Die Peri-Digitalisierungsstrategie

Den Weg in die Bauausführung ebnen

Um BIM erfolgreich umzusetzen, müsste die bislang im deutschen Bauwesen übliche Trennung zwischen Planungs- und Ausführungsprozess überwunden werden, da sie die Ursache für die hohe Fehler- und Mängelquote im heutigen Bauen ist.

Kollaboration gilt als der zentrale Begriff im Umfeld von BIM und der Digitalisierung des Bauens. Diese vielbeschworene Kultur des aktiven, disziplin- und gewerkeübergreifenden Miteinanders zwischen den Planungs- und Bauausführenden trifft in Deutschland auf eine denkbar gegenläufige Rechts- und Bauwirklichkeit. Hier sehen sich Bauunternehmen und Handwerksbetriebe unabhängig von ihrer Größe mit Rahmenbedingungen konfrontiert, die den Eintritt in die Baudigitalisierung gleich mehrfach erschweren.

Seit etwa 15 Jahre konzentriert sich die Diskussion über BIM auf die Fragen eines in sich widerspruchsfreien Planungsprozesses, der neben dem Architekten alle ergänzenden Fachdisziplinen wie die Tragwerksplanung, TGA, Bauphysik, Brandschutz etc. umfassen soll. Der Übergang und der erreichbare Umsetzungsgrad in der Bauausführung – der heute noch weitgehend von handwerklichen und montageartigen Bauweisen geprägt ist – wird in diesem Planungsselbstverständnis bis heute wenig bzw. nachrangig betrachtet.

Das Integrationsdilemma der Bauausführung

Die Gründe hierfür liegen in der diametralen Andersartigkeit der bautypischen Unikatproduktion im Vergleich zur stationären Industrieproduktion. Beim Bauen gibt es im Gegensatz zur stationären Industrie keine fixen Betriebsstätten, die eine schrittweise Optimierung der mittel- oder langfristigen Produkt- und Fertigungsstandards auf der Basis der Automatisierungstechnik und Robotik erlauben. Die dafür notwendige Mess-, Steuer- und Regeltechnik kann auf die heutigen Verfahren in der Bauerstellung aber nur eingeschränkt bis gar nicht übertagen werden.

Denn die für die Bauproduktion notwendigen Baugeräte, Werkstoffe und Bauverfahren sind in ihren Ausprägungen extrem heterogen. Sie reichen von GPS-gesteuerten, teilautonomen Baumaschinen, mechanisiert bewegbaren Ingenieurbau-Schalungen über einbaufertige Bau- und Anlagenelemente bis hin zu den flüssigen, pastösen oder pulvrigen Grundbaustoffen, die erst auf der Baustelle nach handwerklichen Methoden verarbeitungsfertig gemacht werden wie etwa Anstriche, Putze oder Spritzbetone.

Gleichzeitig kämpft ein Großteil der bauausführenden Unternehmen weiterhin mit den Problemen einer zu geringen Wertschöpfung, die weitgehend vom niedrigen Standardisierungsgrad innerhalb der Bauabläufe verursacht ist. Das Zusammenwirken dieser Faktoren zwang in der Vergangenheit viele Bauunternehmen, ihren Leistungsumfang erheblich zu reduzieren. In der Folge wurden nicht nur die eigenen Bestände von Baumaschinen und Baugeräten verkleinert oder komplett aufgelöst, sondern auch die damit verbundenen Gewerke an spezielle Fachbetriebe oder Nachunternehmer ausgelagert. Dieses Prinzip der verteilten Leistungserstellung steigert sowohl den Koordinationsaufwand als auch das Risiko der Bauablaufstörung.

Ungleichgewichte zwischen Bauherrn, Planer und

Bauunternehmer

Ein wesentliches Hemmnis für die Umsetzung von BIM liegt in der rechtlichen Rollenverteilung zwischen dem Auftrag gebenden Bauherrn und dem Bauunternehmen als Auftragnehmer. Nach der Definition eines Positionspapiers der bayrischen Bauindustrie (1) handelt die Bauwirtschaft „als Dienstleister, sie bietet die Bereitschaft an, ein Bauwerk nach den Wünschen des Bauherrn individuell zu erstellen.“

Aus Sicht des Bauherrn dagegen erscheint das Bauwerk als fixes Produkt, das in seinen Eigenschaften durch Planung und Ausschreibung eindeutig beschrieben und vertraglich festgelegt ist. Das ist der Hauptgrund, weshalb der Bauherr in den bietenden Bauunternehmen „austauschbare“ Ersteller seines individuellen Bauproduktes sieht. Da er davon ausgeht, dass die anbietenden Bau- und Fachunternehmen ein jeweils gleichwertiges Bauergebnis erstellen, macht er seine Vergabe primär von Termin- und Preisvorteilen abhängig. Das hat dazu geführt, dass in der Regel das preisgünstigste Angebot den Zuschlag erhält.

