den entsprechenden Modulen in FRILO durchgeführt. Eventuelle Querschnittsänderungen und geometrische Anpassungen infolge der Bemessungen wurden im dem 3D-Tragwerksmodell angeglichen.

Zu Beginn der Phase 3 lagen ein Bestandsmodell der Geodäsie sowie ein TGA-Modell vor. Aus dem Bestandsmodell hatte sich ergeben, dass der Hochbunker nicht exakt nach den vorliegenden Plänen errichtet worden ist. So wichen vorhande Wand- und Deckenstärken, aber auch Wandpositionen von den vorhandenen Grundrissen ab. Somit musste in Phase 3 die Lage der tragenden Bestandsbauteile und Bestandsdecken an das Bestandsmodell und somit an den realen Bestand angepasst werden. Eine weitere Hauptaufgabe war die Durchbruchsplanung auf Grundlage des TGA-Modells. Dabei stand man, bei Problemen zwischen dem Tragwerk und der Leitungsführung, im engen Kontakt mit dem Planungsteam der TGA.

Geodäsie

_{Nico Exler, Sebastian Weng, Simon Damberg, Stephan Willemsen}

Bereits vor offiziellem Start des Moduls erfolgte vom Fachbereich Geodäsie die Aufnahme des Bestands vor Ort. Der Bunker ist hierbei ganzheitlich, mit Ausnahme des Daches, als 3D-Punktwolke mittels terrestrischem und mobilem Laserscanner erfasst worden. Die Erfassung und Registrierung der Punktwolke war Teil der ersten Durchführungsphase und stellte die Grundlage für die weitere Bearbeitung des Bestandsmodell des Bunkers dar.

Das Gewerk Geodäsie war im Rahmen des Seminars für die Erfassung und Modellierung des Bestands sowie zur Erarbeitung eines Untergrundmodells verantwortlich. Die erstellten Modelle wurden in ein 3D-Umgebungsmodell eingearbeitet, um eine öffentlichkeitswirksame Visualisierung zu realisieren. Um sicherzustellen, dass alle Fachmodelle ein gemeinsames Koordinatensystem nutzen, wurde ein Koordinationswürfel erstellt, dessen Zentrum den Ursprung des Koordinatensystems definiert. Dadurch wird ein einheitlicher Raumbezug sämtlicher Fachmodelle geschaffen.

Technische Gebäudeausstattung

_{Daniel Gilles, Lara Jürgens}

In Phase 1 wurde zunächst das grobe Versorgungskonzept der TGA besprochen und abgestimmt. Als zentrale Komponente wurde eine Sole/Wasser-Wärmepumpe vorgesehen die, mittels einer Tiefenbohrung, Erdwärme als thermische Energiequelle verwendet und ein RLT-Gerät für die Klimatisierung und Frischluftzufuhr des Veranstaltungsraums. In Abstimmung mit der Tragwerksplanung und Architektur wurden dann der Aufstellraum und die Haupttrasse festgelegt. Somit war frühzeitig der Platzbedarf der TGA bestimmt und die Hauptkomponenten der Heizzentrale konnten platziert werden.

Die Nutzerprofile des Bunkers waren pro Etage sehr verschieden, weshalb eine Mischung von verschiedenen Raumheizeinrichtungen notwendig wurde. In den großen Räumen wurde die Raumhöhe durch Deckenstrahlplatten ausgenutzt und dadurch gleichzeitig der Platzbedarf der Nutzfläche auf ein Minimum reduziert. Lediglich in den kleineren Räumen wurden schmale Heizkörper eingesetzt. Für die Verknüpfung von Installations- und Wartungsdokumenten, wurden ausgewählte TGA-Objekte als IFC-Datei exportiert und zusammen auf Dalux hochgeladen.

Die Nutzung des Bunkers stellte auch die Trinkwasserversorgung vor Herausforderungen. Durch die unregelmäßige Benutzung der Zapfstellen wurde auf eine T-Stück-Installation verzichtet und die Sanitärgegenstände mit Doppelwandscheiben bis zu einer Hygienespülstation durchgeschliffen. Warmwasser wird an den geforderten Stellen über dezentrale Durchlauferhitzer zur Verfügung gestellt. Dies hält das Anlagenvolumen klein und ermöglicht eine hygienegerechte Installation.

