Risikominimierung beim Bau von Brandwänden in einem 1 Milliarde Euro Krankenhausprojekt

Das Nyt Hospital Nordsjælland (NHN) gehört zu der dänischen Hauptstadtregion, welche für das Gesundheitswesen, die regionale Entwicklung und den öffentlichen Verkehr in der Region zuständig ist. Mit einer Fläche von 123.000 Quadratmetern ist es eine der größten Baustellen des Landes.

In den letzten 16 Monaten hat das Baumanagement Team, das für das ikonische “Nyt Hospital Nordsjælland” in der Nähe von Kopenhagen verantwortlich ist, die Baumanagement Software von Imerso verwendet und dabei bemerkenswerte Ergebnisse erzielt. Durch den Einsatz von Imerso konnte das Team die Arbeitsproduktivität steigern und Kosten sowie Verzögerungen in Höhe von 5,2 Millionen Euro bei der Errichtung des Rohbaus verhindern.

Arbeitsqualität von Brandwandkonstruktionen wächst an Bedeutung

Angesichts der jüngsten Brandvorfälle in Großbritannien hat die strikte Einhaltung von Brandschutzvorschriften an zunehmender Bedeutung gewonnen, was mit strengeren Regulierungen in der britischen Bauindustrie zusammenfällt. Die Nichteinhaltung von Brandschutzvorschriften kann zu exorbitanten Reparaturkosten führen und verhindern, dass wichtige gesellschaftliche Projekte wie Krankenhäuser oder Flughäfen überhaupt den Betrieb aufnehmen können.

In Dänemark ist der aktuellste Fall, der des Universitätsbaus Niels Bohr. Das Projekt erlitt genau dieses Schicksal Ende 2021, als bei den abschließenden Inspektionen festgestellt wurde, dass über 10.000 Brandschutzmaßnahmen nicht ordnungsgemäß durchgeführt worden waren. Dies führte dazu, dass die bereits verspätete Übergabe an die Universität Kopenhagen auf unbestimmte Zeit verschoben wurde, bis alle Probleme behoben sind.

Der Bauleiter vom Bauherren Vejdirektoratet, Erik Stoklund Larsen, äußerte sich dazu wie folgt:

Dieser Fall veranlasste das Straßendirektorat dazu, zusätzliche Untersuchungen in anderen Bauprojekten durchzuführen, die sich gezielt auf die Qualität der Brandschutzkonstruktionen konzentrierten, um ein ähnliches Szenario an anderen Projekten zu vermeiden.

Die Bauabteilung des NHN war motiviert, innovative Wege zu gehen, und investierte in Imersos KI System zur automatischen Kontrolle der Bauqualität. Damit konnten sie nicht nur die Bauqualität proaktiv verbessern, sondern auch das Risiko in Bezug auf Brandschutzkonformität reduzieren.

Was ist eine Brandschutzkonstruktion? 

Kritische Infrastrukturgebäude wie das Nyt Hospital Nordsjælland müssen Hunderte von Brandschutzvorschriften einhalten. Kompartimentierung und passive Brandschutzsysteme wie feuerbeständige Wände, Brandschutztüren oder Brandschutzfüllstoffe sind Brandschutzstrategien, um die Ausbreitung von Feuer, Rauch und Gasen von einem Bereich in einen anderen zu verhindern oder zu stoppen.

Eine der bekanntesten Herausforderungen im Bausektor betrifft die brandschutztechnischen Schnittstellen zwischen Räumen oder Stockwerken mit Öffnungen für technische Installationen. Je nach Kontext können Ingenieure spezifische Brandschutzlösungen wie mehrstündige Brandschutzwände verwenden, die für die angegebene Zeitspanne feuerbeständig konzipiert sind.

Hersteller wie Knauf führen Tests an ihren Systemen durch, um deren Resistenz zu überprüfen und eine offizielle Brandschutz-Bewertung zu erhalten. Jedoch hängt die Effektivität dieser Systeme entscheidend von der genauen Installation gemäß den Anleitungen des Herstellers ab. 

Die Einhaltung dieser Anforderungen ist besonders in komplexen Projekten wie dem Nyt Hospital Nordsjælland von entscheidender Bedeutung, das mehrere Operationssäle mit strahlungsgeschützten Wänden, Schichten von ineinandergreifender technischer Ausrüstung und strengen Brandschutzvorschriften aufweist.

Bild: Verschiedene Arten von passiven Brandschutzsystemen im Bausektor 

Typische Herausforderungen bei der Errichtung von Brandwänden

Nach nur drei Monaten Einsatz von Imerso für die Kontrolle von feuerbeständigen Wandinstallationen hat die Software bereits mehrere potenzielle Probleme erkannt, die Anders Kaas und sein Team rechtzeitig verhindern konnten. Ein häufiges Beispiel ist der Fall von Brandabschnittswänden und Brandschutzwänden. Hier müssen Metallständer in einem Mindestabstand voneinander platziert werden und ohne Änderungen, um die beabsichtigte Feuerbewertung garantieren zu können.

