Nachhaltiger Campus in Mexiko-Stadt per BIM-Methodik gestaltet

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Oberschüler in Mexiko-Stadt erlernten in einem BIM-Workshop zum Solar- und Regenwassereinsatz vor Ort, wie sie Engineering-Methoden und Projektphasen digital kombinieren.

Das "Zentrum für industrielle technologische Studien und Dienstleistungen" (CETIS) ist eine Kette von Sekundarschulen in Mexiko, die Lernenden die Möglichkeit bieten, einen Abschluss auf technisch-professionellem Niveau zu erlangen. CETIS ist Teil der Generaldirektion für industriell-technische Bildung (DGETI) – der größten technischen Einrichtung für höhere Schulbildung im Land.

Ausgangssituation am CETIS Nr. 33 in Mexiko-Stadt

Am CETIS Nr. 33 mit dem Namen "Carlos María de Bustamante" in Mexiko-Stadt wird in den Bereichen Personalverwaltung, Architektur, Bauwesen, Fahrzeugwartung und Büroautomation unterrichtet. Martha Velia Mendez Soriano, Projektkoordinatorin, wies auf die Notwendigkeit hin, die in den Architektur- und Bau-Workshops der Schule unterrichtete digitale Software zu aktualisieren: "In der Vergangenheit beschränkten sich die Kurse zu rechnerunterstütztem Konstruieren (CAD) auf 2D- und 3D-Zeichnungen“, erklärte Soriano.

Mit den bisher verwendeten CAD-Anwendungen konnten Lage, Planungs-, Entwurfs- und Engineering-Methoden nicht digital kombiniert werden. Da die Software nicht alle Prozesse zur Gebäudedatenmodellierung (BIM) unterstützte, wurde jede in den Workshops vorgestellte Projektphase einzeln durchgeführt.

Einsatz digitaler Modelle als didaktisches Lehrmittel

Soriano hatte zuvor an anderen Institutionen Architektur- und Bau-Workshops mit einer digitalen Plattform geleitet und dabei eine digitale Plattform verwendet, die die Phasen Planung, Projektion, Überwachung und Entwicklung miteinander verbindet. Sie weiß also, wie wertvoll solche Möglichkeiten für Lernende im Bereich Engineering sind. Daher versuchte sie, einen digitalen Workshop zu entwickeln, der zeigen sollte, wie alle Phasen eines Engineering-Projekts miteinander verbunden werden können und wie Ingenieure auf der Grundlage fachübergreifender Informationen und Analysen Entscheidungen für Planung und Bau treffen und so den Nutzen optimieren.

"Der Einsatz eines digitalen Modells als didaktisches Lehrmittel für […] Bauverfahren, Arbeitsquantifizierung und Budgets ist für technische Karrieren in der Architektur und im Baugewerbe grundlegend und unverzichtbar", so Soriano.

Um einen digitalen BIM-Workshop zu erarbeiten, stellte die Schule ein Projektteam zusammen, dem sowohl die Lehrenden aus den Bereichen Bauindustrie und Architektur am CETIS Nr. 33 als auch Softwarespezialisten von Bentley Systems angehörten.

"Das Tool von Bentley wird häufig in den Bereichen Architektur und Engineering eingesetzt. Demzufolge fördert ein Workshop für BIM-Technologien die akademische Exzellenz auf dem Campus, und er wird dafür sorgen, dass Lernende im produktiven Sektor des Landes mehr Beschäftigungsmöglichkeiten finden, da durch diesen Workshop kompetente technische Fachkräfte in diesem Berufsfeld geschult werden", sagte Soriano.

Ein physisches und digitales Klassenzimmer

Das Workshop-Klassenzimmer auf dem Campus des CETIS Nr. 33 umfasst

  • einen zentralen Datenverarbeitungs- und Integrationsserver,
  • 30 Einzelcomputer mit den Anwendungen von Bentley Systems als Plattform und
  • ein unbemanntes Luftfahrzeug.

"Der offene BIM-Workshop ist ein physischer Raum – ein umgestaltetes Klassenzimmer, in dem die Lernenden mithilfe der Bentley-Software Wissen über BIM-Methodiken erwerben und entwickeln können", so Soriano. "Wir nennen es ‚Workshop‘, weil die Schülerinnen und Schüler durch praktisches Tun lernen: Sie entwickeln Bau- und Architekturprojekte, die im Studienplan für die technischen Berufswege des Bauwesens und der Architektur festgelegt sind."

Die Lernenden haben eine Lizenz zur Nutzung der Software und können auf dem Campus oder virtuell von zu Hause aus auf den Workshop zugreifen. Alle Projektdaten werden dabei über den Workshop-Server ausgeführt, und die gesamte Projektverarbeitung läuft ebenfalls darüber. Der Lehrplan des BIM-Workshops erstreckt sich über fünf Semester. Jedes Semester entwickeln die Lernenden mithilfe der Bentley-Plattform eigene Projekte.

Ein nutzbringender Workshop braucht ein nutzbringendes Projekt

Da die DGETI derzeit nachhaltige Energieinitiativen implementiert, beschloss das Projektteam, einen dieser umweltfreundlichen Pläne als Grundlage für das im Rahmen des BIM-Workshops durchgeführte Projekt zu verwenden. Das umweltfreundliche Projekt wurde in Zusammenarbeit mit Schülerinnen und Schülern am CETIS Nr. 33 unter Verwendung von Bentley-Software entwickelt. In diesem Kontext wurde das Projekt zur Ausbildung und für Bildungszwecke genutzt und es zeigte sich, wie integrierte Planungssoftware spezifische Ergebnisse liefern kann.

