Building Information Modeling für die Pharma-Industrie

Gebäude, Städte, gebaute Infrastruktur – kaum ein anderes Bild prägt das Zeitalter des Anthropozäns, dem Zeitalter des Menschen so sehr wie Bauwerke. Den Folgegenerationen hinterlassen wir ein in Beton gegossenes Erbe. Digitalisierung und moderne Kommunikationstechnologien eröffnen völlig neue Wege für das Planen, Bauen und Betreiben von Bauwerken. Die Firma Hoffmann-La Roche AG hat es sich daher bei der Konzeption eines neuen Forschungszentrums zur Aufgabe gemacht, das Gebäude so zu gestalten, dass dieses durch besondere Planungsmerkmale auf die Herausforderungen der Zukunft vorbereitet und flexibel anpassbar ist.

Ein Gebäude durchläuft von der Idee, dem Bauentschluss eines Bauherrn bis hin zur übergabereifen Fertigstellung verschiedenste Phasen. In der klassischen Projektabwicklung entwickeln die Projektbeteiligten eine Vielzahl von Dokumenten. Berechnungen, Zeichnungen und andere Dokumente bilden den aktuellen Projektstand ab. Alle Beteiligten tauschen diese Unterlagen untereinander aus und stimmen sich und weitere Planungen dementsprechend ab. Kleinste (Ver-)Änderungen können große Auswirkungen auf die Termin- und Kostenplanung haben. An dieser Stelle setzt die BIM-Arbeitsmethodik an und ermöglicht durch moderne Kommunikationstechnologien eine neue Form des Informationsaustauschs zwischen den Projektbeteiligten.

Was ist BIM?

Building Information Modeling (kurz: BIM, deutsch: Gebäudedatenmodellierung) ist eine Methode für eine vernetzte Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden. Die architektonischen, technischen und funktionalen Bauwerksdaten werden digital zusammengefügt und visualisiert. Das Ergebnis ist ein intelligentes Gebäudemodell, auf das alle Projektbeteiligten zu jeder Zeit Zugriff haben und daran Anpassungen vornehmen können. Die Zusammenarbeit wird damit transparenter und effizienter. Kommt es zu einer Planänderung, so können die Auswirkungen auf die Bauzeit und Baukosten zeitnah eingeschätzt werden. Jede Information kann direkt in das Datenmodell eingetragen werden. Datenverlust oder fehlende Absprachen untereinander lassen sich dadurch vermeiden. Folglich erleichtert dies die Kommunikation, vereinfacht gemeinsame Entscheidungsprozesse und sorgt für eine große Zeitersparnis. Das Gebäudemodell wird in einer 3D-Geometrie für eine möglichst realitätsnahe Objektvisualisierung abgebildet. Die zwei Faktoren Zeit und Kosten sind ebenfalls einsehbar.

Des Weiteren bietet dieser digitale und integrative Ansatz die Möglichkeit, alle Phasen im Produktlebenszyklus ganzheitlich zu betrachten. So können beispielsweise bereits in der Planungsphase durch Simulationen bzw. virtuelle Begehungen Fehler in der aktuellen Bauplanung erkannt und behoben werden.

Am Firmenhauptsitz in Basel entstehen in vier Gebäuden rund 1.800 moderne Büro- und Laborplätze. Verschiedene Fachdisziplinen, die unter anderem Speziallabore benötigen, aber auch Konferenzräume finden in den Gebäuden Platz. Da die Forschung und Entwicklung eine der Kernaufgaben der Firma Hoffmann-La Roche ist, sollen auch die neuen Arbeitsplätze flexibel an Veränderungen anpassbar sein, aber zugleich auch die Anforderungen des jeweiligen Arbeitsgebiets erfüllen. Im Zentrum steht dabei ein inspirierendes, offenes und innovationsförderndes Arbeitsumfeld, das die Kommunikation und Zusammenarbeit vereinfacht.

Das pRED Center (Pharma research and early development) ist Teil einer 1,2 Milliarden CHF Investition. Alle vier Gebäude sind statisch autark, sodass die Möglichkeit eines Rück- und Neuaufbaus ohne Beeinflussung der Nebengebäude möglich ist. Da bereits bei vorherigen Bauvorhaben positive Erfahrungen mit der BIM-Arbeitsmethode gemacht wurden, lag es auf der Hand, auch für zukünftige Projekte modellbasiert zu arbeiten. Gerade im Bereich der Befestigungstechnik war es schwierig, Firmen zu finden, die über ausreichende Erfahrungen im Umgang mit der BIM-Arbeitsmethodik vorweisen können und über genügend personelle Ressourcen sowie über entsprechende kompatible Planungstools „inhouse“ verfügen.