Für die Bauunternehmen bedeutet dies: Andere Merkmale der Leistungsdifferenzierung werden trotz der VOB/A-Empfehlung des „wirtschaftlichsten Angebotes“ in den meisten Vergabefällen nur nachrangig berücksichtigt. Als Reaktion darauf hat sich bei den Bauunternehmen die Praxis durchgesetzt, Bauleistungen immer weniger gewinn-, sondern auftragssichernd anzubieten. Für Bauunternehmen werden somit die Risiken einer hocharbeitsteiligen Unikatproduktion zwangsläufig zu Kalkulations- und Angebotsrisiken. Hinzukommt, dass Architekten und Fachplaner ihre Bauprojekte nahezu ausschließlich ergebnisorientiert betrachten. Das heißt, in ihren Planungsbereichen sind die Aspekte einer effizienten und effektiven Bauerstellung weitgehend ausgeklammert. Für die Bauunternehmen dagegen stellt sich das definierte Bau-Soll prozessorientiert dar und zwar in Form eines Weg-Ziel-Modells (2). Konkret: Obwohl die Zielvorgaben des Bauherrn bindend sind, kann ein Bauunternehmen über den Weg dahin frei entscheiden. Dieser Anachronismus widerspricht allerdings der Idee einer kollaborativen BIM-konformen Vorgehensweise.

Höhere Bauproduktivität als primäres Digitalisierungsziel

Unter diesen Rahmenbedingungen ist für Bauunternehmen die Steigerung der eigenen Bauproduktivität der wirksamste Schlüsselfaktor, um ihre Ertrags- und Kostensituation nachhaltig zu verbessern. Diese Tatsache gilt im besonderen Maße für Schalungs- und Gerüstsysteme, die letztendlich Werkzeuge und Bereitstellungstechniken für den Ortbetonbau bzw. für die Höhenarbeit im Hoch- und Ingenieurbau sind. Zudem ist der Schalungsbau im Stahlbeton-Hochbau ein Leitprozess, der bis zu 30 % der Gesamtrohbaukosten ausmachen kann.

Dabei muss sorgfältig zwischen Materialkosten und den Prozess- und Arbeitskosten unterschieden werden, die sich im Schalungs- und Gerüstbau durchschnittlich im Verhältnis zwischen 25% und 75% bewegen (3). Beide Zahlen verdeutlichen, dass die wirksamsten Wertschöpfungspotentiale für Bauunternehmen in der konsequenten Reduktion der Prozess- und Arbeitskosten liegen, ohne dabei Defizite in der Bauqualität zu riskieren.

Digitalisierung braucht Engineering

Lange bevor die ersten Stichworte zur Bau-Digitalisierung aufkamen, hatte Peri erkannt, dass die angestrebte Rationalisierung im Ortbetonbau (neben einer innovativen Schalungs- und Gerüsttechnik) entscheidend vom Angebot der planungs- und ausführungsbegleitenden Dienstleistungen abhängig ist.

Aus dieser Nähe zum tatsächlichen Baugeschehen resultiert auch die Einsicht, dass die Digitalisierung in der Bauindustrie ein Prozess der kleinen Schritte sein wird. An dieser Stelle setzt Peri mit seinem umfangreichen und kompetenten Engineering an. Oft befinden sich Kunden noch im Anfangsstadium, in dem sie begrenzt auf die eigene Organisation erste Schritte unternehmen, um interne Prozesse und Technologien in Richtung BIM zu ertüchtigen.

Ebenfalls häufig trifft Peri Bauprojekte an, in denen bereits mehrere Baubeteiligte ihre bestehenden BIM-Kompetenzen für den koordinierten Austausch der jeweiligen Fachmodelle nutzen. Der seltenste Fall ist aber das kollaborative BIM, in dem alle Baubeteiligten auf einer zentralen, einheitlichen Projektmanagement-Struktur einen konsistenten Kommunikations- und Informationsaustausch bedienen.

