12.09.2018 | Ausgabe 09/2018

Entwurf des Turms von Westminster Borough

RPP implementieren gemeinschaftlichen BIM-Workflow

Quelle: Bentley Systems

Die erste Entwicklungsphase, die mittlerweile abgeschlossen ist und Gebäude 3 Merchant Square und einen Teil des Fundaments umfasst, musste jahrelang unabhängig funktionieren, bevor die zweite Projektphase begann.

Phase 2, die aktuelle Entwicklungsphase, beinhaltet die Gebäude 1 und 6 Merchant Square sowie die Fertigstellung des Fundaments einschließlich Umgebungs gestaltung, Drainage und Belüftungsstrategie.

Die letzte Phase ist die Fertigstellung von Gebäude 2.

Während RPP zahlreichen logistischen Herausforderungen gegenüberstand, einschließlich der fertiggestellten benachbarten Gebäude 4 und 5 Merchant Square, der Verpfählung und des Baus des angrenzenden Fundaments sowie des Kanals, wies auch der Entwurf von Gebäude 1 Merchant Square seine ganz eigenen Herausforderungen auf.

RPP nutzte die Interoperabilität der 3D-Designsoftware von Bentley, um eine gemeinschaftliche BIM-Strategie zu implementieren und den komplexen, gekrümmten Turm zu bauen.

Quelle: Bentley Systems

Formgebung des 42-stöckigen Turms mit gemischter Nutzung Mit einem Boutique-Hotel mit 93 Zimmern, 209 Appartements mit privaten Balkonen darüber und einer spektakulären zweistöckigen Skybar mit 360-Grad-Sichten auf London setzt 1 Merchant Square einen neuen Maßstab für Wohngebäude in Paddington.

RPP wollte die Form des Gebäudes so gestalten, dass es sich in den Bebauungsplan einfügt und doch als Fokuspunkt und städtisches Wahrzeichen für das weitere Umfeld betrachtet werden kann.

„Wir haben AECOs im Building Designer verwendet, um die Form des Gebäudes zu entwickeln und durchliefen mehrere Iterationen, wobei wir versuchten, die eleganteste Form zu finden und dennoch eine Optimierung zu schaffen, indem wir jederzeit auf die Vorgaben des Kunden im Hinblick auf die Fläche achteten“, erklärt James Ewen, Projektleiter und Partner bei Robin Partington & Partners.

RPP entwickelte die schlanke, gekrümmte Gebäudeform mit einer Verkleidung der vertikalen Strukturrippen in Porzellanweiß, einem Regenschutz aus Keramik in Mitternachtsblau, einer Verkleidung und einer unübersehbarenkronen ähnlichen Spitze. Während die gekrümmten Formen dazu beitragen, die Windeffekte so gering wie möglich zu halten, waren für die Geometrie des Gebäudes trapezförmige Verkleidungspane eleerforderlich, die von der rechteckigen Standardform abweichen.

Das Projektteam erstellte das Modell in AECOs im Building Designerbasierend auf einem räumlichen Koordinatensystem mit 72 Punkten, um den Gebäuderahmen besser zu verstehen und die zunehmend trapezförmigen Paneele in Richtung der breitesten Stellen des Turms aufzunehmen.

Ewen erklärte, dass die Verwendung des Modells und die sorgfältige Detailentwicklunges RPP ermöglichten, „einen trapezförmigen modularen Rahmen zu entwickeln während geradliniges Glas verwendet werden konnte, womit sich Einsparungen von ca.40 Prozent im Hinblick auf die Kosten für das Glas innerhalb des gesamten Projekts ergaben.“

Rechnergestützte Modellierung optimiert den Entwurf

Der Entwurf eines Gebäudes mit unterschiedlichen Verkleidungstypen stellte RPP vor die Herausforderung, die Fertigstellung der Außenseite an das variierende Innenlayout imgesamten Turm anpassen zu müssen. Jeder dieser Aufnahmefeldtypen bezog sich aufeine andere Anordnung in Bezug auf das Innenlayout.

