Jugendolympiade 2020: Ein Ring für Athleten

Olympische Jugendspiele 2020: BIM beim Bau von Vortex

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BIM im Einsatz bei «Vortex»

In Lausanne entsteht ein riesiger Ring: Das Gebäude «Vortex» wird 2020 an den Olympischen Jugendspielen als Unterkunft für die Athleten dienen. Die Bauzeit ist mit 900 Tagen knapp berechnet. Dank BIM wird die sportliche Herausforderung jedoch gemeistert.

Das Vortex-Gebäude in Chavannes-près-Renens bei Lausanne: Best-Practice-Beispiel für den Einsatz von BIM und auch äusserlich eine runde Sache.
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Ben Kron

Das Vortex-Gebäude in Chavannes-près-Renens bei Lausanne: Best-Practice-Beispiel für den Einsatz von BIM und auch äusserlich eine runde Sache.

Dieses Bauprojekt sorgte von Anfang an für einen gehörigen Wirbel bei den Medien. Nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, dass es selber einen solchen bildet: In Chavannes-près-Renens bei Lausanne steht der Rohbau eines Wohngebäudes, das den Namen Vortex (Wirbel) trägt und genauso aufgebaut ist.

Der kreisrunde Bau mit einem Innendurchmesser von 105 und einem Aussendurchmesser von 137 Metern besteht aus einer einzigen, vom Erdgeschoss bis zum Dach durchgängigen Ebene. Man könnte also stufenfrei und ohne Unterbruch von zuunterst bis zuoberst laufen, mit einer stetigen Neigung von einem Prozent, aber einer totalen Laufstrecke von nicht weniger als 2,8 Kilometern.

Herberge für Olympioniken

Vortex wird am 31. 10. 2019 für seine erste Nutzung fertiggestellt sein: Es beherbergt die Athletinnen und Athleten der Olympischen Jugend-Winterspiele 2020 (siehe Seite 35), deren Austragungsort Lausanne ist. Nach dem Ende der Spiele wird das Gebäude in ein Studentenunterkunft umfunktioniert und im Endausbau 712 Wohnungen für Studierende und Hochschulgäste beherbergen.

Darunter hat es Einzimmerwohnungen mit Gemeinschaftsküchen, Studios mit eigener Küche sowie grössere Wohnungen mit zwei, drei oder vier Schlafzimmern, wobei jedes Schlafzimmer ein eigenes Badezimmer besitzt. Etwas anders sind die Wohnungen für die Hochschulgäste gestaltet, die im Südteil des Gebäudes liegen und in den oberen Stockwerken über Seesicht verfügen.

Der hochkomplexe bauliche Wirbel in der BIM-transparenten Version: Dank digitaler Planung kann der Totalunternehmer Losinger Marazzi die extrem kurze Bauzeit von genau 900 Tagen einhalten.
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Der hochkomplexe bauliche Wirbel in der BIM-transparenten Version: Dank digitaler Planung kann der Totalunternehmer Losinger Marazzi die extrem kurze Bauzeit von genau 900 Tagen einhalten.

Eric Burg, der Projektleiter bei der Totalunternehmerin Losinger Marazzi AG, erläutert die Details des Projekts: «Neben den Wohnungen gibt es im Erdgeschoss verschiedene Räume für Restaurants, einen Kinderhort, Konferenzen und kleinere Aufführungen, sowie Ladenlokale und Aufenthaltsräume für die Studierenden. Auch ein Raum für die notwendigen fast 1000 Briefkästen wurde vorgesehen.»

Dazu kommen die Büros der Stiftung, die das Gebäude vom Bauherrn anmietet und die Zimmervergabe an die Studierenden managt. Hierbei handelt es sich um die gemeinnützige Fondation Maisons pour Etudiants Lausanne (FMEL). Erschlossen wird Vortex von sechs Treppenhäusern und Fahrstühlen, denen jeweils Veloparkplätze zugeordnet sind. Total wird es mehr als 800 Velo-Parkplätze geben, aber nur 55 für Autos.

Fundament auf 360 Pfählen

Das Fundament des Gebäudes wird von 360 Pfählen gestützt, die insgesamt eine Länge von neun Kilometern haben. Darauf wurde die Bodenplatte aus Beton gegossen und das Gebäude Stockwerk für Stockwerk hochgezogen. Auf dem Dach des Wirbel-Baus kommt eine Caféteria zu liegen, die zudem eine prächtige Terrasse mit Gegenneigung nutzt, die sich zum darunterliegenden Stockwerk senkt.