Während der Planung wurde zusätzlich auf eine barrierefreie Planung des Behinderten–WCs geachtet und der Fluchtwegeplan für das Erdgeschoss erstellt.

Das Gewerk Lüftung wurde ebenso für jede Etage angepasst und ist eine Mischung aus zentralem RLT-Gerät, Abluftventilatoren und einfacher Fensterlüftung. Neben der Frischluftzufuhr soll das RLT-Gerät auch zur Abdeckung der Raumheizlast des Veranstaltungsraums dienen.

Die elektrische Energieversorgung und Beleuchtung wurde mit den Deckenstrahlplatten abgestimmt. Im Veranstaltungsraum sollen Wandleuchten für eine behagliche Raumgestaltung sorgen. Mit der ca. 60 kWp PV-Anlage soll zudem die Unabhängigkeit erhöht und die Betriebskosten gesenkt werden.

Des Weiteren wurde die Dachentwässerung als innenliegende Sammelleitung umgesetzt.

Projektteam

Hochschule Bochum: Shler Alahmad, Simon Damberg, Svenja Eversberg, Nico Exler, Lion Feldick, Muhannad Najar, Sebastian Weng, Stephan Willemsen, 

Westfälische Hochschule: Daniel Gilles, Lara Jürgens

Poster.pdf

Gesamtkoordination

_{Marius Koppe}

Die Gesamtkoordination ist die Schnittstelle zwischen dem Planungsteam und dem Auftraggeber und übernimmt die Koordination der einzelnen Gewerke im Projekt. Zu ihren Aufgaben gehören die Einrichtung und Pflege einer gemeinsamen Datenumgebung, Terminplanung und Zeitmanagement, Einhaltung von Informationsanforderungen des Auftraggebers, Erstellung und Pflege eines BIM-Abwicklungsplans sowie die Zusammenführung der Fachmodelle in einem Koordinationsmodell und die Durchführung von Kollisionsprüfungen und Issue-Management.

Zur Teamstrukturierung wurden Fachkoordinatoren, die das eigene Gewerk vertreten, bestimmt und dienten als direkte Schnittstelle. Als gemeinsame Datenumgebung wurde in dem Projekt Dalux verwendet. Jedes Gewerk bekam innerhalb der CDE eine eigene Domäne. Daten konnten intern als auch mit andern ausgetauscht werden. Als offenes Schnittstellenformat wurde das IFC verwendet. Zur Planung von Aufgaben und Meetings wurde die Kommunikationsplattform Discord verwendet. In dieser wurden ebenfalls gewerksorientierte Bereiche zur Kommunikation und ein allgemeiner Chatkanal aufgebaut.   Die wöchentlichen Meetings wurden mittels Zoom durchgeführt. Als inhaltlicher Leitfaden dienten die Anwendungsfälle. Zum besseren Verständnis wurde die 3D-Visualisierung des momentanen Koordinationsmodells herangezogen. An diesem konnten Sachverhalte modellbasiert erörtert werden. 

Zur Erstellung und Pflege des Koordinationsmodells wurde die Software Solibri Office genutzt. In eben dieser wurden auch alle Kollisionsprüfungen durchgeführt. Über die Synchronisierungsschnittstelle BCF Live Connector konnten Issues im BCF in die CDE importiert werden.

Architektur

_{Ashraf Falhoot, Eduard Holland, Mohamad Alkalti}

Einen Bunker als eine Möglichkeit sehen, um Kunst und Geschichte in einer sehr einzigartigen Atmosphäre auszustellen, das war unsere Idee hinter dem Entwurf.

Mithilfe der sehr dunklen und verschlossenen Kriegsarchitektur nahmen wir es uns als Ziel, diesen sehr bedrückenden und beängstigenden Raum in eine Kulturstätte mit einer ganz eigenen Atmosphäre zu verwandeln. Hierzu wurde die Außenhülle des vorgefundenen Bauwerks nicht angerührt, um keinen großen Einfluss auf das Außenbild dieses Kolosses zu haben.

Zu der verschlossenen Hülle des Bunkers wurden zwei Glaskuben addiert, um zwei sehr einladende Gesten zu erschaffen, nämlich den prominenten Eingang samt Windfang und das auf dem Dach positionierte Café mit Ausblick über die Gegend.

