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Digitale Planung im Holzbau
Der Holzbau und digitale Planungsprozesse sind seit Jahren ein Dreamteam. Im Holzbau ist die 3-D-Planung seit Jahrzehnten Standard. Die Perfektion der Bauteile und Prozesse ist eindrücklich.
Holzbauten lassen sich vorfertigen und sind nach kurzer Bauzeit fertiggestellt. Das ist einer der grossen Vorteile des Holzbaus. Damit dies möglich ist, werden Bauprojekte vor Baubeginn bis ins Detail geplant. Ein sogenannter digitaler Zwilling, samt allen Informationen zum Bauprojekt, wird hergestellt.
Im 3-D-Modell des Personalrestaurants "timeout" des Kantonsspitals Aarau fliessen alle Informationen von verschiedenen Fachplanern zusammen.
Die holzbaugerechte Planung als Grundsatz
Im konventionellen Massivbau mit niedrigem Vorfertigungsgrad wird oft noch bis in die Ausführungsphase geplant. Anpassungsarbeiten auf der Baustelle und Schlitzarbeiten für Elektro- und Sanitärinstallationen gehören dazu. Das ist bei Holzbauprojekten anders: Es braucht einen klaren Schnitt zwischen der Planung und Ausführung. Die Leitungsführung und alle Installationen werden vorgängig geplant. Für die Bauherrschaft heisst das, dass sie bis Ende der SIA-Phase 51 definitiv über die Platzierung von Installationen wie Deckenspots, Abzweigdosen, Wanddosen entscheiden. Sie werden bereits im Herstellungswerk in die Holzelemente eingebaut.
Eine holzbaugerechte Planung ist vor dem Baustart abgeschlossen. Zwischen Planung und Ausführung gibt es einen Design-Freeze.
Forschungsprojekte zur Planung im Holzbau
Für die Weiterentwicklung der Holzbauplanung engagieren wir uns bei Forschungs- und Entwicklungsprojekten mit Hochschulen und Verbänden.
Forschungsprojekt LeanWood mit der Hochschule Luzern
Mit dem Forschungsprojekt leanWOOD der Hochschule Luzern wurden neue Kooperations- und Prozessmodelle für das vorgefertigte Bauen mit Holz entwickelt. Timbatec steuerte Projektdaten bei und begleitete das Projekt als Experte.
Das leanWOOD-Forschungsprojekt hatte zum Ziel, das Potenzial des industrialisierten Holzbaus besser auszuschöpfen. Um dies zu ermöglichen, muss eine neue, holzbaugerechte Planungskultur etabliert werden. Diese umfasst neue Gliederung des Prozessablaufs von Planung bis Ausführung sowie zeit- und phasengerechte Integration von relevantem Know-how. Und neue Kooperationsmodelle für zunehmend grössere und komplexere Holzbauten.
In Zusammenarbeit mit internationalen Forschungs- und Wirtschaftspartnern wurde eine Reihe von Bauprojekten in Bezug auf den Prozess und die Zusammenarbeit analysiert. Diese helfen bei zukünftigen Bauten, die Eignung für den eigenen Betrieb sowie Anhaltspunkte für die Zusammenstellung der Planer- und Ausführungsteams zu geben. Im Weiteren wurden verschiedene Vergabemodelle analysiert.
Die Erkenntnisse aus dem Forschungsprojekt können in einem idealen Planungsablauf zusammengefasst werden, der wie folgt aussieht:
1. Vor Projektstart Komplexitätsanalyse durchführen.
2. Früher Einbezug der ausführenden Unternehmen, bereits beim Entwurf.
3. Anpassung der Vergabemodelle ermöglichen.
4. Single source of truth, ein einziges 3D-Modell, an dem alle Planer und planenden Unternehmer gleichzeitig arbeiten.
Detaillierte Informationen zum Projekt finden Sie auf der Webseite der HSLU.