Ebenfalls auf dem Dach werden 1200 Photovoltaik-Paneele installiert, um einen Teil des Stromverbrauchs des Gebäudes selbst zu produzieren. Geheizt wird Vortex über Seewasser-Wärmepumpen: Eine eigene Fassung holt das Wasser des Lac Léman aus rund 60 Metern Tiefe und mit einer konstanten Temperatur von 7 Grad Celsius in die Heizzentrale, wo es hochverdichtet wird. Rückgeführt wird das Seewasser mit 4 Grad Celsius.

Der Bau basiert auf einem Entwurf der Zürcher Dürig Architekten AG, welche 2014 den Wettbewerb mit dem gewagten Gebäudedesign für sich entschieden. Das Projekt ist von der Caisse de pensions de l'Etat de Vaud (CPEV) finanziert und wird von Retraites Populaires als Bauherrenvertretung geleitet. Frederik Flaccomio von Retraites Populaires erläutert:

«Im Wettbewerb gab es einige Vorgaben wie das Raumprogramm und die Flächen, aber keine Vorschrift, alles in einem Gebäude zu lösen. Wir hatten auch Wettbewerbsbeiträge mit drei freistehenden, rechteckigen Bauten. Aber Vortex hatte den Vorteil, dass alle Vorgaben in einem einzigen Bau umgesetzt werden konnten.»

Unverputzter Beton und Fichtenholz

Bei der Planung entschied man sich, eine Maximalhöhe von 30 Metern nicht zu überschreiten, da sonst erweiterte Sicherheitsvorschriften zum Tragen gekommen wären. Beibehalten hat man die von den Architekten ursprünglich vorgesehene äussere Gestaltung, die sehr schlicht ist: Neben Fichtenholz als Verblendmaterial gewisser Flächen werden die anderen Wände und die Decke in Beton belassen. Im Aussenbereich ist der Boden mit Kunstharz beschichtet, im Innenbereich werden die Oberflächen wie folgt behandelt: Gipswände mit Glasgewebe, Betonwände mit staubverhinderndem Anstrich.

Nach der ersten Projektoptimierung erfolgte eine Ausschreibung für eine Totalunternehmervariante, welche von Losinger Marazzi gewonnen wurde. Zusammen mit Itten + Brechbühl arbeiteten die Ingenieure von Losinger Marazzi in der Folge das ungewöhnliche Projekt aus. Der Bauherr gab gemäss Frederik Flaccomio fünf Punkte vor, die es nach Möglichkeit zu berücksichtigen galt. «Eine dieser Prioritäten war die durchgehende Rampe. Da aber das Timing wichtiger war, hätten wir auch ein Projekt mit normalen einzelnen Stockwerken akzeptiert. Aber die Mehrheit der Teilnehmer an der TU-Ausschreibung behielt die Rampe bei.»

Eric Burg berichtet, dass das grösste Problem bei der Ausarbeitung des Bauprojekts die Kältebrücken waren, die der Architekturentwurf enthielt: «Der Entwurf sah eine durchgehende, um zwei Prozent nach innen geneigte Bodenplatte vor, über welche die vorgefertigten Appartements in die Konstruktion hätten geschoben werden sollen. Diese Bodenplatte hätte aber die Kälte von der Aussenfassade in die Räume geleitet. Wir hatten also eine Kältebrücke als Problem, das es zu beseitigen galt.»

Nachhaltige Energieversorgung: Die Versorgung erfolgt über einen direkten Wasseranschluss an den Genfer See. Einen Teil des Strombedarfs deckt die aus 1200 Paneelen bestehende Photovoltaikanlage.
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Ben Kron

Nachhaltige Energieversorgung: Die Versorgung erfolgt über einen direkten Wasseranschluss an den Genfer See. Einen Teil des Strombedarfs deckt die aus 1200 Paneelen bestehende Photovoltaikanlage.

Bodenplatte zweigeteilt

Die gefundene Lösung besteht in einer Zweiteilung der Bodenplatte. Man errichtete die Innenseite des Baus mit den Wohnungen und mit vorstehenden Metallprofilen. Auf diese wurde die aussen herumführende Rampe aufgesetzt und ans Gebäude angehängt. Den Zwischenraum zwischen den beiden Betonplatten füllte man mit einem thermischen Isolationsmaterial.

«So konnten wir das Bild der durchgehend ansteigenden Rampe erhalten, durch die von aussen nicht sichtbare Massnahme aber die Kältebrücke unterbrechen.» Die Rampe weist im Querschnitt eine zweiprozentige Neigung nach aussen auf und in die Platte eingelassene Abflussrinnen, um das Regenwasser abzuführen. Die Wohnungen selbst besitzen einen komplett ebenen Boden.

