3D-fähige CAD-Programme

Als Hochbauzeichner arbeitete ich hauptsächlich in der Ausführungsplanung. In der Ausführungsphase eines Bauprojekts müssen von den Planern baustellenfertige Pläne für die Unternehmer auf der Baustelle gezeichnet werden. Zu den Planern gehören einerseits die Architekten. Andererseits zählen auch die gesamten Fachplaner wie Bauingenieure oder Sanitär-, Elektro- und Heizungsplaner dazu. Zu den Unternehmern gehören alle Leute, die auf den Baustellen arbeiten. Das sind unter anderem Maurer, Elektriker, Schreiner und Sanitärinstallateure.

Bei den meisten Bauvorhaben ist es der Job des Architekten, dass alle Fachplaner die nötigen Informationen für ihre Planung erhalten. Diese Informationen sind üblicherweise Pläne des Gebäudes mit allen nötigen Massen und Angaben. Für das Zeichnen dieser Pläne ist man als Hochbauzeichner zuständig.

Der Einsatz von 3D-fähigen CAD-Programmen verhindert Fehler...

In einem reibungslosen Planungsablauf bekommen zuerst die Fachplaner die Gebäudepläne des Architekten. Auf der Grundlage dieser Pläne zeichnen sie dann die einzelnen Fachpläne. Wenn ein Fachplan fertig ist, geht er auf die Baustelle und wird dort von den Unternehmern umgesetzt. Beispielsweise zeichnet der Bauingenieur den Rohbauplan, der die ganzen tragenden Wände und Decken des Gebäudes beinhaltet. Der Maurer mauert dann die Wände so, wie sie auf dem Rohbauplan gezeichnet sind. Während dieser Zeit müssen sich die Fachplaner und Architekten gut untereinander absprechen, um Fehler zu verhindern. Es könnte sonst passieren, dass zum Beispiel eine Lüftungsleitung genau an der Stelle eines Abwasserrohrs geplant wird. Im schlimmsten Fall muss man dann bereits gebaute Wände abbrechen, um Platz für beide Leitungen zu schaffen.

... und sorgt für für eine optimale Nutzung knapper Baustoffe.

Die vergangene und teilweise noch andauernde Rohstoffknappheit 2021 zeigt uns, dass Baustoffe wie Holz, Metall, Kunststoff oder Sand immer wieder von Engpässen betroffen sind. (Quelle1, Quelle2, Quelle3, Quelle4) Sie sind deshalb ein knappes Gut und sollten nicht verschwendet werden.

CAD-Programme (engl. computer-aided design, rechnerunterstütztes Konstruieren) sind technische Zeichnungsprogramme für den Computer und werden in vielen Berufen angewendet. Früher konnte man mit diesen Programmen nur zweidimensional zeichnen. Es wurde aber schon ab 1960 an ersten 3D-fähigen CADs geforscht. (Quelle5) Das erste 3D-fähige CAD speziell für Architekten "ArchiCAD" kam 1984 auf den Markt. (Quelle6) Die meisten Architekturbüros nutzen mittlerweile 3D-CADs.

Aus Erfahrung kann ich aber berichten, dass es immer noch Büros gibt, die 3D-CADs nur beschränkt oder falsch nutzen. Sie zeichnen zwar in 3D-fähigen Programmen, die Modelle stimmen aber nicht mit der Realität überein, weil zum Beispiel die Wände zu hoch sind. Bei den Fachplanern ist es erst seit Kurzem so, dass 3D-CADs üblich sind. Als ich 2013 mit meiner Lehre angefangen hatte, zeichneten fast alle Fachplaner ihre Pläne in 2D.

Das Problem an 2D-Zeichnungen ist, dass man nie das gesamte Haus abbilden kann. Wenn man einen Grundriss oder Schnitt zeichnet, bleibt alles, was hinter dem Schnitt oder oberhalb des Grundrisses liegt, verborgen. So ist es schwierig, alle Problemstellen ausfindig zu machen und zu lösen. Wenn alle Fachplaner und Architekten über ein korrektes 3D Modell verfügen, kann man die verschiedenen Modelle zusammensetzen und man erhält eine digitale Vorabversion des geplanten Hauses. In diesem Modell kann nun viel einfacher geprüft werden, ob alle Leitungen genügend Platz haben, oder ob es unerwünschte Überlagerungen von Bauteilen gibt.

Mittlerweile gibt es sogar Programme, die die problematischen Stellen automatisch anzeigen. An einer Bausitzung kann eine virtuelle Tour durch das Haus gemacht werden. Die auftretenden Probleme sind für alle visuell ersichtlich und man sieht, an welchem Ort im Haus sich das Problem befindet. Das macht es wesentlich leichter, Planungsfehler im Voraus zu finden und zu beheben. Den Vorgang, dass alle Planer gemeinsam an einem 3D-Modell arbeiten, nennt man BIM (Building Information Modeling; mehr dazu HIER). 

Bevor es zum Standard wurde, mit 3D-CADs zu zeichnen, war es sehr schwierig, Planungsfehler überhaupt zu entdecken. Es ist oft vorgekommen, dass man ratlos auf der Baustelle stand und sich fragte, wie man diesen Fehler in der Planung übersehen konnte. Dann musste meistens eine Lösung vor Ort gesucht werden. Diese ist in der Regel teuer, sorgt für Verzögerungen und es kann sogar sein, dass Objekte wieder abgebrochen werden müssen. Natürlich ist es nicht ausgeschlossen, dass auch mit 3D-Modellen Planungsfehler passieren. Jedoch kann die Fehlerquote beachtlich gesenkt werden. Dies führt dazu, dass auf der Baustelle weniger "Fehler" passieren. Dadurch können die Baustoffe optimal genutzt werden.

07.01.22 Andreas Burri