Chinas größtes Bauprojekt

Im Rahmen der strategischen Pläne Chinas, im Greater Bay Area ein Luftfahrtknotenpunkt von Weltklasse zu entwickeln, wickelt die Guangdong Airport Authority die Phase III des Ausbauprojekts für den Guangzhou Baiyun International Airport ab. Mit einem Budget von über 53,77 Milliarden CNY ist es das größte Wiederaufbau- und Erweiterungsprojekt in der Geschichte des Baus von Flughäfen für die chinesische Zivilluftfahrt. Das Projekt sieht den Bau eines neuen Terminalgebäudes mit einer einzigartigen, die Blütenkrone von Guangzhou symbolisierenden architektonischen Form, zwei neue Start- und Landebahnen und ein umfassendes Verkehrszentrum mit U-Bahn-, Intercity- und Hochgeschwindigkeitszug-anbindung vor. „Nach Abschluss des Projekts [wird] der Guangzhou Baiyun International Airport eine Passagierabfertigungskapazität von 120 Millionen Passagieren und eine Fracht- und Postabfertigungskapazität von 3,8 Millionen Tonnen haben. Das entspricht einer Steigerung von 50 Prozent gegenüber dem aktuellen Passagieraufkommen und von 52 Prozent gegenüber dem aktuellen Fracht- und Postaufkommen“, sagte Jianlong Zhang, Senior Engineer und Head of BIM Department bei der Guangdong Airport Authority.

Als Chinas größtes Flughafenprojekt für die zivile Luftfahrt wird die Erweiterung des Guangzhou Baiyun International Airport die Abfertigungskapazität auf 120 Millionen Passagiere pro Jahr erhöhen
© Guangdong Airport Authority

Das Pionierprojekt fördert den intelligenten Flughafenbau und digitale Arbeitsabläufe in allen Phasen. In diesem Projekt werden fortschrittliche Technologien eingesetzt – von digitalem Bau und Internet der Dinge bis hin zu KI, Cloud-Computing und Simulation –, um Plattformen für autonomes Fahren, intelligente Sicherheit und Knotenpunkte für die kollaborative Entscheidungsfindung zu innovieren und zu entwickeln. Mit zahlreichen „Premieren“ in der regionalen und nationalen Zivilluftfahrt entwickelte die Guangdong Airport Authority ein Komplettsystem für intelligente Bauweise, führte auf der nationalen Standardliste für Mengen in Projekten basierende Modellmessungen durch, implementierte BIM-Standards und dehnte die Anwendung des Produktkomponenten-Codiersystems auf die gesamte zivile Luftfahrtindustrie aus. „Es ist das erste Projekt in China, bei dem intelligente Bauweise, Smart Operations und Smart Maintenance bereits in der Bauphase eingeplant werden“, so Zhang.

Megaprojekt – Fortlaufender Betrieb mit engem Zeitplan

Das Großprojekt umfasste die Umsetzung des Flugbereichs, des Terminals und der Verkehrsanlagen inmitten einer komplexen Geologie und erforderte eine Koordination zwischen 20 Fachbereichen. „Es gibt viele Beteiligte. Sie kommen aus drei Branchen: Zivilluftfahrt, kommunale Verwaltung und Bauwesen; [und] es gibt 35 beteiligte Einheiten mit mehr als 300 Mitarbeitenden vor Ort. Das macht die Koordination ziemlich schwierig“, so Zhang. Erschwerend kamen der enge Zeitplan und die Einschränkungen hinzu, damit der vorhandene Flughafen seinen Flugbetrieb ohne Unterbrechung aufrechterhalten kann. „Der Bau der Phase III des Projekts für den Guangzhou Baiyun International Airport ohne Unterbrechung des Flugbetriebs verknüpfte die meisten technischen Projekte in der Geschichte der chinesischen Zivilluftfahrt und erfordert die komplexesten Technologien, die schwierigsten Bauweisen und die längste Dauer und hat [die] größten Auswirkungen auf den Betrieb“, fügte Zhang hinzu.

Die hohe Modellbelastungs- und Datenmanagementfähigkeit von iTwin trugen zu Kosten-einsparungen in Höhe von 78 Millionen CNY bei
© Guangdong Airport Authority

Während des gesamten Baus mussten die verschiedenen Technikteams auf und unter den Start- und Landebahnen arbeiten, was eine präzise Planung und Koordination erforderlich machte, um den Flugverkehr nicht zu stören. Die Guangdong Airport Authority strebte die Einführung von BIM und einer digitalen Baumethode an. Allerdings war es schwierig, für die mehr als 3 Millionen Komponenten des Flughafenmodells – der größte Umfang im Bereich des inländischen BIM – eine geeignete Plattform zu finden. Sie erkannten, dass sie eine offene, integrierte Lösung für BIM und die Technologie für digitale Zwillinge benötigten, um die riesigen Datenmengen aufnehmen, die BIM-Attribute anzeigen, die multidisziplinäre Zusammenarbeit in Echtzeit erleichtern und das störungsfreie Funktionieren des Modells sicherstellen zu können.

