3D-Konstruktion und Building Information Modeling (BIM) bei der PFI

Bei der PFI Planungsgemeinschaft setzen wir seit 2009 3D-Konstruktionen zur Erhöhung der Planungsqualität und zur besseren Veranschaulichung der Planung in unseren Projekten ein. Zu Anfang haben wir dazu, insbesondere bei Projekten mit komplexem Rohrleitungsbau, klassisches AutoCAD mit selbsterzeugten 3D-Bauteilen verwendet.

Abbildung 1: Beispiel für 3D-Rohrleitungskonstruktion im Rohrkeller der Schlammfaulung KA Münster, Bearbeitung mit AutoCAD (PFI, 2009)

Die Vorteile der 3D-Konstruktion führten schnell zu einem vermehrten Einsatz dieser Konstruktionsmethode. Daher haben wir nach Wegen gesucht, den Konstruktionsprozess zu vereinfachen und weitere Vorteile für die PFI und unsere Auftraggeber zu generieren. Da die größten Vorteile und die meisten Anwendungen der 3D-Konstruktion im Bereich des Rohrleitungs- und Anlagenbaus liegen, haben wir uns im Jahr 2012 für den Einsatz des speziell für den Rohrleitungs- und Anlagenbau konzipierten Programms Autodesk Plant 3D entschieden. In diesem Zuge wurde auch das für die Erstellung von Verfahrensfließbildern und R+I-Schemata entwickelte Programm P&ID der Firma Autodesk bei der PFI eingeführt. Die Projektbearbeitung im Bereich der technischen Ausrüstung erfolgt seitdem mit beiden Programmen. Durch eine Verknüpfung der Objektdaten aus den Verfahrensfließbildern in P&ID und der 3D-Konstruktion in Plant 3D wird eine in sich konsistente Planung sichergestellt. Zudem werden aus den Verfahrensfließbildern und 3D-Konstruktionen heraus die Messstellen- und Antriebslisten sowie Bauteillisten und Massenbilanzen automatisch erzeugt. Aus den 3D-Konstruktionen lassen sich beliebig viele Ansichten, Draufsichten, Grundrisse und Schnitte in kurzer Zeit generieren. Bauteillisten und Massenbilanzen fließen unmittelbar in die LV-Erstellung mit ein. Die Vorteile dieser Arbeitsweise liegen auf der Hand. Eine schnellere, besser nachvollziehbare, sehr genaue und weniger fehleranfällige Projektbearbeitung sind die Folge.

Abbildung 2: Beispiel für die Bearbeitung eines Klärgasverteilerschachtes auf dem Klärwerk Marienheide mit P&ID und Plant 3D einschließlich Erstellung der Leistungsverzeichnisse (PFI, 2014)

Seit dem Jahr 2018 setzen wir zusätzlich das Programm Autodesk Revit zur Bearbeitung unserer 3D-Konstruktionen in der Bautechnik ein. Das Programm Revit bietet analog zum Programm Plant 3D die Möglichkeit zahlreiche Objektdaten zu generieren, zu filtern und in Form von Massenbilanzen, Bauteillisten, etc. auszugeben und weiter zu nutzen. Die 3D-Modelle zur Bautechnik (Revit) und die Modelle zum Anlagenbau (P&ID, Plant 3D) werden dabei zu einem Gesamtmodell, z.B. mit dem Programm Autodesk Navisworks, zusammengeführt. Verschiedene Prüfverfahren, wie z.B. die „Clash-Detection“, erzeugen ein möglichst fehlerfreies Modell der geplanten Anlage.

Abbildung 3: Beispiel für die Bearbeitung eines Vorklärbeckens auf der Kläranlage Barnstorf mit Revit und Plant 3D (PFI, 2020)

Parallel dazu setzen wir auch vermehrt das Programm Civil 3D für die Oberflächenplanung und die Planung von Kanälen mit Hilfe von 3D-Geländemodellen ein. Dabei haben wir auch die Möglichkeit zahlreiche weitere Informationen wie z.B. aus Baugrundaufschlüssen, Kampfmittelerkundungen, etc. in ein 3D-Schichtenmodell zu überführen. Hierdurch werden alle relevanten Projektinformationen in einem BIM-fähigen 3D-Modell gebündelt.

Abbildung 4: Beispiel die Bearbeitung eines 3D-Geländemodells und einer neuen Druckrohrleitung mit Civil 3D (PFI, 2019)

Weiterhin setzen wir in den letzten Jahren vermehrt auf eine Visualisierung unserer 3D-Konstruktionen, um unseren Auftraggebern und der Öffentlichkeit ein anschauliches Bild unserer Planungen vermitteln zu können. So ist es heutzutage problemlos möglich nahezu fotorealistische Bilder der zukünftigen Anlage zu erzeugen.

Abbildung 5: Beispiel für die Visualisierung einer 3D-Planung auf der Kläranlage Vlotho (PFI, Visaplan, 2020)

Unsere Konstrukteur*innen werden in den Programmen Autodesk Plant 3D, P&ID, Revit und Civil 3D regelmäßig geschult. Zudem findet bei der PFI ein regelmäßiger interner Erfahrungsaustausch der Konstrukteur*innen und Ingenieur*innen zu den Themen 3D-Konstruktion und Building Information Modeling (kurz: BIM) statt. Eine stetige Weiterentwicklung unserer Arbeitsweisen und –methoden haben wir uns zur Aufgabe gemacht. Dabei möchten wir den bereits eingeschlagenen Weg hin zum vollständigen Building Information Modeling zusammen mit unseren Auftraggebern fortführen.

In Abstimmung mit dem Auftraggeber stellen wir, zusätzlich zu den üblichen Übergabeformaten, ein BIM-nutzbares Datenformat zur Weiternutzung für individuelle Zwecke, wie z.B. Wartungs-, Reinvestitions- und Erweiterungsplänen, bereit.

Bei Fragen zum Thema 3D-Konstruktion und BIM wenden Sie sich gerne an unsere zuständigen Mitarbeiter Herrn Buß (Tel. 0234 / 92003-24) und Herrn Hensel (0234 / 92003-29).