Eine Herausforderung besteht darin, dass nach der Installation der Metallständer in Brandschutzwänden, nachfolgende Teams Schwierigkeiten haben, die geplante technische Ausrüstung durch die Wände zu montieren. Oft führt dies dazu, dass die Metallständer zugeschnitten werden, um Platz zu schaffen, was die Feuerbeständigkeit der Wand beeinträchtigt.

Dies ist ein häufiges Dilemma: Einerseits ist in der Regel die exakte Position der Metallständer nicht im BIM Modell angegeben, da die Metallständer vor Ort installiert werden, um die aktuellen Baubedingungen zu berücksichtigen. Andererseits ist die Position der technischen Installationen (z.B. TGA, HLK) im BIM gut definiert, und den Bauteams wird angeordnet, von diesen Spezifikationen nicht abzuweichen, um spätere Konflikte und Kollisionen zu vermeiden.

Bild: In jedem Stockwerk des Nyt Hospital Nordsjælland gibt es tausende Metallständer für feuerbeständige Wände, die den Brandschutzvorschriften entsprechen müssen.

Es kommt zu einem bekannten Reihenfolge Konflikt

Von Seiten der Planer sind die Teams vor Ort dafür verantwortlich, die Metallrahmen gemäß den Spezifikationen ordnungsgemäß zu installieren und dabei die Anordnung in den BIM Modellen für technische Dienstleistungen zu beachten. Um die feuerbeständigen Wandständer zu installieren, müssen spezielle Gehäuse um die Öffnungen vorbereitet werden, damit technische Installationen gemäß den Brandschutzvorschriften passieren können.

Von Seiten der Teams vor Ort erfordert ein solcher Prozess hingegen einen koordinierten Planungsansatz, der sicherstellt, dass die Position der technischen Dienstleistungen feststeht, bevor die Trennwände errichtet werden. Ebenfalls müssen alle Öffnungen genau geplant sein, damit diese in den Trennwandskizzen im Voraus positioniert sind. Dies geschieht jedoch selten. Die Planungsteams optimieren oft immer noch die Anordnungen während der Bauphase, und selbst kleine Änderungen an der Positionierung der technischen Dienstleistungen beeinflussen die Platzierung der Metallwandständer.

​​Diese Herausforderung in der Abfolge stellt ein bedeutendes Risiko für das Projekt dar. Anders Kaas erläutert,

Bild: Metallständer für feuerbeständige Wände, die mit umrahmten Öffnungen für technische Installationen korrekt kombiniert sind.

Kontrolle der Bauqualität von feuerbeständigen Wandinstallationen mit Imerso

Imerso ermöglicht es dem Baumanagement Team des Nyt Hospital Nordsjælland, die Baustellenüberwachungsfähigkeit um das 15-fache zu steigern. Dies wurde erreicht, indem das Team die 3D-Scanning Aktivitäten auf der Baustelle eigenständig als tägliche Routine übernahm - eine Aufgabe, die historisch gesehen als zu zeitaufwändig galt und den Einsatz von Fachvermessern oder kostspieligen Drittanbieterdiensten erforderte.

Dies ermöglichte Projektleiter Anders Kaas und seinem Team, innerhalb von Monaten Hunderte kostspieliger Probleme zu verhindern und hat die Erwartungen an die Technologie bei weitem übertroffen. Lesen Sie hier mehr über die Ergebnisse der ersten 16 Monate.

Das Team von Anders Kaas kann die vor Ort Installation von feuerbeständigen Metallständern mit millimetergenauer Präzision dokumentieren, sowie die Positionierung mit den kommenden technischen Leistungen abgleichen. Dadurch kann das Team potenzielle Probleme mit geplanten Öffnungen oder technischen Objekten, die mit der aktuellen Platzierung der Metallständer kollidieren, schnell identifizieren. Das Team nutzt diese Informationen, um frühzeitig Lösungen zu finden und zukünftige Probleme zu vermeiden. All dies geschieht innerhalb weniger Minuten und bietet eine effiziente und weitaus wirksamere Möglichkeit, den Arbeitsstatus regelmäßig zu überwachen und die Sicherheit des Gebäudes zu gewährleisten.

Bild: Das linke Bild zeigt Metallständer für Brandschutzwände, die am selben Ort installiert wurden, an dem eine geplante Öffnung für die technische Installationen gehen sollte. Auf dem rechten Bild kollidiert die geplante Position des roten Rohrs mit der vor Ort Installation eines Metallrahmen für eine feuerbeständige Wand.

