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12.06.2015 1 Itten+Brechbühl AG Andreas Jöhri 11. Juni 2015 BIM in komplexen Bauten so „funktioniert“ die Zusammenarbeit Itten+Brechbühl und BIM Wir haben langjährige Erfahrung in der gezielten 3d – Planung von komplexen Bauten. Das Vorgehen ist immer spezifisch gewählt worden und musste bisher ohne den Begriff BIM ausgekommen. Itten+Brechbühl / 11.6.15

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12.06.2015

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Itten+Brechbühl AG

Andreas Jöhri11. Juni 2015

BIM in komplexen Bauten–

so „funktioniert“ die Zusammenarbeit

Itten+Brechbühl und BIMWir haben langjährige Erfahrung in der gezielten 3d – Planung von komplexen Bauten. Das Vorgehen ist immer spezifisch gewählt worden und musste bisher ohne den Begriff BIM ausgekommen.

Itten+Brechbühl / 11.6.15

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Aufgabestellung im Rahmen der TU Ausschreibung„Planung und Realisierung des Gebäudes und der dazugehörigen Infrastruktur für den Einbau und den Betrieb des geplanten Freien-Elektronen-Röntgenlaser im Rahmen der Grossforschungsanlage SwissFEL“

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

AufgabestellungBasis bildet ein baubewilligtes Vorprojekt welches die Lage, Geometrie und Haustechnischen Konzepte vorgibt, dies im Rahmeneiner funktionalen Totalunternehmerausschreibung.

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

AufgabestellungKonzipiert ist das Gebäude als minimalste Hülle um die Maschine

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

AufgabestellungAufgrund der speziellen Anforderungen liegt das Projekt im Wald,wird grösstenteils von Erde überdeckt und dadurch nur als „Lichtung“ in Erscheinung treten

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

AufgabestellungAufgrund der ausserordentlichen Anforderungen sind die Vorgaben jenseits der üblichen Baustandards

10 femtosekunden = 0.00000000000001 sekunden

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

AufgabestellungAufgrund der speziellen Anforderungen sind die Vorgaben ausserhalb der üblichen Baustandards

• 750m Gebäudelänge ohne Dilatationsfugen in Längsrichtung

• Erdkrümmung korrigiert ~13.5mm

• Toleranz für Hartbetonbelag in Strahlkanal absolut ± 2mm

• Temperatur in Strahlkanal 24°C ± 0.1

• Deckenstärke über Strahlkanal 1.5m

• Erschütterungen zwischen 1-100 Hz < 0.1µm

• Bauherr entwickelt parallel zum Gebäude die zuGrunde liegende „Maschine“

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Klare Vorgabe des BauherrnErst durch die Festlegung der Ziele des Bauherrn wird es möglich zu definieren was BIM im Projekt leisten muss.

......

Die Projektpläne stellen mit den Ausschreibungsunterlagen Teile 0, A, B, C, D, E und F die Grund-lage zur Ausschreibung dar. Alle Projektpläne (Bau und Infrastruktur) sind bauseits 3D mit Auto-CAD Architecture 2012 (Bau), respektive teilweise 3D mit Nova Plancal (Infrastruktur) erstellt. Die Infrastruktur liegt der Ausschreibung nur im PDF-Format bei.

Die zeichnerische Planung im Projekt SwissFEL erfolgt in 3D-CAD. Die 3D-CAD-Pläne sind für die elektronische Plankontrolle ausserordentlich wichtig: Die Kollisionsprüfungen zwischen Bau, Ge-bäudetechnik und der Maschine und ihren Komponenten ist bei den engen Raumverhältnissen äusserst wichtig. Die laufende Weiterentwicklung der Forschungseinrichtung verlangt eine Abstim-mung mit der Ausführungsplanung Bau und Infrastruktur. Die Kontrollpläne werden deshalb durch die Infrastruktur-Fachplaner (AIE) und der technischen Koordinationsstelle (ATK) des PSI geprüft werden. ATK arbeitet mit „Catia“ von Dassault Systèmes.

Für die Plankontrolle können voraussichtlich die originalen Dateiformate (3D volumenorientierte Daten) abgegeben werden. Die korrigierten freigegebenen Pläne müssen dem Bauherrn jeweils anschliessend im STEP-Format (Volumendatei) zur Einpflege in das „Catia“-System und Absiche-rung gegenüber des maschinenseitigen Planungsstandes abgegeben werden.