RPP erkannte schnell, dass die Modellierung aller Szenarien für den 150 Meter hohen Bau sehr lange dauern würde. Generative Components stellte eine effiziente Methode dar, das variierende Verkleidungssystem zu modellieren, ohne einen detaillierten Entwurf für jedes Szenario erstellen zu müssen. Mit der 3D-Designsoftware von Bentley erstellte RPP ein computergestütztes Modell eines Paneeltyps und wendete es aufein Aufnahmefeld an.

Dieser Prozess wurde dann für die anderen Paneeltypen und die zugehörigen Aufnahmefelder für das gesamte Gebäude mit unterschiedlichen Anordnungen wiederholt. RPP konnte mit Generative Components mehrere Verkleidungsiterationen in einem Bruchteil der Zeit erstellen, die für eine grundlegende 3D-Modellierung notwendig gewesen wäre. Um eine Engstelle im Arbeitsablauf des Entwurfsteams zu verhindern, färbte RPP das Modell ein und wies jedem der Paneeltypen in AECOsim Building Designer eine andere Farbe zu. Anschließend wurden die Paneele in einem allgemeinen Excel-Tabellenkalkulationsblatt verknüpft, das als Kontrolle für die Paneelanordnung diente. Die Interoperabilität der Software von Bentley ermöglichte es RPP, das Excel-Tabellenkalkulationsblatt mit dem Generative Components-Modell zu verknüpfen, zusätzliche Parameter zuzuweisen und das Modell dann in AECOsim Building Designer zu exportieren.

Die Vereinfachung des Entwurfsprozesses gestattete dem Team, die Farben direkt über das Tabellenkalkulationsblatt zuzuordnen (dabei waren keine detaillierten Kenntnisse über Generative Components erforderlich), womit der Arbeitsablauf optimiert wurde und das Risiko dank Verwendung einer einzigen Datenquelle minimiert werden konnte.

Die Möglichkeit, die variierenden Verkleidungselemente unter Verwendung dieses integrierten Prozesses zu filtern, beschleunigte und verbesserte auch die Erstellung von Umfangszeichnungen der Verkleidung für die Ausschreibung.

„Es gibt effektiv 12 Zeichenblätter für die Darstellung des Verkleidungsumfangs, mit 5 Zeichnungen auf jedem Blatt, womit wir 60 Zeichnungen aus nur einem Modell erhalten. Dies bedeutet eine enorme Effizienz für uns. Alles stammt aus einer Quelle und wird durch diese Verknüpfung von Excel, Generative Components und AECOsim Building Designer unterstützt“, erklärt RPP Architekt Matthew Scammels.

Große Mengen an Entwurfsdaten

RPP nutzte die BIM-Softwarelösungen von Bentley, um die interne Modellierungsproblematik aufgrund der unterschiedlichen Stockwerkspläne und unterschiedlichen Appartementtypen zu lösen.

„Wir wollen das Meistmögliche aus unseren Daten machen. Mit einer reinen Geometriemodellierung sind wir nicht zufrieden“, erklärt Scammels. Anhand der riesigen Menge an Modellierungsdaten, die mit komplexen Variablen verknüpft sind, benötigte RPP ein System, um die extreme Menge und die zum Teil übergroßen Computerdateien zu verwalten.

Durch die Erstellung grundlegender geometrischer Modelle für jeden Appartementtyp und die Anwendung iterativer Modellierungsprozesse unter Verwendung von Generative Components optimierte RPP seine Entwurfsstrategie für die 209 Appartements und identifizierte und erstellte gerade einma l40 Modelltypen, die für das Gebäude immer wiederverwendet werden konnten, wobei jeder Modelltyp für den zugehörigen Appartementtyp repliziert und angeglichen wurde.

RPP setzte den iterativen BIM-Arbeitsablauf fort, um auch einen Plan für über 2.000 Türen zu erstellen. Während die Türen wiederverwendet und wiederholt werden konnten,mussten sie dennoch eine gewisse Einzigartigkeit erhalten. Jeder Türe wurde eine ID zugewiesen.

Im AECOsim Building Designer-Modell wurden räumliche Zonen für jede Ebene und jedes Appartement mit zugeordneten numerischen Werten erstellt.