Kombination von Designprüfungen und Qualitätskontrollen vor Ort

Eine weitere typische Brandschutzherausforderung besteht in der Installation von technischer Ausrüstung durch Durchbrüche in der Rohbaustruktur. Um die Brandschutzfähigkeiten zu erhalten, muss die technische Ausrüstung in bestimmten Abständen zueinander und zum Rohbau installiert werden, um eine geeignete feuerbeständige Isolierung zu ermöglichen.

Die BIM Koordinationssoftware Solibri, ein branchenführendes Werkzeug und Partner von Imerso, hat kürzlich neue Regelsätze zur automatischen Validierung der Brandschutzkonformität in den BIM-Modellen eingeführt. 

Allerdings gibt es selbst in Projekten mit präzisen Modellen Probleme, wenn die vor Ort Installationen von den Plänen abweichen und unentdeckt bleiben, da herkömmliche manuelle und visuelle Kontrollen mit Fotos, 360°-Panoramabildern und Checklisten solche Veränderungen nicht zuverlässig aufdecken.

Imerso ermöglicht dem Team des Nyt Hospital Nordsjælland, den vor Ort Installationsstatus mit den BIM Plänen abzugleichen und damit sicherzustellen, dass solche versteckten Abweichungen nicht übersehen werden - frühzeitig und ohne menschliche Subjektivität.

Image: Das linke Bild zeigt die geplante Position der technischen Leitungen, welche durch den Durchbruch verlaufen sollen, um den Brandschutzvorschriften zu entsprechen. Im rechten Bild zeigt das blaue Rohr die tatsächliche Installation vor Ort, die von Imerso angezeigt wurde, wobei das blaue Rohr zu nah an der Wandstruktur installiert wurde und gegen die Brandschutzrichtlinien verstößt.

Bauunternehmen benötigen mehr als neue Software

Die Konstruktion jedes Stockwerks im Nyt Hospital Nordsjælland umfasst Hunderttausende Metallrahmen in feuerbeständigen Wänden. Herkömmliche Kontrollmethoden, die auf manuellen Überprüfungen, Fotos oder Panoramabildern beruhen, sind zu subjektiv und ineffektiv. Dies hinterlässt gefährliche Unsicherheiten in jedem Bauprojekt.

Durch den Einsatz von Imerso kann das Team nun Bauprobleme verhindern, indem Abweichungen frühzeitig erkannt und detaillierte Informationen umgehend mit den betroffenen Teams geteilt werden. Dennoch erklärt Anders, dass die Strategie nur erfolgreich sein kann, wenn sie intern richtig umgesetzt wird und es eine Zusammenarbeit zwischen den Partnern gibt.

Anders Kaas berichtet “Imerso ermöglicht uns zahlreiche Fälle aufzudecken, die wahrscheinlich eine ernsthafte Bedrohung für das Projekt darstellen. Dies ist ein viel besserer Ansatz als die herkömmliche Art der Überwachung von Arbeitsqualität, aber wir hoffen nicht, dies als die perfekte Lösung zu präsentieren, damit sich alle zurücklehnen können. Solche Risiken können niemals vollständig beseitigt werden, und kein Technologieprodukt wird helfen, wenn Unternehmen sich gegen Anpassungen und neue Arbeitsweisen sträuben. Was wir am meisten benötigen, ist eine aktive Organisation, die dieses neue Datenquellen voll ausschöpft und die richtigen Anreize setzt, um die Arbeitsqualität sowohl in der 3D Modellkoordination als auch bei der physischen Installation priorisiert.” 

Mit nur wenigen Stunden vor Ort Scanning pro Woche hat dieser Ansatz geholfen, mehrere Fälle frühzeitig zu erkennen und damit erhebliche Kosten für Nacharbeiten bei feuerbeständigen Wänden zu vermeiden. Anders Kaas betont jedoch, dass “während die Vermeidung von Nacharbeitskosten und Verzögerungen großartig ist, sind die Einsparungen in diesen Fällen im Vergleich zu dem großen Risiko wie ein Tropfen auf den heißen Stein: dass das Krankenhaus aufgrund von Brandschutzverstössen den Betrieb nicht vollständig aufnehmen kann. Das wäre ein enormes Problem sowohl in finanzieller als auch in gesellschaftlicher Hinsicht. Der Einfluss der Technologie auf die Reduzierung dieses Risikos ist unbezahlbar."

Bauunternehmen nutzen zunehmend automatische Systeme zur Kontrolle der Arbeitsqualität wie Imerso, um Tausende von Brandschutzkonstruktionen und anderen Installationen in ihren Projekten zu überprüfen. Dies führt zu einer willkommenen Reduzierung des Risikos teurer Überraschungen und Probleme, die Projekte jahrzehntelang geplagt haben.