Für die Planung und Ausführung des Projekts Vortex setzte Losinger Marazzi von Anfang an auf das Building Information Modeling (BIM), genauer auf einen «openBIM»-Ansatz. Gemäss Sasha Edelmann, dem Verantwortlichen Public Relations Westschweiz, hat das Totalunternehmerin schon 2012 mit der BIM-Standardisierung begonnen. «BIM ist bei uns seit rund sieben Jahren ein wichtiger Bestandteil für alle Projekte, wobei wir jedes Mal versuchen, die Anzahl an mit BIM realisierten Projekten zu erhöhen. Anfangs ging es nur um die technische Synthese, später machten wir die Ausschreibung mit BIM. Heute ist unsere ganze Planung digital, und wir erweitern diese Expertise mit jedem Projekt. Das bedeutet einen Mehrwert für alle Projektbeteiligten bis hin zum Subunternehmer. Unter anderem ermöglicht die Software, zum Beispiel durch allfällige Fehler entstandene Aufgaben direkt an alle zuständigen Nachunternehmer zu versenden, mit entsprechendem Zeitgewinn.»

Zum Bauprojekt gehört auch die Brücke, über welche Fahrzeuge und Fussgänger das Gebäude erreichen und welche die Gleise der Lausanner Métro überspannt.
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Ben Kron

Zum Bauprojekt gehört auch die Brücke, über welche Fahrzeuge und Fussgänger das Gebäude erreichen und welche die Gleise der Lausanner Métro überspannt.

Prototyp aus dem 3D-Drucker

So auch bei Vortex, das von «Bauen digital Schweiz» in die Liste der Best-Practice-Projekte aufgenommen wurde. Losinger Marazzi und die Architekten von der Itten + Brechbühl AG erstellten ein Referenzmodell des Projekts, auf dessen Basis die Fachplaner ihre jeweiligen Modelle schufen und per IFC-Format in die «dRofus»-Datenbank rückmeldeten. In einem 3D-Drucker wurde zudem von Losinger Marazzi ein Wohnungsprototyp gedruckt, 25 Zentimeter hoch und 23 Zentimeter breit.

Verantwortlich für die BIM-Koordination und die Konflikterkennung ist wiederum Losinger Marazzi, das festgestellte Qualitätsmängel im BCF-Format an das Designteam zurückgibt. «Der Austausch über Konflikte erfolgt dabei in Koordinationssitzungen», so BIM-Koordinator Miguel Bermudez von Losinger Marazzi. An den Sitzungen würden neben den erwähnten Konflikten auch die Qualität der digitalen Modelle und die Qualität der Daten in der Datenbank besprochen.

Der Bericht zu den Sitzungen wird den Teilnehmenden im «BIM Collaboration Format» (BCF) zugestellt, das eine weitere Bearbeitung ermöglicht. Erst wenn es auf die Baustelle geht, kommen noch herkömmliche Pläne zum Einsatz. Die 2D-Pläne können von den Ausführenden auch in Papierform genutzt werden.

Dies vor allem deshalb, weil nicht alle beteiligten Unternehmen in Sachen BIM so weit fortgeschritten sind, dass sie mit Tablet oder iPad auf die Baustelle kommen. Gemäss Projektleiter Eric Burg nutzen nur etwa zehn der total 60 Subunternehmer im Moment das Building Information Modeling.

Zugang bei 4 und 9 Uhr: Man griff zur ungewöhnlichen Analogie des Zifferblatts, um die einzelnen Gebäudeteile zu verorten.
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Ben Kron

Zugang bei 4 und 9 Uhr: Man griff zur ungewöhnlichen Analogie des Zifferblatts, um die einzelnen Gebäudeteile zu verorten.

Vorgefertigte Badezimmer

Eine Neuerung bildete Vortex für den Totalunternehmer bei den Badezimmern und Fahrstühlen, wie Miguel Bermudez berichtet: «Wir haben die Produktionsvorgaben der Badezimmer frühzeitig digital an den Produzenten weitergegeben. Dieser hat dann total 916 Badezimmer nach 24 verschiedenen Modellen vorgefertigt, die wir nur noch in den Bau einfügen mussten.»

Das erforderte zwar drei Monate Vorarbeit im Büro, um alle Parameter der Badezimmer exakt zu definieren. Diese wurden fixfertig auf der Baustelle angeliefert, wobei sogar die Spiegelschränke und Handtuchhalter vormontiert waren. Nur der Duschvorhang musste noch vor Ort aufgehängt werden.

So half das Building Information Modeling, auf der Baustelle viel Zeit zu sparen, was beim engen Terminplan und dem unverrückbaren Übergabedatum unerlässlich war. Die «NZZ» nannte die Vorgehensweise «smartes Baustellen-Tetris». Auch bei den Fahrstühlen kam BIM zum Einsatz. «Hier haben wir die Pläne des Liftherstellers digital verwendet, um sicherzustellen, dass bei den Metallprofilen der Liftschächte genügend Betonüberdeckung vorhanden war, um dort die Lifttüren verankern zu können.»