Im Inneren wurden so sehr besondere Räume erzeugt, die weder viel Licht noch viele Wände benötigten. Dort sind zwei große Ausstellungsflächen/ Veranstaltungsräume vorzufinden, die aufgrund ihres großen Schnitts vielseitig nutzbar sind.

Mithilfe der anderen Gewerke konnten tragwerkstechnische Schwierigkeiten umgangen werden, da die Lichtschlitze in unserem Dach, die die einzige Quelle für das Licht im Innenraum sind, und die großen Raumhöhen überwunden werden mussten. Ebenso wurde eine logische Versorgung des Gebäudes mit der TGA geplant, um möglichst kompakt Strom, Wasser und Gas durch das Gebäude zu leiten, ohne einen sichtbaren Einfluss in den sehr sauberen Innenräumen zu hinterlassen. Die Geodäsie lieferte hierbei alle notwendigen Daten zu dem Bau und legten uns ein Modell zum Arbeit im Bestand vor.

Tragwerksplanung

_{Alina Baumann}

Die Tragwerksplanung übernahm den Entwurf eines geeigneten Tragwerkkonzepts, aufbauend auf dem Entwurf der Architekten. Hinzu kam die Dimensionierung aller relevanter Bauteile und der Optimierung sowie Detaillierung des Tragwerksmodells im Laufe des Projekts. Eine enge Zusammenarbeit war zu den Gewerken der Architektur und der technischen Gebäudeausstattung notwendig. Für die Darstellung und Nachvollziehbarkeit des Tragwerksentwurfs konnten neben dem 3D-Modell relevante Schnitte sowie Deckenuntersichten und Renderings abgeleitet werden. Ein zum Ende hin erstelltes Detail sollte eine detaillierte Auskunft darüber geben, wie ein gewählter Knotenpunkt ausgeführt werden kann.

Da die bestehenden, massiven Außenwände auch nach der neuen Planung erhalten bleiben sollten, war in erster Linie die Aufgabe der Tragwerksplanung, das Tragwerk im Inneren des Bunkers zu entwickeln. Ein zusätzlicher Dachaufbau in einer Stahlbauweise mit einer zusätzlichen Auskragung sollte dabei ebenfalls umgesetzt werden.

Das 3D-Modell wurde mithilfe der Software „Revit“ von Autodesk erzeugt und durch die IFC-Modelle der anderen Gewerke durchgehend ergänzt. So wurde das IFC-Modell der TGA mit dem Tragwerksmodell verknüpft und am Koordinationswürfel ausgerichtet. Die erforderlichen Durchbrüche an den benötigten Stellen konnten dadurch vorgenommen werden.

Im durchgehenden Austausch mit den anderen Gewerken wurden einzelne Varianten für Tragwerkselemente entwickelt und gegeneinander abgewogen. Auftretende Kollisionen zwischen den einzelnen Teilmodellen wurden regelmäßig besprochen und behoben, sodass ein weitestgehend kollisionsfreies Gesamtmodell über Dalux zustande kam.

Geodäsie

_{Miriam Begall, Maximilian Borgmann, Felix Quast}

Um den anderen Gewerken eine Planungsgrundlage bereitzustellen, ist der Bunker im Vorfeld mittels Laserscanning erfasst und anschließend modelliert worden. Bei der Erfassung sind durch mehrere Teams unterschiedliche Messmethoden zum Einsatz gekommen. Dadurch konnten die jeweiligen Vorteile von jedem Messsystem genutzt und effizient eingesetzt werden. Nichtsdestotrotz war dies, vor allem durch die Größe des Bunkers (4 Etagen auf 40 m x 16,3 m), sowie den Gegebenheiten vor Ort (sehr zugestellt und teilweise enge Durchgänge), für alle eine Herausforderung. Im Anschluss an das Scanning ist aus den einzelnen Punktwolken eine Gesamt-Punktwolke erzeugt worden, auf dessen Grundlage ein Bestandsmodell in Autodesk Revit erstellt werden konnte.

Der Modellierungsprozess ist dabei durch die AIA (Auftraggeber-Informations-Anforderungen) in drei Stufen (LOG100, LOG200, LOG300) unterteilt worden. Dabei handelt es sich um einen fortlaufenden Prozess, welcher die Planungsphase begleitet. Beim finalen Modell ist eine Mengenermittlung durchgeführt worden, um die Menge des anfallenden Bauschutts für kalkulatorische Zwecke berechnen zu können.

