Chengdu Dong’an Lake Kapok Hotel: Mit BIM-Arbeitsabläufen wurde die Bauzeit um 50 % verringert

Umständliche Arbeitsabläufe gehören der Vergangenheit an. Die Innenarchitektur des Chengdu Dong’an Lake Kapok Hotel wurde deshalb komplett auf Grundlage von BIM (Building Information Modeling) entworfen und gebaut. Ähnliche Projekte in China werden oft noch traditionell entwickelt und dann im Nachhinein mit BIM modelliert – aber das ist nicht Sinn der Sache. Um die üblich erforderliche Bauzeit zu verkürzen, wurden Trimble Robotic Total Stations und SketchUp eingesetzt. Das Ergebnis: Das Gebäude war in fast der Hälfte der Zeit fertig. So funktioniert wahres BIM. 

Das Projektteam bestand aus dem Projekteigentümer China Resources Land (CRL), der Innenarchitektur- und BIM-Consultancy Beijing Original Consociation Interior Design Co. Ltd. (OCD) (1) und der Bau-Crew. Statt wie bisher in 2D zu entwerfen und dann mit BIM zu modellieren, wurde SketchUp für das gesamte Projekt genutzt. Das Team entwickelte leichtgewichtige Modelle, konnte intuitiv in 3D kommunizieren – und sparte viel Zeit und Geld.

(1) Für die Entwurfsentwicklung und Baudokumentation lieferte die Innenarchitektur- und BIM-Consultancy dem Generalunternehmer keine getrennten Dateien, Pläne und 2D-Zeichnungen, wie es bislang üblich war, sondern ein einziges BIM-Modell mit allen Details. Lediglich nach Ende des Brauprozesses wurden die Bestandszeichnungen ausgegeben, um gesetzliche Anforderungen zu erfüllen.

Rendering des Chengdu World University Games Campus.

Ein enger Zeitplan fördert die Kreativität

Das Chengdu Hotel sollte 2021 zur Eröffnung des Chengdu-Sports-Center-Stadion fertig sein – was bedeutet, dass man nur 17 Monate zur Verfügung hatte. Ein enger Zeitplan, strenge Kostenkontrolle und gleichzeitig hohe Qualitätsansprüche: CRL wusste genau, dass nur ein blitzschneller Entwurfsablauf helfen würde. Und obwohl das Unternehmen noch nie ein Hotelprojekt mit BIM umgesetzt hatte, entschied es sich für diesen neuen Prozess. Unter Beteiligung aller Teilbereiche und Stakeholder wird so ein Gebäude vom Konzept bis zum Abriss – also unter Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus – in 3D entworfen und gemanagt. Da CRL selbst Eigentümer des Hotels ist und in der Entwurfs- und Bauphase stets mit allen Stakeholdern in Kontakt blieb, konnte das Unternehmen die neuen Arbeitsabläufe gut testen. 

Das fertige Gebäude hat nun eine Fläche von 61.000 Quadratmetern und umfasst drei Türme, einen Speisesaal, 351 Hotelzimmer und ein Untergeschoss. Das Betonfundament wurde im Dezember 2019 gegossen, und schon im Mai 2021 war das Riesenprojekt fertig – mit einer Gesamtbauzeit von 17 Monaten. Üblicherweise beträgt die Entwurfs- und Bauzeit für Hotels dieser Art 32 Monate, also fast doppelt so lang. Die Abschlussphase dauerte 7 bis 8 Monate statt 12 Monate wie bei ähnlichen Projekten – eine Verkürzung um 42 %. 

Rendering des Chengdu-Hotel-Projekts.

Foto des Restaurants.

Foto der Rooftop-Bar.