Die Revisionspläne sind nach Projektabschluss für spätere Anpassungen und Umbauten, nebst Papierform, im Originalformat, im 3D-DWG-Format und im STEP-Format und als PDF abzugeben.

Der Totalunternehmer stellt die Kommunikationssicherheit aller beteiligten CAD-Systeme sicher.

B.3.8 3D CAD PLANUNG

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Organisation im PlanerteamZuständigkeiten innerhalb der TU-Konstellation

„Generalplaner“Itten+Brechbühl„Generalplaner“Itten+Brechbühl

ArchitektItten+BrechbühlArchitektItten+Brechbühl

Bauing.Synaxis

Bauing.Synaxis

HLKKSahochn

HLKKSahochn

Elektroenerpeak

Elektroenerpeak

Spezialistxxxxx

Spezialistxxxxx

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Klärung der CAD - SchnittstellenWer mit WemWelches Format für welchen Fall

AuftraggeberCatia / Nova

ArchitektVectorworks

HLKKSPlancal Nova

SpezialistenAutoCAD

ElektroPlancal Nova

BauingenieurAllplan

UnternehmerAutoCAD

IFC

DWG

IGESIFC

DWG

Nova

DWG

DWG

DWG

IFCDWG

STEP

IFC

DWG

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Nova

BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Konkrete Umsetzung der Planung - TheorieTerminliche Abfolgen der Planung - Detaillierungsgrade

Auftraggeber

Architekt

HLKKS

Spezialisten

Elektro

Bauingenieur

Unternehmer

AusführungsprojektBauprojektVorprojekt DokVorstudie

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Konkrete Umsetzung der Planung - RealitätTerminliche Abfolgen der Planung - Detaillierungsgrade

Auftraggeber

Architekt

HLKKS

Spezialisten

Elektro

Bauingenieur

Unternehmer

AusführungsprojektBauprojektVorprojekt DokVorstudie

Itten+Brechbühl / 11.6.15

BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Konkrete Umsetzung der Planung - Realität

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BIM-Modell

1:1 „Modell“

revdiertes BIM-Modell

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreVerbindungen zwischen Strahlkanal und Versorgungebene

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Strahlkanal

zugehörigeInfrastruktur

BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreElektro Leerrohre mit Strahlenschutzanforderung – Vorgabe ist Geometrie

fortl.Nr

GebäudeRohr

Bezeich-nung

RohrtypAussen Durch-messer

Biege-radius

NutzungEintritt:

oben (Symbol O)Austritt:

unten (Symbol X)

[Typ] [cm] [cm] Z X Y Z X Y

1 Linac 1 R213.1 1 11.2 60 IntDecke 213.700 -0.200 3.500 215.700 0.710 2.000

2 Linac 1 R213.2 1 11.2 60 IntDecke 213.000 -0.200 3.500 215.000 0.710 2.000

3 Linac 1 D217.1 1 11.2 60 IntDecke 217.900 -0.200 3.500 215.200 0.710 2.0004 Linac 1 D214.1 1 11.2 60 IntDecke 214.700 -0.200 3.500 216.700 0.710 2.0005 Linac 1 D214.2 1 11.2 60 IntDecke 214.500 -0.200 3.500 216.500 0.710 2.0006 Linac1 M216.1 1 11.2 60 IntDecke 216.500 -0.200 3.500 214.500 0.710 2.000

7 Linac 2 S224.1 4 7.2 40 IntBoden 224.000 -0.200 3.500 223.200 0.000 -1.200

8 Linac 2 S224.2 4 7.2 40 IntBoden 224.100 -0.200 3.500 223.300 0.000 -1.200

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wer macht die Planung?wie ist die technische Lösung?wer baut?

Tabellarische Vorgabe fürca. 1‘000 Leerrohre

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreElektro Leerrohre mit Strahlenschutzanforderung – Resultat Geometrie 3d

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parametrisch programmierte Rohrverläufe

BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreElektro Leerrohre mir Strahlenschutzanforderung – Resultat Geometrie 3d

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2-Plan für die Baustelle

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreElektro Leerrohre mir Strahlenschutzanforderung – Resultat Geometrie 3d

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2-Plan für die Baustelle

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Spezifische Herausforderungen – z.B. InterfacerohreWie kann diese Geometrie gebaut werden ?