Modular vs. Nicht-modular

Wachsende Anforderungen an den Arbeitsplatz verlangen zunehmend nach flexiblen Lösungen. Um das Ziel zu erreichen, ein innovatives und zukunftsorientiertes Raumkonzept zu verwirklichen, wurden größere, mehrere Etagen umfassende Cluster gebildet und diese in gleichmäßige Rastersegmente aufgeteil. Diese dienten der Reduzierung der Modellgröße und der Arbeitspaketbearbeitung. Durch die gleichartige Gebäudeausstattung konnte festgelegt werden, wo und welche Befestigungssituationen identisch sind. Die digitale Planungsmethodik ermöglicht es, die Architekturentwürfe sowie die technischen Gebäudekonzepte in Module zu übersetzen. Diese wurden wiederum gemeinsam vom Planungsunternehmen Digitales Bauen und dem auf Befestigungstechnik und deren Planung spezialiserten Unternehmen Sikla in Katalogen zusammengefasst und systematisch bearbeitet. Ziel war es, dass gleiche Konstruktionen nur einmal geplant, aber in den Planungen immer wiederverwendet werden.

So konnte die Maßgabe, die verfügbaren Räumlichkeiten flexibel nutzen und in Büro- bzw. Laborräume umbauen zu können, durch die Unterteilung einer jeden Etage in kleinere Module, umgesetzt werden. Dementsprechend wurde ein modulares Deckengrid geplant, sodass Anschlüsse für verschiedene Labormedien über die gesamte Etage verteilt verfügbar sind. Bei Bedarf können die Wände versetzt und die abgehängte Decke aufgeklappt werden, worüber sich entsprechende Zuleitungen befinden, die für die jeweilige Nutzung erforderlich sind. In der Planung konnten die Module dann wiederverwendet werden.

Der Planungsaufwand

Aufgrund einer kontinuierlichen Zunahme des Planungsaufwands waren Anpassungen in den Vorgehensweisen erforderlich. Die Komplexität des Projektes erforderte einen erhöhten Abstimmungsbedarf zwischen Sikla und dem Generalplaner. In intensiven Gesprächen wurden fortwährend die Planungsabläufe optimiert.

Durch die Vielfalt der Befestigungen war es nötig, die Modelle der Befestigungen pro Etage in acht Einzelmodelle zu trennen. Durch eine Softwareerweiterung wurde der Arbeitsaufwand verringert. Mit Abschluss des Projekts hat Sikla verschiedenste Gewerke befestigt und Grundlagen für die Fachplaner geschaffen. Dank der Materialauszüge, die pro Stockwerk und Bau erstellt wurden, konnten viele logistische Herausforderungen im Vorfeld umgangen werden. Durch dieses Logistik-Management konnte eine zeitpunktgesteuerte und produktspezifische Belieferung auf der Baustelle realisiert werden.

Da insbesondere die Baubranche derzeit einen großen Wandel erfährt, der vor allem in der fortschreitenden Digitalisierung begründet liegt, wird es für zukünftige Planungen umso wichtiger sein, dass die beteiligten Firmen ausreichend Planungserfahrungen und Ressourcen mitbringen, um Projekte mithilfe der BIM-arbeitsmethode zu realisieren. Dabei wird es noch wichtiger werden, alle am Projekt beteiligten Gewerke frühzeitig in die Planungen miteinzubeziehen. Gerade die Befestigungstechnik spielt dabei eine besondere Rolle, da diese auf die Vorplanung der anderen Gewerke angewiesen ist.

Ziel muss es daher für zukünftige Projekte sein, die Befestigungstechnik langfristig als eigenständiges Gewerk zu etablieren. Bisher hat sich das komplette Potenzial einer 100 % integrierten Planung der Befestigungstechnik noch nicht vollständig etabliert. Zukünftig wird es noch wichtiger, den benötigten Arbeitsaufwand und die Länge der Planungsphasen zu optimieren.