Zu den Umweltinitiativen der Schule gehörten die Nutzung von Regenwasser für sanitäre Zwecke und die Stromerzeugung mit Solarzellen. Das Projektteam beschloss, beide Vorschläge in das digitale Modell aufzunehmen, das die Grundlage für den Workshop bildete.

Das Projektteam führte eine fotogrammetrische Vermessung des Campus mit einem unbemannten Luftfahrzeug durch, um ein Realitätsraster zu erstellen. Sie berechneten die genauen Regenwassersammelmengen anhand des Realitätsrasters, um die genauen Abmessungen des erforderlichen Wasserspeichers zu ermitteln. Dabei stellten sie fest, dass der Bau des Wasserspeichertanks die Übernutzung von Wasserreserven auf dem Campus um 50 % verringern würde.

Im Hinblick auf die Solarmodule, die ebenfalls Teil der Initiative waren, legte das Projektteam basierend auf der planetarischen Position der Schule fest, wo auf dem Campus die Fotozellen angebracht werden sollten, um die Absorption der Sonnenenergie über das ganze Jahr hinweg zu maximieren. Mithilfe des auf den digitalen Zwilling angewendeten Sonnenexpositionsrechners konnten Energieressourcen eingespart werden. Die Projektbeteiligten kamen zu dem Ergebnis, dass die Platzierung der Fotozellen den Energieverbrauch des Campus um 25 bis 30 % reduzieren würde, wodurch bei den Stromkosten schätzungsweise 50 % Einsparungen entstehen. Die Nutzung von Solarenergie in diesem Maße verringert auch die Kohlenstoffemissionen um 32 Tonnen pro Jahr.

Nachhaltigkeit trägt Früchte

Die Erarbeitung des BIM-Workshops führte letztendlich zur Schaffung eines nachhaltigen Campus. Als Ergebnis des Projekts der Lernenden gibt es jetzt ein Regenwassersammelsystem und 20 Solarmodule, die das Gebäude der Campusverwaltung – das als das Gebäude mit der größten Sonneneinstrahlung identifiziert wurde – mit Strom versorgen. Der BIM-Workshop brachte den Lernenden also nicht nur innovative Engineering-Software bei, sondern half der Schule auch zu verstehen, wie die von den Schülerinnen und Schülern vorgeschlagenen Umweltpläne Geld sparen und den CO2-Fußabdruck der Schule erheblich verringern würden.

"Der Workshop hat nicht nur auf breiter Basis für den Einsatz dieser Technologien geworben, sondern es uns auch ermöglicht, die Tragfähigkeit des Regenwassersammelprojekts und der Nutzung von Solarenergie durch Fotozellen zu untersuchen", so Soriano. "Diese Projekte können 25 Jahre lang bei maximaler Effizienz genutzt werden, denn nachdem wir einmal einen digitalen Zwilling des Campus hatten, konnten wir angemessene Planungsdaten sammeln, um für eine maximale Effizienz zu sorgen, und dadurch auch stützen und rechtfertigen, dass wirtschaftliche Ressourcen des Campus in dieses Projekt geflossen sind."

Ein Pilot-Workshop und -Projekt

An dem digitalen Workshop nehmen jedes Semester mehr als 900 Schülerinnen und Schüler des CETIS Nr. 33 mit dem Profil Architektur und Bauwesen teil. Bereits jetzt werden im BIM-Workshop Kurse für Lehrende und Lernende angeboten.

"Sie werden Tools wie ContextCapture, MicroStation, Descartes und OpenBuildings verwenden, die alle in den Studienplan und das Großprojekt zur Nachhaltigkeit integriert sind", erklärte Soriano.

Das Solar- und Regenwasserprojekt am CETIS Nr. 33 dient als Beispiel dafür, wie Lehrende und Lernende anhand von Bentley-Anwendungen die BIM-Methodik im Rahmen der Architektur- und Bauwesen-Sparte der Schule erlernen können. Diese Studie hat auch die praktische Anwendbarkeit von Regenwassernutzung und Solarenergie auf einem CETIS-Campus bestätigt und bestärkt andere DGETI-Schulen darin, nach Lösungen für saubere Energie zu suchen.

"Wir betrachten das CETIS Nr. 33 als technologischen Prototyp, da es der einzige Campus ist, der über ein 3D-Raster, eine Studie zur Sonneneinstrahlung, einen entstehenden digitalen Zwilling und einen eigenen BIM-Workshop verfügt, die alle auch auf einen anderen Campus innerhalb desselben Bildungssystems übertragen werden können", so Soriano.

Wenn der BIM-Workshop und die Nachhaltigkeitsinitiativen an den etwa 75 DGETI-Campussen durchgeführt werden, an denen Bauwesen und Architektur gelehrt werden, können noch viele weitere Schülerinnen und Schüler in der BIM-Methodik unterrichtet werden, und es könnten jedes Jahr tonnenweise Kohlenstoffemissionen eingespart werden.

"All dies wurde entwickelt, damit die Lernenden von moderneren beruflichen Fertigkeiten und den neuesten Werkzeugen profitieren können. Darüber hinaus können so auch andere DGETI-Campusse bei der Entwicklung ihrer Infrastrukturprojekte unterstützt werden, um so die verfügbaren Ressourcen voll auszuschöpfen“, sagte Soriano.

Weitere Informationen

Mehr zur Infrastruktur- und Engineering-Software von Bentley Systems erfahren Sie unter www.bentley.com 

Zum Autor
Prathamesh Gawde

Senior Product Marketer, Bentley Systems

Prathamesh Gawde ist Marketing Leader mit über zehn Jahren Erfahrung in der B2B-Branche. Er kam als Senior Product Marketer zu Bentley Systems und  konzentrierte sich auf Marketingstrategien und Kampagnen für das Gebäudesoftware-Portfolio von Bentley.

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