Schaffung einer kollaborativen, intelligenten Bauweise

Mithilfe der offenen BIM- und iTwin-Anwendungen von Bentley erstellte die Guangdong Airport Authority für das komplexe Flughafenprojekt BIM- und digitale Bauverfahren für den gesamten Lebenszyklus und integrierte intelligente Modellierungsabläufe in intelligente Bauweisen. „Für den Flughafen wurde die iTwin-Technologie voll ausgeschöpft und BIM-Modelle kombiniert, um die Modelle für alle Fachbereiche im Flugbereich anwenden und das BIM-Datenmanagement am Flughafen unterstützen zu können“, sagte Zhang. Mithilfe dieser 3D-Modelle können die Teams nationale Standards für Projektmengen einhalten und durch multidisziplinäre Zusammenarbeit in Echtzeit Kollisionsprüfungen durchführen, um Tausende von potenziellen Fehlern zu erkennen und zu beseitigen.

Durch die Integration von ProjectWise, iTwin Capture und Synchro erleichterte die Guangdong Airport Authority nicht nur die Remote-Zusammenarbeit in Echtzeit, sondern simulierte auch den Baufortschritt, verglich die tatsächlichen Arbeiten vor Ort mit dem digitalen Plan und führte virtuelle Probeläufe durch. „Während der Bauphase setzte das Projektteam Synchro 4D von Bentley ein, um Probeläufe für den Bau komplexer Knoten und speziell geformter Abschnitte durchzuführen und so technische Lösungen und Implementierungspfade zu optimieren“, so Zhang. Mit dem Laserscanning von iTwin Capture verglichen sie das BIM-Modell mit dem Realitätsmodell, um die Qualität und Präzision der Bauarbeiten vor Ort sicherzustellen. Dank Bentleys integrierter Anwendungen konnte die Guangdong Airport Authority eine intelligente Plattform für das kollaborative Baumanagement entwickelt, eine universelle Datenumgebung und einen digitalen Zwilling erschaffen und digitale Plug-ins für die auf den Codierungsstandards der Branche basierenden Codierung und Überprüfung der Modelle sowie die Extraktion der in den Modellen enthaltenen Mengen entwickeln.

Nach Einführung des Konzepts für digitale Zwillinge in den vorbereitenden Projektphasen verfeinerte die Guangdong Airport Authority dieses Konzept weiter und integrierte KI- und Überwachungsgeräte für die Vernetzung von Entwurf, Bau, Flughafenbetrieb und Wartung. Mithilfe von BIM-Entwurf und der Technologie für digitale Zwillinge wird für den umfassenden Einsatz über alle Phasen, alle Fachbereiche, alle Unternehmen und alle Beteiligten hinweg in der Entwurfsphase ein digitales Flughafenmodell erstellt sowie ein digitaler Zwilling, der kontinuierlich erweitert wird, um die Digitalisierung des gesamten Bauprozesses zu ermöglichen.

Durch die Schaffung einer kollaborativen digitalen Umgebung konnten die für die Koordination erforderliche Zeit um 97 Tage verringert werden
© Guangdong Airport Authority

Digitaler Zwilling legt Branchenmaßstab für nachhaltige, intelligente Flughafenentwicklung fest

Durch die Einführung der kollaborativen BIM- und iTwin-Technologie über den gesamten Lebenszyklus hinweg löste die Guangdong Airport Authority vor Ort 3200 Probleme. Dadurch konnten Abfallprodukte, Bauschutt und Bauverzögerungen vermieden und Kosten in Höhe von 78 Millionen CNY eingespart werden. „Durch die Schaffung einer kollaborativen Umgebung mithilfe von ProjectWise können alle Beteiligten zeitnah miteinander kommunizieren und zusammenarbeiten. Auf diese Weise können 97 Tage für Kommunikation und Koordination eingespart werden“, so Zhang weiter. Darüber hinaus haben die Guangdong Airport Authority und Bentley China basierend auf OpenRoads Designer die Anwendung OpenAirport Designer for China entwickelt – eine Datenbank für Flughafentechnikkomponenten und automatische Codierungssoftware zur Unterstützung des standardisierten Informationsmanagements und der intelligenten Codierung großer Datenmengen. Die technologische Innovation verbesserte bei diesem Projekt die Effizienz der Codierung und Modellierung um 15 Prozent und kann bei zukünftigen Flughafenprojekten in der gesamten zivilen Luftfahrtbranche des Landes eingesetzt werden. 

Weiterhin wurden Synchro und das Modell für digitale Zwillinge eingesetzt, um die Bauarbeiten auf der Baustelle vor Ort zu leiten. Auf diese Weise konnte die Baueffizienz um mehr als 35 Prozent verbessert und der Bauzeitplan verkürzt werden. „Durch den Einsatz des Modells für digitale Zwillinge konnte die Bauzeit erfolgreich um 33 Tage verkürzt werden“, so Zhang. Durch die Simulation und Optimierung der Bauarbeiten sowie der Leistung der Gebäude- und Flughafeninfrastruktur verringerte die Guangdong Airport Authority die Ressourcenabfallmenge und Umweltbelastung und erreichte ökologische und soziale Nachhaltigkeit. „[Wir] haben ein Benchmark-Projekt im Bereich der intelligenten Bauweise entwickelt, das die [Machbarkeit der Umsetzung] von Zivilluftfahrtstandards verifiziert und anschließend einen skalierbaren Weg für die Umsetzung nachfolgender Projekte festlegt“, erklärte Zhang abschließend.

Bentley Systems

www.bentley.com