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL

Spezifische Herausforderungen – DoppelbodenAnbindung Leerrohre ans obere Geschoss

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL

Spezifische Herausforderungen – DoppelbodenVorgegebene Schaltschrankpositionen

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL

Spezifische Herausforderungen – DoppelbodenInterfaceleitungen im Doppelbodenbereich

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL

Spezifische Herausforderungen – Doppelboden

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL

Spezifische Herausforderungen – DoppelbodenEntwicklung von Überbrückungen in Abstimmung mit Elektrotrassen

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL

Realität in 1:1Gewähltes Produkt erfüllt nicht die „Sollmasse“> Zwischenraum ist zu eng – nicht akzeptabel

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Anforderung an BIM KommunikationWer mit WemWelches Format für welchen FallWas ist der InhaltWie ist der Detaillierungsgrad

AuftraggeberCatia / Nova

ArchitektVectorworks

HLKKSPlancal Nova

SpezialistenAutoCAD

ElektroPlancal Nova

BauingenieurAllplan

UnternehmerAutoCAD

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

3d CheckTekla BIM

Sight

BauherrCatia

ArchitectVectorworks

HVACPlancal Nova

Electrical EngineerPlancal Nova

3d Checkin Catia

3d CheckPlancal Nova

3d - Kontrolle

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Anforderung an BIM KommunikationWie kommt Info zu BaustelleWie wird 3d – 2d Abgleich sichergestellt

AuftraggeberCatia / Nova

ArchitektVectorworks

HLKKSPlancal Nova

SpezialistenAutoCAD

ElektroPlancal Nova

BauingenieurAllplan

UnternehmerAutoCAD

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Anforderungen an die BIM – „Zeichner“

• 3d – Zeichnungs know-how

• Datenkonvertierungs know-how (gute Kontakte zu CAD Hersteller)

• Denken in Konzepten und Abstraktionsgraden (Level of detail)

• Verständnis für 2d – Plananforderungen auf der Baustelle

• Verständnis zur Differenzierung zwischen „möglich“ und „nötig“

• Produkte know-how z.T. bis ins Detail

• Verständnis für alle Beteiligten Gewerke

• Grosse Kompetenz in Kommunikation

• .......

• Die Anforderungen steigen !

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Der Nutzen von BIM

• Darstellung komplexer Zusammenhänge

• Kommunikationsplattform unter Planern und mit Bauherrn

• Zusatznutzen je nach Gewerk

- Kollisionskontrolle

- Massen-/Mengenermittlung

- gezielte Auswertungen

- Montageabläufe

- .....

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Etappierung > IN 

Phase 01 > Elektrotrasse / Querleitung / Interfacerohre / MSR‐Rahmen  

Etappierung > IN 

Phase 01 > Elektrotrasse / Querleitung / Interfacerohre / MSR‐Rahmen  

Etappierung > IN 

Phase 02 > Kranbahn / Kranbrücke  

Etappierung > IN 

Phase 02 > Kranbahn / Kranbrücke  

Etappierung > IN 

Phase 03 > 

Ölwanne / Rackrahmen / Doppelboden (teilweise vorgezogen) 

Etappierung > IN 

Phase 03 > 

Ölwanne / Rackrahmen / Doppelboden (teilweise vorgezogen) 

Etappierung > IN 

Phase 04 > Montagestützen / Doppelboden 

Etappierung > IN 

Phase 04 > Montagestützen / Doppelboden 

Etappierung > IN 

Phase 08 > Osmose / Querleitung Wand / Doppelboden 

Etappierung > IN 

Phase 08 > Osmose / Querleitung Wand / Doppelboden 

Etappierung > IN 

Phase 10 > Schaltschränke 

Etappierung > IN 

Phase 10 > Schaltschränke 

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BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Die Herausforderungen von BIM

• hohe Anforderungen an BIM – „Zeichner“

• Stufengerechtes Vorgehen – Disziplin in der Phasenabwicklung

• Umgang mit Änderungen und nicht idealen Planungsverläufen

• Umgang mit „Planständen“ 3d BIM <-> 2d Baustelle

• Bezug zur Realisierung auf der Baustelle Theorie <-> Praxis

• Qualität der 2d Pläne

• hohe Kompetenz bei Auftraggebern erforderlich

• 3d know-how verleitet zu komplizierten Geometrien

• angestrebte Rationalisierung <-> neue Möglichkeiten

• der Hunger kommt mit dem Essen – auch bei 3d

und erst recht mit BIM

Itten+Brechbühl / 11.6.15

BIM konkret am Beispiel SwissFEL des Paul Scherrer Instituts PSI

Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Itten+Brechbühl AG

Andreas Jöhri11. Juni 2015