Fünf Tipps für einen erfolgreichen BIM-Prozess

1. Nutzen Sie ein einziges 3D-Modell von Anfang bis Ende (und sogar danach). Das Entwurfsteam nutzte das für den BIM-Prozess erstellte SketchUp-Modell auch, um die Innenraumgestaltung und die Materialliste zu entwickeln und den Herstellungsprozess anzuleiten. Nach dem Bau wurde das Modell an das Gebäudewartungsteam weitergegeben, sodass es nun während des gesamten Lebenszyklus des Hotels immer wieder zurate gezogen werden kann. Das spart Zeit und Aufwand.
2. Erstellen Sie Ihr Modell gemäß den Projektanforderungen. Nur wenn für die Modellierung die richtigen Informationen hinzugezogen werden, stellen Sie sicher, dass Sie auch später alle erforderlichen Datenpunkte bereitstellen können. Für das Chengdu Hotel wurden die Modelle in der Entwurfsphase so akkurat entwickelt, dass stets zeiteffiziente Schätzungen möglich waren und passende Materialmengen bestellt werden konnten. Die Zusammenarbeit mit dem Einkauf funktionierte nahtlos.
3. Nehmen Sie Risiken vorweg. Der BIM-Prozess hilft, Risiken zu vermeiden, noch bevor sie eintreten. Das 3D-Modell wurde durch gescannte 3D-Punktwolkendaten ergänzt, sodass immer wieder Fehleranalysen durchgeführt werden konnten. Vor Beginn der Entwurfsphase wurde außerdem eine Konfliktprüfung durchgeführt, um Probleme frühzeitig zu erkennen und zu lösen.
4. Garantieren Sie die Genauigkeit Ihres Modells mit 3D-Scanning und Trimble Robotic Total Station. Für das Hotelprojekt wurde auf Grundlage von lasergescannten Punktwolkendaten ein Strukturmodell erstellt. Die BIM-Modelle wurden dann um die bestehende Struktur herum entwickelt und für die Innenraumgestaltung mit Trimble Robotic Total Station und FieldLink exportiert.
5. Nutzen Sie für BIM-Management und -Umsetzung eine cloudbasierte Entwurfsplattform mit vollem Funktionsumfang. Alle Stakeholder des Hotelprojekts konnten auf das BIM-Modell und die Daten zugreifen, d. h. alle Informationen waren stets synchronisiert und verfügbar. 

Organisationsschema für BIM-Projektmanagement.

Zeitplan für den Bau.

Arbeitsablauf, Software und Hardware.

Punktwolken-Scans: Modell und Baustelle konsistent halten

Zum Erfassen von Datenpunkten – und zwar mehrere Millionen davon – wurde für dieses Projekt ein Trimble-Scanner genutzt. Wegen der Bedingungen vor Ort und des riesigen Umfangs wurden die Punktwolken in Bausegmenten, getrennt nach Stockwerken, zusammengefasst. Mit diesen Daten passte man die Strukturabmessungen und -elemente des schematischen Entwurfsmodells so an, dass man eine korrekte Basis für detaillierte Innenraum- und MEP-Modelle (Mechanik, Elektrik, Sanitär) erhielt. 

„Warum wir uns die Mühe gemacht haben, Punktwolkenscans von einem Gebäude zu machen, das sich noch im Bau befand? Weil die kleinen Änderungen und Fehler, die während des Strukturbaus entstehen, in den Bestandszeichnungen schwer zu erfassen sind. Hätten wir die Innenarchitektur auf Grundlage der ursprünglichen Bauzeichnungen erstellt, hätten wir nicht garantieren können, dass die Deckenhöhen überall stimmen. Das hätte zu noch mehr Änderungen geführt, und wir hätten nur Zeit verschwendet. Mit Punktwolkenscans stimmen die Abmessungen im 3D-Modell immer mit der Wirklichkeit überein. Das sorgt für korrekte Daten während des gesamten Projekts.“ 

– Liu Dejian, Deputy General Manager, Hotel Tourism and Health Division, China Resources Land Headquarters

Scans des Gebäudes vor Ort.

Scans für die Abmessungen der Stockwerke vor Ort.

Aktualisiertes BIM-Modell auf Grundlage von 3D-Scandaten.

„Mit Hilfe von Punktwolkenscans und Fehlerberichten konnten wir Fertigung und Bau aufeinander abstimmen. Der große Ballsaal hat zum Beispiel viele Aluminium- und Edelstahlpanels, die sich nach dem Einbau noch ausdehnen und verformen. Mit einem Punktwolkenscan konnten wir diese Veränderungen erfassen. Üblicherweise hätte so ein Raum wie der Ballsaal bis zur Fertigstellung sieben bis acht Monate gebraucht, aber mit dieser Technologie waren wir nach nicht einmal vier Monaten fertig.“

– He Wei, Head of BIM, Hotel Tourism and Health Division, China Resources Land Headquarters

Modell des Ballsaals und der fertige Raum.

Vertikalitätsbericht für Wände und Säulen.