Forschungsprojekt DeepWood mit der Hochschule Luzern und der Berner Fachhochschule
Das Forschungsprojekt DeepWood stellte sich der Herausforderung, wie eine Zusammenarbeit mehrerer Disziplinen gleichzeitig in einem gemeinsamen Modell realisiert werden kann. Als Vorbild diente das Modell der Holzbauplanung von Cadmakers in Vancouver und die 3DEXPERIENCE Plattform von Dessault Systèmes.
Ausgehend von der Idee, dass in diesem Ansatz der «Lärm» der Schnittstellenprobleme aktueller BIM‐Projekte ausgeschaltet werden kann, wurden in Living Labs neue Strukturen für eine zukünftige echtzeitbasierte, unternehmensübergreifende und kollaborative Planung im Holzbau explorativ entwickelt und getestet. Parallel dazu wurde eine Performancematrix entwickelt, die Anleitung gibt, wie im vorgefertigten Holzbau Architektinnen und Fachplanende konzertiert den Projektfortschritt holzbaugerecht bewältigen.
Trotz des Erfolges im Living Lab 2 ist die Übertragung des Dienstleistungsmodells Cadmakers in die Schweiz noch schwer zu realisieren. Einerseits gibt es auf der technischen Seite noch Forschungsbedarf. Andererseits ist die Eintrittsbarriere für Fachplanende sehr hoch, der Lock‐in Effekt hat auch das Forschungsteam gefordert und der Aufbau qualifizierter Fachkräfte für die Modellierung stellt eine weitere Herausforderung dar. Bei der Entwicklung eines disruptiven DeepWood‐Geschäftsmodelles müssen Lösungsansätze für diese Hürden entwickelt werden.
Projektteam und weiterführende Informationen
Federführende Forschungspartnerin:
- Hochschule Luzern T&A, Kompetenzzentrum Typologie & Planung in Architektur
Forschungspartnerin:
- Berner Fachhochschule AHB, Institut für Digitale Bau ‐ und Holzwirtschaft
Hauptumsetzungspartner:
- Timbatec Holzbauingenieure Schweiz AG
Weitere Umsetzungspartner:
- Dassault Systèmes (Suisse) AG
- Helbling PLM Solutions
- Stuberholz AG
Netzwerk-Projekt «TGA-Timber» der Holzforschung Austria
Die technische Gebäudeausstattung (TGA) hat aus Energieeinsparungsgründen an Umfang und Relevanz zugenommen. Bei ihrer Planung wird allerdings auf die Bauweise nicht ausreichend Rücksicht genommen. Es fehlt an holzbautechnischem Know-how und an für die Bauweise angepasste Konzepte und Lösungen.
Timbatec engagierte sich daher im Netzwerk-Projekt «TGA-Timber» der Holzforschung Austria. Im Zuge des Projektes wurde im iterativen Wissensaustausch zwischen Forschungsinstituten, Fachplanern und Ausführenden ein optimiertes Schnittstellenkonzept entwickelt. Mit neuen Prozessen können die Planung und Ausführung flüssiger und dadurch kostengünstiger gestaltet werden. Dadurch kann der Holzbau seine Vorteile in Bezug auf Vorfertigung und Baugeschwindigkeit voll ausspielen. Timbatec lässt die Erkenntnisse schon heute in die laufenden Projekte einfliessen.
Projektbild: Technische Gebäudeausstattung im mehrgeschossigen Holzbau, Holzforschung Austria.
Die Performancematrix gibt eine Anleitung, wie eine holzbaugerechte Planung aussieht. Alle beteiligten Akteure liefern zum richtigen Zeitpunkt die richtigen Informationen. Nur so kann die Planung vor dem Baustart abgeschlossen werden. Das ist für die Vorfertigung der Holzbauteile nötig.
Weitere Informationen zur digitalen Planung im Holzbau finden Sie in unserem Magazin „Holzbau und Digitalisierung“.
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Für die Holzbauplanung wird bei uns meist die Software Cadwork eingesetzt. Das Beispiel mit dem vorgefertigten Wandelement und den Fassadenelementen zeigt, dass alle Informationen im Plan enthalten sind.