4 Ansätze, wie 3D-Modelle die Verschwendung von Ressourcen reduzieren

Bauabfälle und verschwendete Baumaterialien belasten nicht nur die Umwelt, sondern auch das Budget und reduzieren den Gesamtertrag eines Projekts.

Im Bauwesen herrscht oft das Motto vor "lieber zu viel Material als zu wenig bestellt". Diese Denkweise ist eine der häufigsten Ursachen für die Verschwendung von Ressourcen. Ein Beispiel dafür ist die Bestellmenge von Beton, denn häufig werden die Betonageplanung und die Mengenermittlung rein manuell durchgeführt. Enge Zeitpläne führen dazu, dass für den Fall der Fälle lieber mehr Beton bestellt und Bauabfälle in Kauf genommen werden.

Auch im Bereich der Schalung werden oftmals bestellte Baumaterialien nicht verwendet. Neben der Verschwendung von Materialien führt aber auch Ineffizienz zu erhöhtem Arbeitsaufwand und Budgetverschwendung. Sich überschneidende Aufgaben, Mehrfacharbeit und Nacharbeit haben Einfluss auf die Produktivität und wirken sich negativ auf den Projektfortschritt aus. Das erhöht das Risiko, dass Projekte über dem Budget liegen und sich verzögern.

Immer mehr Bauunternehmen stellen fest, dass die meisten Bauabfälle durch die Einführung eines modellbasierten Prozesses in 3D und die Verwendung digitaler Werkzeuge und Informationen reduziert oder ganz vermieden werden können. Gebäudeinformationsmodelle spielen dabei eine entscheidende Rolle.

Immer mehr Bauunternehmen stellen fest, dass Verschwendung mithilfe von modellbasierten Prozessen, dem Einsatz digitaler Werkzeuge und Building Information Modeling (BIM) reduziert oder ganz vermieden werden können. Aber was bedeutet das? In einem ausführungsreifen, modellbasierten Prozess sind alle Projektphasen und Gewerke abgebildet und miteinander verbunden. Die Modelle enthalten 3D-Bauteile, Komponenten und Applikationen, die über offene Formate leicht zugänglich sind. Ausführungsreife Modelle sorgen für intelligentere und effizientere Prozesse im Büro und auf der Baustelle.

Ein wesentlicher Bestandteil dieses Prozesses ist das ausführungsreife, detaillierte 3D-Modell, das über die einfache Geometrie hinausgeht. Es enthält genaue, intelligente Informationen, die durch den gesamten Projektlebenszyklus hinweg verwendet werden können. Ein ausführungsreifes Betonmodell kann z. B. mit detaillierten Betonierabschnitten versehen werden, einschließlich Informationen zu Flächen, Volumen, Betonmischung und Kostenstellen sowie detaillierter Bewehrung, Einbauteilen und Schalungen.

Indem Bauunternehmen ihre Modelle mit Bewehrungsplanern teilen, ermöglichen sie eine effizientere Kommunikation: Komplexe Bereiche können besser koordiniert und Probleme bereits vor Baubeginn eliminiert werden. Außerdem wird sichergestellt, dass Maße und Mengen der Bewehrung korrekt sind und pünktlich auf die Baustelle geliefert wird. Das spart nicht nur Zeit, sondern reduziert auch Materialabfälle. Bedarfsorientierte Mengenermittlung und Reporting können mit einem Mausklick durchgeführt werden. Die Betonmengen sind genau, konsistent und aktuell. Außerdem kann die Mengenermittlung in 3D visualisiert werden, um Prozesse besser nachzuvollziehen und die Kommunikation effizienter zu gestalten.

So kann mit einem modellbasierten Ansatz der Einsatz von Ressourcen optimiert werden:

1. Effizientere Zusammenarbeit und Kommunikation in Echtzeit

Um Materialverschwendung zu reduzieren, sind der Abbau von Kommunikationsbarrieren und die Unterstützung der Zusammenarbeit zwischen Projektteams entscheidend. Vernetzung hilft Ineffizienzen, die durch Daten-Silos entstehen, zu vermeiden. Haben die unterschiedlichen Projektbeteiligten Zugriff auf die Modell-Daten, können diese besser zusammenarbeiten und gemeinsam ein Modell in Echtzeit überprüfen und ändern. 