Das fertige Gebäude in einer Visualisierung: Neben den PV-Paneelen ist rechts die Dachterrasse zu sehen, die eine Caféteria aufweist und sich als Rampe sanft zum darunterliegenden Stockwerk neigt. Komplett ebene Flächen sind im aussergewöhnlichen Bau eine Seltenheit.
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zvg

Das fertige Gebäude in einer Visualisierung: Neben den PV-Paneelen ist rechts die Dachterrasse zu sehen, die eine Caféteria aufweist und sich als Rampe sanft zum darunterliegenden Stockwerk neigt. Komplett ebene Flächen sind im aussergewöhnlichen Bau eine Seltenheit.

Kontrolle durch Augmented Reality

Als «BIM2-Field»-Software diente das Programm Dalux Field, das die in der Planung generierten Daten auf der Baustelle via Tablet zugänglich macht. Es erlaubt auch, die Sicherheit und Qualität auf der Baustelle vom Tablet oder gar Smartphone aus zu überwachen: Das Tool stellt Checklisten der ausgeführten Elemente auf, Sicherheitsberichte, Qualitätshinweise bei der Ausführung und mehr.

Bermudez nutzt zudem die Software Augmented Reality (AR), die mit Dalux verlinkt ist, um die Positionen der Komponenten vor Ort mit denen des Modells zu vergleichen. Über den Bildschirm seines iPads kann er via AR die Position sämtlicher Komponenten mit denen des Modells vergleichen und allfällige Abweichungen sofort feststellen.

Geplant ist auch eine BIM-Übergabe des Gebäudes an den Betreiber des Gebäudes, so dass dieser die digitalen Daten für die Steuerung der Technik und den Unterhalt nutzen kann. Hierfür ist man aber noch in Diskussion darüber, welche Parameter letztendlich für die Nutzung wichtig sind.

«Wir arbeiten partnerschaftlich mit unseren Kunden zusammen, um ihnen nützliche Daten während für die Betriebsphase zur Verfügung zu stellen», unterstreicht Sasha Edelmann von Losinger Marazzi. «Unser Ziel ist es, mit den Daten, die wir mit BIM erstellen, massgeschneiderte Facility-Management-Lösungen anzubieten.»

Olympische Jugendspiele

Die Olympischen Ringe als Menschenketten am Ufer des Lac Léman: Lausanne erhielt den Zuschlag als Austragungsort für die dritten Olympischen Jugendspiele vom 10. bis 22. Januar 2020.
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zvg

Im Jahr 2007 beschloss das Internationale Olympische Komitee (IOC), eine Jugendversion der seit 1896 ausgetragenen Olympischen Spiele zu schaffen. 2010 fanden erstmals Olympische Sommerspiele für junge Teilnehmer statt. Das IOC sah für die Jugendspiele von Anfang an eine Beschränkung der Teilnehmerzahl und der Wettbewerbe vor, damit die Organisation in überschaubarem Rahmen blieb. Für die Sommerspiele sind dies 3500 Teilnehmende, für die Winterspiele 1000.

Dritte Ausgabe in Lausanne

Die ersten Jugend-Winterspiele fanden 2012 in Innsbruck statt, zweiter Austragungsort war 2016 Lillehammer. Die Winterspiele, die vom 10. bis 22. Januar 2020 in der Olympischen Hauptstadt Lausanne gastieren, umfassen Ski alpin, Skilanglauf, Freestyle, Snowboard, Curling, Skibergsteigen, Skicross, Snowboardcross, Skispringen, Biathlon, Nordische Kombination, Eishockey, Bob, Rodeln, Skeleton und Eisschnelllauf – wobei die letzteren vier Sportarten in St. Moritz ausgetragen werden. Die anderen Sportarten werden an verschiedenen Orten im Kanton Waadt ausgetragen.

Mit Lausanne als Austragungsort kommt Olympia gleichsam nach Hause: Die Waadtländer Stadt ist seit 1915 Sitz des IOC und trägt seit 1994 offiziell den Titel «Hauptstadt der olympischen Bewegung». Zentral für die Ju­gendspiele ist der verbindende Gedanke. Man verzichtet deshalb bei den Siegerehrungen der einzelnen Wettkämpfe auf das Hissen von Nationalflaggen und das Abspielen von Nationalhymnen. Stattdessen wird die Olympische Flagge mit ihren fünf Ringen gehisst und die Olympische Hymne gespielt, die 1896 für die ersten Spiele der Neuzeit von einem griechischen Komponisten geschaffen wurde. (bk)

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Freier Mitarbeiter für das Baublatt.