„Wir haben für alle Räume Punktwolken erstellt, um die korrekten Abmessungen zu erhalten. Dann haben wir die Zimmertypen im BIM-Modell standardisiert und mit Trimble Robotic Total Station die Innengestaltung entworfen.

– He Tao, CEO von OCD

Mit Hilfe der vom Trimble-Scanner erfassten Punktwolkendaten konnte das Team seine Modelle über die Fachbereiche hinweg abgleichen und erreichte so Konsistenz hinsichtlich der Informationen, Materialien, Kosten und Standardprozesse. Das wiederum ermöglichte es dem Kunden, Zeit und Geld zu sparen.

Zu Beginn der Entwurfsphase waren für die über 300 Räume des Hotels Hunderte verschiedene Zimmerarten angedacht, was dem Bauteam schwere Kopfschmerzen verursachte. Doch das Entwurfsteam entschied sich rasch für zwei Vorgehensweisen, mit denen die Bauzeit verringert und die korrekte Umsetzung sichergestellt werden konnte. Die erste: Das Raumdesign wurde standardisiert, sodass die Komponenten in der Fabrik vorgefertigt werden konnten. Nicht nur sparte dieses Vorgehen Zeit und Kosten, sondern auch Abfall und CO2. Die zweite: Mit den Trimble-Punktwolkenscans wurden digitale Zwillinge erstellt und mit Trimble Robotic Total Station die Korrektheit der fertigen Räume garantiert.

Verwendung von Trimble Robotic Total Station.

Roboter übernehmen die Welt ... oder zumindest den Bauprozess

Trimble Robotic Total Station (RTS) ist ein Tool für die Umsetzung des geplanten Designs vor Ort, um mehr Effizienz und Präzision zu erreichen. Die Hardware funktioniert gemeinsam mit Trimble FieldLink, einer Tablet-Software, mit der man das aktuelle SketchUp-Modell stets griffbereit hat. Bei Auswahl einer Position auf dem Tablet projiziert Robotic Total Station innerhalb weniger Sekunden einen Laserstrahl im entsprechenden Winkel in die entsprechende Richtung. Mit dem BIM-Modell als Grundlage konnte die Positionierung der Wände und Oberflächenmaterialien optimiert und sichergestellt werden, dass das Gebäude mit dem 3D-Modell übereinstimmt. Zudem visualisierte das Team die Gestaltung mit Virtual-Reality-Apps auf Mobilgeräten.

VR-Visualisierung des Gebäudes in einer Mobil-App.

BIM-Modell zur Darstellung der Oberflächenmaterialien vor Ort.

Vor dem Bau auf Konflikte prüfen

Ein ganz wichtiger Teil des BIM-Prozesses ist die Konfliktprüfung. Nur so kommt man disziplinübergreifenden Problemen auf die Spur und kann sie innerhalb des Modells lösen, lange bevor der Bau beginnt.

Konflikterkennung.

BIM-Modell zur Optimierung der MEP-Elemente.

Die Vorteile des BIM-Prozesses sind klar. Die gescannten Punktwolken der Gebäudestruktur können ganz einfach auf die Innenarchitektur- und MEP-BIM-Modelle gelegt werden. Mit der Konflikterkennung von Trimble Connect lassen sich dann all diese Ebenen analysieren, um sicherzustellen, dass die MEP-Elemente im ganzen Gebäude nahtlos zwischen die Geschossebenen passen. 

Dank durchgeführter Abschnittsanalysen passen die Rohrleitungen in die Deckenzwischenräume.

Foto eines Hotelzimmers.

Optimierung der MEP-Elementanordnung.

Materialliste mit nur einem Klick erstellen

Wie sieht ein herkömmlicher Ablauf für die Berechnung von Materiallisten aus? So stellt man es sich vor: Spät am Abend sitzen die Baukalkulator:innen um einen Tisch und wühlen sich durch einen dicken Stapel mit Zeichnungen. Per Hand messen sie die Maße jedes einzelnen Hotelzimmers aus. 

Doch für das Chengdu Hotel wollte das Team es anders machen. Die Materialcodes und -abmessungen wurden einfach in die dynamischen Komponenten in SketchUp eingegeben. Dank der Funktion „Bericht generieren“ werden die Materialeigenschaften und -mengen mit nur einem Klick generiert – und schon ist die Materialliste fertig.

BIM-Materialliste mit Mengenangaben.