Anschließend implementierte RPP ein System, wobei jede Tür die Eigenschaften der Zone erbte, in der sie angebracht wurde, sodass jede Tür ein Unikat wurde und es nicht notwendig war, die Türen für jedes Appartement auf jeder Ebene zu modellieren, was eine erhebliche Zeiteinsparung bedeutete. Unter Verwendung von Suchkriterien in AECOsim Building Designer konnte RPP dann im Modell für jedes Appartement auf jedem Stockwerk nach den Türen suchen und diese identifizieren, um den Türplan zu erzeugen.

Anhand des AECOsim Building Designer-Modells konnte RPP seine Entwurfsdaten filtern, um Zeichnungen für die Herstellung zu erzeugen.

„Wir haben alles in AECOsim modelliert und dazu Datengruppeneigenschaften und -informationen verwendet. Auf diese Weise erzielten wir eine maßgebliche Rendite für die investierte Zeit“, erklärt Scammels. Nachdem die Gebäudewandtypen bereits modelliert waren, wies RPP wieder ein Farbsystem zu, um die Umfangszeichnungen für die Gebäudewände automatisch zu erzeugen. Die Automatisierung und die umfangreiche BIM Koordinatio noptimierte die Daten, verbesserte den Arbeitsablauf und vereinfachte eine präzise Übermittlung der Entwurfsabsicht an den Kunden und die Baukolonne.

Optimierung von Koordination und Kollisionserkennung

Bei der Arbeit in einer gemeinschaftlichen Umgebung nutzten die verschiedenen Disziplinen unterschiedliche Softwareplattformen für die Modellierung und Analyse, wodurch große Datenmengen entstanden. RPP verwendete Bentley Navigator, um das gesamte Fundamentdesign zu koordinieren, mit baulichen, mechanischen, elektrischen und Rohrleitungsinstallationen (MEP) sowie Architekturmodellen, die aufeinander Bezugnehmen konnten.

Die Interoperabilität von Bentley Navigator gestattete RPP, fast jedes beliebige Dateiformat zu verwenden und i-Models zu erstellen, die dynamische Entwurfsprüfungen während regulärer Koordinations-Meetings mit dem allgemeineren Projektteam ermöglichten.

„Die Verwendung von i-Models war sehr hilfreich. Sie sind relativ klein und können schnell auf alle relevanten Informationen abgefragt werden“, erklärt Scammels.

Die Möglichkeit, Informationen aus deni-Models in Bentley Navigator zu isolieren und Suchkriterien anzuwenden, beschleunigte den Kollisionserkennungsprozess.

Statt eine Kollisionserkennung für das gesamte Gebäudedurchzuführen, womit Tausende von Ergebnissen erzeugt worden wären, hat die Anwendung von Suchkriterien zur Isolation von tragenden Wänden gegenüber Kabelschächten im Modell etwa 50 bis 60 Ergebnisse erbracht, womit eine sehr viel schnellere und präzisere Analyse möglich war, die schließlich die baulichen Probleme auf einem Minimum gehalten hat.

Fazit

Angesichts der Komplexitäten von Geometrie, Verkleidung und Innenlayout beim Entwurf des oberirdischen Teils von 1 Merchant Square sowie seines unterirdischen Fundament-Energiezentrums, wofür eine phasenweise Ausführung notwendig war, implementierte RPP eine gemeinsame BIM-Strategie mit der integrierten 3D-Designsoftware von Bentley, um den Arbeitsablauf zu optimieren und die Rendite zu steigern. Die Interoperabilität der Bentley Applikationen ermöglichte RPP, die Entwurfsdaten optimal zu nutzen und für den gesamten Modellierungsprozess eine einzige Informationsquelle zu verwenden.

AECOsim Building Designer, Generative-Components und Bentley Navigator ermöglichten RPP, ein innovatives Gebäudedesign mit Symbolcharakter zu entwickeln – mit einem integrierten Ansatz, der die Produktivität optimierte und Ressourcen einsparte.

www.bentley.com
www.rpplondon.com