Für alle diese Fälle innerhalb der Planungs- und Baupraxis hält Peri ein flexibles Programm aus Dienstleistungen, Softwarelösungen, offenen Bauteilbibliotheken und Schulungen vor. Auf dieser Basis können im Schalungs- und Gerüstbau unterschiedlichste BIM-Anwendungen durchgeführt werden: von der geometrischen Kollisionsprüfung, der Erzeugung von Material- und Stücklisten über die Verbesserung der Bauabläufe durch dreidimensionale Visualisierungen und animierte Ablaufsimulationen bis hin zur Übertragung auf herkömmliche 2D-Plandarstellungen für Fachplaner und Fachunternehmer.

Iteratives Projektmanagement plus BIM

Wie erfolgreich ein kollaboratives Projektverständnis sein kann, veranschaulicht der Neubau der Acetylenanlage bei BASF SE in Ludwigshafen. Sie gehört zu den ersten Industriegerüstprojekten weltweit, die nach der BIM-Methode umgesetzt wurden. Zu Spitzenzeiten haben auf einer Baustellenfläche von rund 55.000 m2
bis zu 1.300 Menschen gleichzeitig gearbeitet.

Ebenso beeindruckend sind die technischen Rahmendaten und die Anlagenarchitektur. Als eines der weltweit effizientesten verfahrenstechnischen Anlagen wird die jährliche Produktionskapazität bei rund 90.000 t Acetylen liegen. Bei der in zwei Baulose aufgeteilten Großanlage sind 400 Maschinen mit 7.600 Mess- und Regelstellen integriert worden. Die Steuerung und Versorgung dieser Anlage erforderten 90 km Rohrleitung und 850 km Kabel. Projekte wie diese hochkomplexe, bis zu 90 m hohe Anlagenarchitektur aus Aufbauten, Rohrleitungen, Generatoren, Filtrationssystemen, Versorgungskanälen und Installationstechnik sind für den Industriegerüstbau eine absolute Königsdisziplin.

Dass diese Herausforderung mit Bravour bewältigt werden konnte, hing eng mit dem kollaborativen Projektverständnis der BIM Methode zusammen. Bei allen Projektbeteiligten – ob Auftraggeber, Planer, Bauausführende oder Gerüstzulieferer – bestand die Bereitschaft und Kompetenz, gemeinsam die Projektziele, Prozesse und Verantwortlichkeiten festzulegen und umzusetzen. Das gemeinsam mit dem Unternehmen Promaintain – einem Spezialisten für Gerüstbaumanagement – entwickelte Gerüstkonzept bildet die Grundlage für eine innovative Gesamtlösung aus 3D-Planung, Koordination und Ausführung, um Planungszeit und Kosten langfristig zu minimieren.

Ergänzt wurde das Anlagenprojekt durch die iterative Prozessgestaltung durch promaintain, die in eng getakteten Zeitabschnitten immer wieder zwischen den definierten Projektzielen und den erreichten Teilergebnissen den notwendigen Abgleich hergestellt hat. So konnten die in BIM hinterlegten Vorgaben und Anforderungen des Auftraggebers vollends in einen BIM-Abwicklungsplan überführt werden.

Wie einfach und sicher dabei der Einsatz von Trag-, Arbeits- und Schutzgerüsten im Industrie- und Anlagenbau funktionieren können, zeigten die beiden miteinander kombinierbaren Peri Baukastensysteme VARIOKIT und Peri UP. Mit dem in sich logischen metrischen Verstell- bzw. Aufbauraster von 12,5 cm, 25 cm und 50 cm können beide Systeme im kombinierten Aufbau nahezu uneingeschränkt an jede noch so komplexe Bauwerksgeometrie oder geforderte Lastableitung angepasst werden. Beide Baukastensysteme eint die konsequent reduzierte Menge der Bauteile und Verbindungsmittel. Durch den hohen Anteil weniger immer gleicher Kernbauteile blieben die Montageabläufe in allen geforderten Ausführungen und Anwendungen weitgehend identisch.

Peri Vertrieb Deutschland GmbH & Co. KG

www.peri.de

Fußnoten

[1] Bayerischer Bauindustrieverband e. V., Balance am Bau

[2] Martin Peck, Planen mit Beton

[3] Gerhard Girmscheid, Max Kerstin, Prozessbasierte Entscheidungsmodelle für die Auswahl projektspezifischer Schalungssystem

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