Verschiedene Gewerke können sich untereinander abstimmen. So lassen sich Nach- und Mehrfacharbeiten verringern, Zeit einsparen und die Fehleranfälligkeit und damit die Verschwendung von Materialien erheblichen reduzieren. Alle Projektbeteiligten befinden sich auf dem aktuellen Stand. Daten werden gesammelt, gespeichert und gemeinsam genutzt, um einen transparenteren Prozess zu ermöglichen, der Material spart und Zeitabläufe optimiert.

2. Verlässliche Daten liefern und Nacharbeiten minimieren

Der technologische Fortschritt hat es möglich gemacht, dass 3D-Modelle von allen Projektbeteiligten von Beginn an verwendet werden können – von der ersten Idee über das fertige Produkt und darüber hinaus. Es ist nicht mehr notwendig, dass jedes Gewerk neu modelliert oder Arbeiten mehrmals erfolgen. Die erneute Eingabe von Daten erhöht das Risiko von Fehlern.

Wayne Brothers, eines der fortschrittlichsten Bauunternehmen Nordamerikas, arbeitet eng mit Biegebetrieben zusammen. Durch den Austausch von Modell-Daten reduziert das Unternehmen Abfall und fördert effiziente Arbeitsabläufe. Beim ersten Projekt, bei dem das Unternehmen ein ausführungsreifes Modell einsetzte, wurden 99 Prozent der Bewehrungsstäbe fehlerfrei gefertigt. Wayne Brothers konnte die Verschwendung von Material weiter reduzieren: Die genaue Menge des benötigten Betons wurde direkt aus dem Modell abgerufen.

3. Effizientere Arbeitsabläufe

Mit ausführungsreifen Daten kann eine mühsame, manuelle Mengenermittlung und Datenverwaltung so automatisiert werden, dass Arbeitsprozesse deutlich beschleunigt werden – von der Arbeitsvorbereitung bis zur Betonage. Dadurch lassen sich auch Projektänderungen schneller im Modell implementieren.

Das amerikanische Bauunternehmen F.A. Wilhelm nutzt ausführungsreife 3D-Modelle für eine schnellere und effizientere Planung von Schalung und Betonagearbeiten. Durch die Automatisierung von Prozessen konnte F.A. Wilhelm exaktere Schalungspläne erstellen. Das 3D-Modell bietet jederzeit Zugriff auf Mengen für die Budgetierung und Bereitstellung von Ressourcen, die einfache Verfolgung des Projektfortschritts, die Koordinierung von Aufgaben und die Berichterstellung in Echtzeit.

Da Beton-Projekte den größten Materialaufwand erfordern, ist eine genaue Mengenermittlung für F.A. Wilhelm unerlässlich. So verhindert das Unternehmen nicht nur Materialverschwendung, sondern spart auch Zeit und Geld.

4. Bessere Kommunikation zwischen Baustelle und Büro

Zeit ist Geld und Effizienz ist ein wichtiger Faktor für die Rentabilität. Ausführungsreife 3D-Modelle können die Materialverschwendung während eines Projekts reduzieren, insbesondere auf der Baustelle. Das Vermessen und Abstecken auf der Baustelle ist eine grundlegende Aufgabe, bei der Genauigkeit eine wichtige Rolle spielt. Fehler führen zu Nacharbeiten und Verzögerungen, die mit erheblichen Kosten verbunden sein können.

Ungenauigkeiten beim Einsatz von Zeichnungen und Maßband können zu falsch platzierten Schalungen und Verankerungen, fehlenden Einbauteilen und anderen kostspieligen Fehlern führen. Durch den Export von exakten Messpunkten aus dem Modell in eine Totalstation können diese Fehler vermieden und die Produktivität im Vermessungsprozess deutlich gesteigert werden. Die detaillierten Informationen im Modell sind genau und ausführbar.

Ein modellbasierter Prozess kann den Bau und Einsatz von Materialien optimieren und zu mehr Effizienz, Kalkulierbarkeit und Produktivität führen. Deswegen setzen immer mehr Bauunternehmen auf eine ausführungsreife Planung in 3D.

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Die Einführung ausführungsreifer Prozesse kann damit beginnen, grundlegende Aufgaben im Massivbau zu verbessern – z. B. die Mengenermittlung.

Die Verwendung digitaler, modellbasierter Methoden und speziell entwickelter BIM-Software kann die Produktivität von Bauunternehmen deutlich verbessern. Nacharbeiten – im Büro als auch auf der Baustelle – werden vermieden.

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