Warum es sich für Bauingenieure lohnt, auf die 3D-Arbeitsweise umzusteigen

Seit Mitte der achtziger Jahre haben sich die Werkzeuge zum computergestützten Konstruieren rasant weiterentwickelt. Doch in vielen Ingenieur- und Zeichenbüros haben die Planungsmethoden mit der Entwicklung nicht Schritt gehalten. Allzu häufig wird die CAD-Software noch wie ein digitales Reißbrett eingesetzt, die 2D-Arbeitsweise überwiegt. Dahinter steckt häufig die Angst vor einer zunehmend aufwändiger werdenden Planung. Dabei ist das Gegenteil der Fall, die Vorteile einer 3D-Arbeitsweise überwiegen. Wir haben mit einem Praktiker gesprochen und zeigen, warum es sinnvoll ist, in 3D zu arbeiten.

Die Informationen und Auswertungsmöglichkeiten, die eine 2D-Zeichnung bietet, genügen dem heutigen Planungsalltag mit komplexer werdenden Anforderungen bei kurzen Bauzeiten immer weniger. Das Austauschen von Informationen rund um die Uhr und überall auf der Welt ist heute Stand der Technik. Wettbewerbsfähig bleiben nur diejenigen, die flexibel reagieren und jederzeit die benötigten Informationen zur Verfügung stellen. Für überholte und langsame Prozesse gibt es keine Rücksichtnahme.

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Bei einer 3D- oder bauteilorientierten, Arbeitsweise besteht die Zeichnung nicht allein aus Linien wie bei einer 2D-Konstruktion, sondern vielmehr aus intelligenten Bauteilen. Bauteile enthalten Informationen, die sich über bestimmte Funktionen auslesen lassen. Je umfangreicher diese Informationen sind, desto vielfältiger und effektiver kann das 3D-Modell genutzt werden. So kann der Ingenieur beispielsweise aus dem 3D-Modell verschiedene Nachweise ableiten – und das ohne großen Mehraufwand. Auch Walter Muck von MUCKINGENIEURE aus Ingolstadt hat sich für diesen Ansatz entschieden. Er sagt: „Wenn nun schon ein 3D-Modell im Büro vorliegt, dann ist es ja nur konsequent, dieses Modell auch mit bauphysikalischen Daten zu füllen, und so effektiv EnEV- und Schallschutznachweise zu erstellen.“

Und noch ein Pluspunkt bietet die 3D-Arbeitsweise: Sind Standardbauteile erst einmal definiert, können sie projektübergreifend genutzt werden und müssen nicht jedes Mal neu angelegt werden.

Oftmals arbeiten mehrere Projektbearbeiter gleichzeitig an einem Projekt. Bei Korrekturen müssen alle Beteiligten informiert werden. Das birgt ein hohes Fehlerpotenzial, besonders in Ingenieur- und Zeichenbüros, die mit vielen Teilzeitbeschäftigten oder Freelancern arbeiten. Die Betroffenen sind nicht immer anwesend und können sich dadurch schlechter absprechen. Außerdem ist das manuelle Nachbearbeiten mit dem Honorar nicht abgedeckt und kann dem Auftraggeber nicht in Rechnung gestellt werden - vor allem dann nicht, wenn es nicht notwendig ist und die Technik viel bessere Lösungen bereithält. Das Büro muss den Mehraufwand selbst tragen.

Viel schneller und sicherer ist es, eine Änderung im 3D-Modell einzupflegen und anschließend alle Dokumente automatisch aus dem Modell abzuleiten. Die Aktualisierung von Plänen und Mengenermittlungen erfolgt in Echtzeit und alle Dokumente und Pläne sind sofort nachvollziehbar.

Das Team bei MUCKINGENIEURE leitet ebenfalls alles aus dem 3D-Modell ab. So werden Änderungen nur einmal vorgenommen. Durch das konsequente Bewehren im 3D-Modell ist die Bewehrung gleichzeitig in Grundriss, Schnitt und Ansicht verlegt. Damit erreicht Muck für sein Büro eine 30 bis 35 Prozent höhere Produktivität in der Konstruktion.

Die Vorteile einer digitalen Planung sind offensichtlich. Jeder Planungspartner arbeitet zu jedem Zeitpunkt mit einem identischen Planungsstand - selbst über Länder- und Sprachgrenzen hinweg. Änderungen lassen sich ohne Zeitverlust mitteilen. Kollisionen oder räumliche Probleme können ohne das Erstellen von Deckenspiegeln, Schnitten oder Detailzeichnungen identifiziert werden. Einbau- oder Wartungsszenarien sind durch die 3D-Darstellung bereits in jeder Planungsphase prüfbar. Das Tragwerk lässt sich im Zusammenspiel mit dem Gebäudeentwurf und der vollständigen Haustechnik beurteilen.

Sogar sehr komplexe Geometrien lassen sich in 3D darstellen. Organische Formen oder filigrane Strukturen werden mittels Visualisierung und Explosionszeichnung verständlich, und zwar in flexibel wählbaren Maßstäben. Viele Fehler treten damit visuell zu Tage und müssen nicht durch Planvergleiche in detektivischer Arbeit gesucht werden. Das vermeidet unangenehme Überraschungen auf der Baustelle.

Nicht zuletzt ist mit dem Umstieg auf die 3D-Arbeitsweise ein entscheidender Schritt in Richtung BIM-Arbeitsweise getan. Das Arbeiten mit Bauteilinformationen ermöglicht eine Erweiterung des Leistungsportfolios und der cloudbasierte Modellaustausch mit Planungspartnern bietet wertvolle Mehrwerte. So können Mitarbeiter von verschiedenen Standorten aus effektiv an Projekten mitarbeiten. Davon können gerade kleinere Ingenieurbüros profitieren.