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Von der Grundlagenermittlung zum 3D-Bestandsmodell – Neubau der Schleuse Berlin-Neukölln

Lage: Schleuse Neukölln (Berlin-Neukölln)
Bauherr: Land Berlin, vertreten durch die Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und Klimaschutz
Projektdauer: 2020 bis 2026
Planung: Bestandserfassung, Objekt- und Tragwerksplanung
Ausführung: voraussichtlich ab 2027
Gesamtkosten: voraussichtlich 62 Mio. Euro
BIM-Anwendungsfälle: 000, 010, 030, 040, 050, 060, 070, 080, 090, 100, 110, 13
 

Zusammenfassung Neubau-, Sanierungs-, Erweiterungs- und Instandsetzungsplanungen von Verkehrswasserbauwerken setzen sich nahezu immer mit zum Teil sehr alter Bauwerkssubstanz auseinander. Im Kontext von Digitalisierung und BIM sind Bestandsmodelle ein wichtiger Startpunkt. Ein Bauwerksinformationsmodell, das oftmals in ganzheitlicher Abschnittsbetrachtung von Wasserstraßen mit Teilmodellen abzubilden ist, dient als Basis der weiteren Instandhaltungs- und Neubauplanung. Der Beitrag gibt anhand eines Praxisbeispiels einen Einblick in Digitalisierungsansätze im Konstruktiven Verkehrswasserbau.

Einführung
Im Vergleich zu den Verkehrsträgern Straße und Schiene, bei denen sich BIM mittlerweile in allen Projektphasen mehr oder weniger etabliert hat, ist der BIM-Reifegrad im Wasserbau weniger ausgeprägt. Dies liegt vor allem in der geringeren Anzahl an Projekten und dem oftmals unikatären Charakter derselben begründet. Anhand des folgenden Beispiels wird exemplarisch verdeutlicht, dass dennoch eine Digitalisierung für die Grundlagenermittlung sowie auch der unterschiedlichsten BIM-Anwendungsfälle in der darauffolgenden Planung gelingt.

Bestandsdigitalisierung
Ein BIM-Projekt in der Infrastrukturplanung ist nur so gut wie sein Bestandsmodell. Im Zuge der Grundlagenermittlung für die Erstellung eines Digitalen Zwillings (IST-Abbildung) werden jedoch häufig Unwägbarkeiten festgestellt, wie widersprüchliche Bestandsunterlagen oder eine unspezifische Vermessung. Wie auch bei der Neuplanung gilt es zudem, die Ziele der Bestandsmodellierung abzustecken. Es ist es sehr wichtig, dass sich Auftraggeber und Ersteller des Bestandsmodells zu Beginn gemeinsam um die Informationsanforderungen zur Erreichung der Projektziele Gedanken machen und eine sinnvolle Modellstruktur, -informationstiefe und notwendige Attribute definieren. Hieraus resultiert ein projektspezifisches Anforderungsmanagement zum Informationsaustausch (EIR) auf Basis der BIM-Anwendungsfälle. Darüber hinaus muss die konsistente und widerspruchsfreie Verfügbarmachung aller Daten in einem Common Data Environment (CDE) vorab geklärt werden (Abbildung 1).

3D-Bestandsmodell Schleuse und Schifffahrtskanal Berlin-Neukölln
Dorsch International Consultants GmbH aus Berlin wurde von der Senatsverwaltung für Umwelt, Mobilität, Verbraucher- und Klimaschutz Berlin mit der Erstellung eines umfassenden 3D-Bestandsmodells des Neuköllner-Schifffahrts- Kanals (NSK) einschließlich der Schleuse Neukölln beauftragt. Das Bauwerksinformationsmodell mit einer Gesamtlänge von vier Kilometern in der Bundeshauptstadt wird als Datenbasis umfangreicher Planungsmaßnahmen zur Instandsetzung und Ertüchtigung der Ufereinfassungen sowie dem Neubau der Schleuse dienen. Das Ziel bestand in der objektorientierten Modellierung mit der Fähigkeit zur Ausleitung von Geometrien, Mengen- und Kosten sowie der Möglichkeit von späteren Ergänzungen für weiterführende Planungen (Abbildung 2). Die Bestandsdaten gestalteten sich aufgrund des Projektumgriffs von 4 km Kanallänge als sehr heterogen. Die Festlegung der Modellstruktur erfolgte im BIM-Abwicklungsplan gemeinsam mit den Informationsbestellern. In regelmäßigen Projektbesprechungen wurde anhand der Koordinationsmodelle (Abbildung 3) der Fertigstellungsgrad besprochen. Anhand eines Pilot-Uferabschnitts erfolgte die Erprobung des notwendigen LOD der einzelnen Kanalabschnitte und Einzelbauwerke, der Attribuierung der Objekte sowie eines Darstellungs-Farbkonzepts zur Datenausgangslage. Visualisierung und Projektkommunikation Für die Kommunikation des Projektes wurde ein auf dem Digitalen Zwilling basierender Animationsfilm erstellt. Hierbei hat sich die Integration der Umgebung, wenn auch in unterschiedlichem Detaillierungsgrad, als für die Anschauung sehr vorteilhaft erwiesen (Abbildung 4).

Es wurden die Fahrten zweier Güter- und eines Personenschiffs simuliert und in den Kontext der vorhandenen Gewässergrundmorphologie sowie der Lichtraumprofile und Trassierungen gestellt. Fazit Auch im Verkehrswasserbau haben die Planungsbeteiligten die Potenziale und Herausforderungen der BIM-Methode erkannt, was man an der zunehmenden Anzahl von BIM-Projekten – entweder von Auftraggeberseite motiviert oder intrinsisch im Planungsteam betrieben – erkennt.