Materialpläne.

LayOut-Zeichnungen für die Fertigung 

Den Bau- und Installationsablauf richtete das Team mit Hilfe des BIM-Modells und LayOut ein, dem 2D-Dokumentationstool von SketchUp. Die Bauunternehmer bestellten die Komponenten nach Materialtyp direkt aus dem BIM-Modell. Die wurden dann in der Fabrik vorgefertigt und vor Ort eingebaut. Da die LayOut-Zeichnungen mit dem SketchUp-Modell synchronisiert werden, bleiben die Informationen stets konsistent und aktuell.  

Direkt aus dem SketchUp-Modell generierte LayOut-Zeichnungen.

Das BIM-Modell diente während des gesamten Innenausbaus als Orientierung und ermöglichte die Koordination der verschiedenen Fachbereiche. Die Bauzeit wurde verkürzt und die Effizienz verbessert. Zudem half es beim Einkauf der Baumaterialien, verringerte die Sicherheitsrisiken vor Ort, ließ sich in die Fertigungsprozesse integrieren, verringerte die Abfallmengen und sorgte dafür, dass alle Behördenanforderungen hinsichtlich der Vorfertigungsrate erfüllt wurden. Auch in den Fabriken war das SketchUp-Modell hilfreich, um die Materialien entsprechend auszuwählen. Wie die folgende Abbildung zeigt, steuerte das BIM-Modell die Nutzung der Oberflächenmaterialien, sodass kaum Abfall anfiel und die Emissionen gering gehalten wurden, auch durch Vermeidung von Staub auf der Baustelle. Diese Prozesse sparten Zeit, Kosten und Arbeitsressourcen und sorgten für mehr Effizienz. In Zukunft möchten CRL und ihre Partner diesen Arbeitsablauf öfter für Hotelprojekte nutzen.

LayOut für die Darstellung der Oberflächenmaterialien.

Das SketchUp-Modell diente auch als Vorlage für die Fertigung in der Fabrik.

Möbelmodelle wurden in der Fabrik auf Grundlage des SketchUp-Modells zusammengebaut.

Cloudbasierte, gemeinsam entwickelte Entwürfe

Dateien herunterladen und kopieren? Das ist nicht zukunftsträchtig. Für eine optimale Zusammenarbeit nutzte das Team stattdessen die cloudbasierte Trimble-Entwurfsplattform und SketchUp-Erweiterungen. Dieser extrem gut koordinierte Prozess, der alle Bereiche umfasste, sorgte dafür, dass die Stakeholder sich über Fristen austauschen und Daten übertragen konnten. Das führt zu weniger Irrtümern oder fehlenden Informationen, wie es sie bei Verwendung herkömmlicher Konstruktionszeichnungen häufig gibt. 

Modell des Schwimmbeckens, Bauphase, fertiger Pool.

Das Hotel von innen und außen.

„Der BIM-Prozess für das Chengdu Hotel hat sich bewährt und sollte auch zukünftig für Gebäude genutzt werden. Das exakte Modell, die umgesetzten Standards, die Mengensteuerung, die Zusammenarbeit zwischen mehreren Parteien sowie zwischen BIM und der Baustelle usw. – da wurde alles richtig gemacht.“

– Wei Lai, Secretary-General, Building SMART China Chapter

SketchUp ist eine hervorragende Entwurfsmodellierungssoftware und ein exzellentes BIM-Tool für viele nationale und internationale Projekte. Das Entwurfsteam des Chengdu Hotel empfand SketchUp als einfach und leichtgewichtig, und in Kombination mit anderer Trimble-Software und -Hardware bildet es ein ultimatives Entwurfspaket. 

In nur drei Jahren haben CRL und OCD (gemeinsam mit ihren Partnern) etwas Beeindruckendes erreicht: Sie haben fast 50 % Zeit und signifikante Kosten gespart, die Sicherheit erhöht und CO2 reduziert. Laut Entwurfsteam könnten einige Projekte nötig sein, bis der neue Arbeitsablauf vollständig integriert ist, doch mit den verfügbaren Technologien lassen sich wahrhafte BIM-Prozesse für den gesamten Lebenszyklus eines Projekts entwickeln. 

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Sie interessieren sich für die Projektdetails und weitere Einblicke in das Chengdu Dong'an Lake Kapok Hotel? Wenden Sie sich an leo@sketchup.com.