Neben dem Bestandsmodell war es auch Aufgabe ein Untergrundmodell, sowie Baurechtsmodell zu erstellen. Das Untergrundmodell beinhaltet die dort verlaufenden Leitungen für den Hausanschluss. Der dreidimensionale Verlauf der Leitungen ist mit Hilfe von Leitungsplänen des jeweiligen Versorgers realisiert worden. Dem Baurechtsmodell sind Grundstücksgrenzen sowie Abstandsflächen hinzugefügt worden.

Jedes Modell beinhaltet zudem einen von der Geodäsie bereitgestellten Koordinationswürfel, um sicherzustellen, dass die Modelle aller Gewerke beim Zusammenfügen lagerichtig übereinanderliegen. Das Zentrum des Würfels kennzeichnet dadurch die vordere linke Gebäudeecke in der Lage und die Höhe des Erdgeschosses.

Darüber hinaus ist ein 3D-Stadtmodell der Umgebung hinzugefügt worden, um den Bunker in einem realitätsnahen Umfeld präsentieren zu können. Als Datengrundlage sind 3D-Gebäudemodelle im CityGML-Format vom GEOportal.nrw für das gewünschte Gebiet heruntergeladen und mittels eines Plug-Ins dem Revit-Projekt hinzugefügt worden, um einen IFC-Export zu ermöglichen.

Über die Plattform Dalux wurden die einzelnen Teilmodelle im IFC-Format den anderen Gewerken zu Verfügung gestellt und aktuell fortgeführt. Dadurch konnte jedes Gewerk auf die für dessen wichtigen Informationen zugreifen und den eigenen Arbeitsprozess fortsetzen.

TGA

_{Mohammad Olfat}

Das Gewerk der Technischen Gebäudeausrüstung plant die gesamte technische Ausstattung des Gebäudes. Dafür wurde das Gebäudemodell von vorgeschalteten Gewerken wie Architektur, Tragwerksplanung und Geodäsie bereitgestellt. Die Dateien wurden als IFC-Dateien in Dalux hochgeladen. So haben alle Teammitglieder Zugriff auf die Modelle der anderen Gewerke. Das Gewerk TGA arbeitet mit der Software DDS-CAD. Die TGA-Anlage besteht aus Trinkwasserinstallation, Entwässerungsanlage, Heizsystem, Lüftungssystem und elektrische Gebäudeausrüstung. Die gesamte Anlage wurde nach dem Konzept der Systemtrennung geplant, wodurch die TGA-Anlage nur geringfügig mit der Baukonstruktion in Kontakt kommt. Da das Gewerk Architektur nicht mit dem Einsatz von Heizkörpern in den Räumen einverstanden war, wurden lediglich Deckenstrahlplatten eingesetzt. Aufgrund von Platzmangel im geplanten Technikraum ist die RLT-Anlage auf dem Dach geplant worden. Von dort aus führen die Lüftungskanäle hinter dem Gebäude zur jeweiligen Etage. Die RLT-Anlage ermöglicht eine behagliche Atmosphäre für die Nutzenden des Gebäudes. Da in dem Bunker kaum Fensterflächen eingeplant wurden, musste ein optimales Lüftungssystem konzipiert werden. Ein optimales Beleuchtungssystem ist aus demselben Grund für das Gebäude von großer Wichtigkeit. Da die Aufgaben sehr umfangreich waren und für die TGA-Planung wenig Personen eingesetzt wurden, war es jedoch nicht möglich alle Aufgaben bis in die volle Detailtiefe auszuführen.

„Mithilfe dieses BIM-Projektes konnte ein vertieftes Verständnis für die Zusammenarbeit mit anderen Gewerken aufgebaut werden. Die Herausforderung war groß, dennoch war die Zusammenarbeit mit dem Team eine bereichernde Erfahrung." _{Mohammad Olfat, T2}

Projektteam

Hochschule Bochum: Mohamad Alkalti, Alina Baumann, Miriam Begall, Maximilian Borgmann, Ashraf Falhoot, Eduard Holland, Marius Koppe, Felix Quast,

Westfälische Hochschule: Mohammad Olfat

Poster.pdf