BIM-Daten effizient nutzen: So gelingt eine zukunftsweisende Konstruktion

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Als die finnische Luftfahrtbehörde in die Modernisierung des Flughafens der Hauptstadt investierte, stellten BIM-Daten die Weichen. Für den umfassenden modellbasierten Ansatz erhielt das Projekt bei den Tekla Global BIM Awards 2022 die Auszeichnung als bestes BIM-Projekt.

BIM-Daten für die Zukunft: Der Flughafen Helsinki gilt als einer der besten in Europa. Er wurde 1952 eröffnet und fertigt heute rund 350 Flüge täglich mit über 130 Zielen in Europa, Asien, Nordamerika und dem Nahen Osten ab. Um die steigende Nachfrage von Passagieren und Fluggesellschaften zu decken, läuft seit 2013 ein milliardenschweres Investitionsprogramm der nationalen finnischen Flughafengesellschaft Finavia. Dazu gehört auch die Entscheidung, alle Aktivitäten des Flughafens unter einem Dach auf ein einziges Terminal auszuweiten und zu zentralisieren. Neben der Vergrößerung der Flughafenfläche um 103.000 qm (plus 45 Prozent) hat Finavia auch die Vorfelder um 450.000 m2 erweitert und 16 neue Parkplätze für Großraumflugzeuge geschaffen. Auch die Parkplatzkapazitäten des Flughafens wurden erweitert.

3D-Daten von Anfang an

Das Investitionsprogramm für die Terminalerweiterung begann 2017, wobei Building Information Modeling im Mittelpunkt des vierjährigen Projekts stand.

Geleitet wurden die Arbeiten von einem Partnerkonsortium namens T2 Alliance, dem die Finavia Corporation, der Bauträger SRV Rakennus, das Ingenieurbüro Ramboll sowie die Architekturbüros ALA Architects und HKP Architects angehören. Finavia ist ein Pionier in der Nutzung von BIM und arbeitet seit 2007 mit 3D-Modellen. Als Bauträger und Gebäudeeigentümer nutzt Finavia BIM-Daten sowohl für Umbauten als auch für das tägliche Facility Management. Daher standen der T2 Alliance zu Projektbeginn eine Reihe hochwertiger BIM-Modelle zur Verfügung, um die Arbeiten in Gang zu setzen.

Design-Manager Kari Ristolainen von Finavia erklärt, warum die 3D-Technologie für die gesamte Flughafenerweiterung grundlegend war: „Es wäre sehr schwierig gewesen, ein Projekt dieser Komplexität ohne BIM umzusetzen. Bereits bei der Budgetierung begann das Team mit 3D-Modellen zu arbeiten. Im weiteren Verlauf wurden diese für alle Aspekte des Projekts genutzt: Terminplanung, Konstruktion, Kommunikation, Qualitätssicherung und mehr“, sagt er.

Bis zu 200 Konstrukteure aus acht Unternehmen erstellten im Laufe des Projekts über 400 digitale Modelle. Eines der zentralen Werkzeuge war dabei die BIM-Software Tekla Structures von Trimble. Die Ausgangsdaten für die ersten Modelle stammten aus Laserscans, mit denen die Geometrie der bestehenden Strukturen anhand von Punktwolkenanalysen modelliert wurde.

BIM-Daten: Zugänglich, sicher, nachhaltig

Das Team erstellte auch ein Leitmodell, das die 3D-Daten der verschiedenen im Bau befindlichen Bereiche zusammenfasste. Es diente dazu, eventuelle Überschneidungen zu erkennen und die Lieferungen so zu planen, dass sie den Flughafenbetrieb möglichst wenig beeinträchtigen. Die Zulieferer nutzten die Daten aus den 3D-Modellen auch für die Herstellung von Beton-, Holz- und Stahlbauteilen, einschließlich eines 2.300 Tonnen schweren Stahlrahmens, der das 6.000 qm große hölzerne Vordach und die Decke trägt. Weitere Komponenten, die in 3D modelliert wurden, waren Lüftungsschächte, Fassaden und Aluminiumelemente.

Um alle Beteiligten auf dem aktuellen Stand zu halten, nutzten die Teams Trimble Connect und Tekla Model Sharing für die wöchentlich stattfindenden Aktualisierungs- und Feedbackmeetings. Die BIM-Modelle visualisierten den Fortschritt bei der Planung, Fertigung und den Arbeiten am Bau. Die Bewehrung für Ortbeton und Betonfertigteile, Stahldachbinder und Bohrpfähle waren alle im Modell sichtbar.

„Die aus den Modellen erzeugten Visualisierungen halfen uns, verschiedene Projektbeteiligte und Entscheidungsträger in den Bauprozess einzubinden“, sagt Ristolainen.

BIM-Simulationen

Da die Arbeiten größtenteils unter den Einschränkungen von Covid-19 stattfanden, nutzte man die 3D-Modelle, um virtuelle Rundgänge für künftige Einzelhandelsmieter, Mitarbeiter und andere Interessierte zu erstellen. Ihr Feedback floss in den Entwurfsprozesses ein, um die Zugänglichkeit, die Sicherheit und die Benutzerfreundlichkeit des neuen Terminals zu optimieren.

Mithilfe von Simulationen experimentierte man mit verschiedenen Breiten für die Wegführung der Passagiere durch verschiedene Teile des Flughafens. Die 3D-Modelle halfen bei der Planung von Fluchtwegen und den geeigneten Winkeln für Sicherheitskameras. Auch Sonnenreflexionen wurden modelliert, mit dem Ergebnis, dass an einigen Stellen Vorhänge angebracht und Arbeitsplätze verlegt wurden.

Dank der kontinuierlichen Nachhaltigkeitsarbeit von Finavia ist der Flughafen Helsinki seit 2017 CO2-neutral. Das nächste Ziel von Finavia ist es, im gesamten Flughafenbetrieb Netto-Null-CO2-Emissionen zu erreichen. Dabei spielt auch BIM wieder eine zentrale Rolle.

Das neue Terminal ist unter anderem durch die Nutzung der BIM-Daten 30 Prozent energieeffizienter als vorgeschrieben – dank der Installation von über 2.000 Solarzellen auf dem Dach. Ihre optimale Positionierung und ihr potenzieller Energieertrag berechnete man durch BIM-Simulationen, die den Verlauf der Sonne darstellten.

Von Thomas Janka.

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