Zauberwort BIM: virtuelle Top-Reinraumplanung

Es ist eine nicht ganz unübliche Erfahrung: Der Architekt hat das Gebäude mit dig­i­taler Unter­stützung designt und druckt nun den CAD-Plan aus. Auf sein­er Basis entwirft der Trag­w­erk­s­plan­er sein ganz eigenes Mod­ell. Der Inge­nieur für die Tech­nis­che Gebäudeaus­rüs­tung (TGA) tut es ihm nach, und dann kommt speziell für den Rein­raum ein weit­er­er Experte hinzu – kurz: Schon in der Pla­nungsphase find­en sich reich­lich Gele­gen­heit­en für unnötige Dop­pelar­beit. Schlimm­sten­falls kol­li­diert zu guter Let­zt die zen­trale Reinst­wasserzu­fuhr mit ein­er Löschwasserleitung.

Digitale Technologien machen Planung im Team attraktiver

Das Konzept von BIM (Build­ing Infor­ma­tion Mod­el­ing) beste­ht in ein­er Zusam­me­nar­beit aller an Pla­nung, Bau und Betrieb eines Bauw­erks Beteiligten an einem dig­i­tal­en Mod­el. „Dop­pelar­beit und Kol­li­sio­nen soll­ten sich auf diese Weise deut­lich reduzieren lassen“, schätzt Frank Jansen, Tech­nisch-Wis­senschaftlich­er Mitar­beit­er der Gesellschaft Bauen und Gebäude­tech­nik beim VDI (Vere­in Deutsch­er Inge­nieure) in Düs­sel­dorf. „Dabei stellt sich der ökonomis­che Vorteil allerd­ings erst später ein. Zunächst ist mehr Zeit in die Pla­nung und die Kom­mu­nika­tion zwis­chen den Beteiligten zu investieren. Nach­her zahlt sich das in ein­er rei­bungsloseren Fer­tig­stel­lung aus. Mon­etäre Eins­par­ef­fek­te ergeben sich im Facil­i­ty Man­age­ment über die gesamte Dauer der Bewirtschaf­tung, zum Beispiel durch die Möglichkeit, Leis­tungs­dat­en zu kon­trol­lieren und zu steuern oder Umbaut­en und Kom­po­nen­te­naus­tausch zu doku­men­tieren. Vor allem aber steigt die Qual­ität der Bauwerke.“

Fortschritte im Bere­ich der dig­i­tal­en Tech­nolo­gien beflügeln eine Pla­nung mit BIM. Zwar kon­nten die Vertreter unter­schiedlich­er Gew­erke grund­sät­zlich schon immer auch mit Bleis­tift und Papi­er gemein­sam pla­nen. Doch in der Prax­is erweist es sich als vorteil­haft, sich auch bei räum­lich großer Ent­fer­nung schnell ein­mal an einem virtuellen run­den Tisch einzufind­en, zum Beispiel in ein­er Cloud. Auch lassen sich im BIM-Mod­ell, neben geometrischen Dat­en, beliebig viele weit­ere Attribute hinzufü­gen. Diese kön­nen zum Beispiel Zeitvorstel­lun­gen oder Kos­te­nangaben betr­e­f­fen und bis zu speziellen Details reichen (z.B. Ausle­gung eines Schleusen­sys­tems, Leis­tungs­dat­en von Lüf­tun­gen im Rein­raum, ver­baute Mate­ri­alien, selb­st Wartungs- oder Hygienepläne).

All diese Dat­en helfen nicht nur beim Bau, son­dern auch bei späteren Änderun­gen. Man denke zum Beispiel an die häu­fi­gen Umnutzun­gen im Kranken­haus­bere­ich, inklu­sive der dor­ti­gen Oper­a­tionssäle, oder an Upgrades von Rein­räu­men im Gefolge von geset­zge­berischen Maß­nah­men, von neuen VDI-Richtlin­ien oder von schär­fer­en Kun­de­nan­forderun­gen! Erle­ichterung schafft in jedem dieser Fälle ein „dig­i­taler Zwill­ing“ des betr­e­f­fend­en Gebäudes mit speziellen Angaben zum Labor- und Reinraumbereich.

Praxisbeispiel Strömungstechnik

Für die Prax­is stellt die Aus­gestal­tung von BIM als offen­er Stan­dard einen wichti­gen Plus­punkt dar. Denn wenn Architekt und Strö­mung­stech­niker mit unter­schiedlichen Pro­gram­men arbeit­en, muss das Puz­zle ja noch zusam­menge­fügt werden.

„Gemäß der BIM-Sys­tem­atik pro­gram­miere ich mir dafür ein­fach eine Schnittstelle“, erläutert Ben­jamin Zielke, Wis­senschaftlich­er Mitar­beit­er Her­mann-Rietschel-Insti­tut der TU Berlin. „Ziel des Ganzen ist es unter anderem, bei Umbaut­en und Änderun­gen Sim­u­la­tio­nen auf Knopf­druck durch­spie­len zu kön­nen. Vieles, was heute auf langjähriger Erfahrung beruht, ließe sich dann effek­tiv­er pla­nen – und auch wirk­lich punk­t­ge­nau. Eine zu große Ausle­gung von Lüf­tungsan­la­gen und die damit in Bau und Betrieb ver­bun­de­nen unnöti­gen Zusatzkosten ließen sich zum Beispiel von vorne­here­in vermeiden.“

„Sie kommt heute vornehm­lich dann zum Zuge, wenn es konkrete Schwierigkeit­en zu beheben gilt“, weiß Heimo Müller, Carinthi­an Tech Research, St. Mag­dalen (Öster­re­ich), aus Erfahrung. „Ein Beispiel beste­ht im Auftreten von Kon­t­a­m­i­na­tio­nen oder von zu hohen Par­tikelkonzen­tra­tio­nen. Mit Strö­mungssim­u­la­tio­nen kön­nen wir Prob­leme in Abzü­gen, in Glove-Box­en und generell im Rein­raum bess­er ver­ste­hen und schneller Lösun­gen find­en. Allerd­ings würde die Kalku­la­tion eines ganzen Rein­raums auf Basis physikalis­ch­er Mod­elle und numerisch­er Ver­fahren sehr lange dauern. Darum tas­ten wir uns stets Schritt für Schritt an die eigentliche Fragestel­lung her­an: Sim­u­la­tion der Ist-Sit­u­a­tion, Mes­sun­gen und Abgle­ich des Mod­ells, dann Sim­u­la­tion ver­schieden­er Geome­trien zur Prob­lem­lö­sung. Einen ganzen Rein­raum auf der Grund­lage von reinen Sim­u­la­tio­nen auszule­gen, kann ich mir vorstellen, macht aber wenig Sinn.“