Artikel erschienen am 10.06.2019

Bauwerke für moderne Industriegebäude

Von Dr.-Ing. Kerstin Wolff, Braunschweig | Dipl.-Ing. Andreas Kyrath, Braunschweig | Dipl.-Ing. Patrick Schmidt, Braunschweig | Dipl.-Ing. Hermann Baars, Braunschweig

Produktions- und Investitionskosten

Am Anfang der Überlegungen zur Investition in automatisierte Fertigungsstätten steht natürlich die Maschinen- und Gerätetechnik: der Digitalisierungsgrad und die logistischen Abhängigkeiten im Produktionsprozess. Geld verdient wird mit dem fertigen und vor allem verkauften Produkt. Vor diesem Hintergrund stehen neben den reinen Produktionskosten natürlich auch alle Investitionskosten auf dem Prüfstand. Da die meisten Produktionsanlagen nicht ohne einen Wetterschutz auskommen, werden Produktionsgebäude oder -hallen benötigt.

Für den Bauherrn ist die Überlegung wichtig, welchen Einfluss digital vernetzte Fertigungsanlagen und Industrieroboter, die ohne Schutzzäune direkt mit Menschen zusammenarbeiten, auf die Produktion haben werden. Damit geht die Frage nach dem Gebäude einher. Aufgrund der langfristigen Auslegung einer Gebäudeinvestition sollte das Gebäude nicht nur in der Lage sein, die jetzigen Fertigungsanlagen zu beherbergen, sondern auch für eine spätere Umrüstung geeignet sein.

Umfassende Planung optimiert Kosten

Diese verfahrenstechnischen Überlegungen spielen im Industriebau und Wirtschaftsbau eine große Rolle. Sie müssen bereits bei der Gebäudeplanung berücksichtigt werden und haben einen sehr großen Einfluss auf die späteren Bau- und Unterhaltungskosten.

Die Planungsbeteiligten müssen sich neben der Zusammenführung aller nutzungsspezifischen Randbedingungen künftig auch auf einen neuen Planungsrhythmus einstellen. Im Zuge der integralen Planung sind zunehmend moderne Instrumente wie BIM (Building Information Modeling) mit einzubinden.

Schon in frühen Planungsphasen wird mit allen Beteiligten am Gesamtmodell das Bauwerk konzipiert. Dabei werden für Entwurfsvarianten verschiedene Tragwerksraster untersucht und verschiedene Baustoffe analysiert, was insbesondere vor dem Hintergrund teilweise stark schwankender Preissituationen am Bau von großer Bedeutung ist.

Durch eine alle Planungsbeteiligten integrierende Gesamtplanung mit Anwendung von BIM wird gleichzeitig ein Gesamtmodell des zukünftigen Bauwerks entwickelt, welches eine gute Übersicht über den kosten- und terminmäßigen Ablauf der Gebäudeerrichtung und des späteren Gebäudebetriebes gibt.

Über die Lebensdauer des Gebäudes können sämtliche Facility-Management-Daten hinterlegt und diese sowie betriebswirtschaftliche Auswertungen abgerufen bzw. unterstützt werden. Ferner wird durch die Planung am Gesamtmodell eine Kollisionskontrolle der Installations- und Produktionsstraßen sichergestellt. Damit werden spätere Änderungskosten minimiert. So kann ein auf die verfahrenstechnischen Abläufe abgestimmtes, optimiertes Gebäuderaster gefunden werden.

Bei der Wahl des Tragrasters ist zu bedenken, dass selbstverständlich weit gespannte Tragwerke mit wenigen Stützen realisiert werden können – der Bauherr erzielt hiermit ein Maximum an Flexibilität. Ein sehr flexibel zu nutzendes Gebäude ist jedoch im Allgemeinen teurer als ein auf die verfahrenstechnischen Abläufe abgestimmtes und optimiertes Gebäuderaster. Der Bauherr muss dementsprechend sinnvoll abwägen zwischen Flexibilität und Kosten.

Tragwerksplanung berücksichtigt Bauablauf

Für die Errichtung großer Gebäude ist ein sinnvoll gewählter Bauablauf wesentlich: hierbei kann möglichst gleichzeitig in verschiedenen Gebäudebereichen gebaut werden. Eine effiziente Tragwerksplanung berücksichtigt bereits den möglichen Bauablauf und optimiert diesen auch durch die Wahl der Baustoffe und den sinnvollen Einsatz von Halbfertig- oder Fertigteilen. Eine zeitlich optimierte Bauwerkserrichtung spart nicht nur rein baustellenbezogene Kosten, wie z. B. die Baustelleneinrichtung, sondern auch Miet- und Zinskosten.

Eine Optimierung der Tragwerksplanung kann auch darin liegen, dass z. B. aussteifende Wände nicht unbedingt in einer Achse übereinander liegen müssen. So kann eine aussteifende Wand nur mit Stützen im darunterliegenden Geschoss fortgeführt werden, wenn die aussteifende Funktion durch eine Wand an einer anderen Stelle ersetzt wird und die aussteifenden Kräfte über die Scheibenwirkung der Decken dort hingeleitet werden. Die hier exemplarisch aufgeführten Parameter sollen aufzeigen, wie durch moderne Planungsmethoden und eine frühzeitige Abstimmung zwischen Bauherrn, Verfahrenstechnikern, Architekt, TGA- und Tragwerksplaner die Baukosten und Termine zum Wohle des Bauherrn positiv beeinflusst werden können.

Fotos: Andreas Bormann

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