Effizienter Bau von Stahlrahmengebäuden: Zeitersparnis

Vorfertigung und Fertigung außerhalb der Baustelle für schnellere Errichtung von Stahlrahmengebäuden

Wie vorgefertigte Stahlbauteile die Montagezeit auf der Baustelle verkürzen

Stahlelemente, die in Fabriken hergestellt werden, kommen bereits zugeschnitten und vorgebohrt an, sodass vor Ort keine Maße genommen, geschnitten oder gebohrt werden müssen. Laut Branchendaten des SFIA aus dem vergangenen Jahr verkürzt diese Methode die Baustellenarbeiten um etwa die Hälfte und eliminiert vollständig jene frustrierenden Wetterverzögerungen, die bei Bauprojekten immer wieder auftreten. Das Maß an Genauigkeit, das bei der Herstellung dieser Teile unter kontrollierten Bedingungen erreicht wird, führt zu weniger Fehlern beim Zusammenbau – was Zeit und Kosten spart im Vergleich zu herkömmlichen Baumethoden, bei denen Fehler durchaus üblich waren. Kaltgeformter Stahl zeichnet sich hier besonders aus, da seine Bauteile äußerst gleichmäßig geformt sind. Verarbeiter können sie schnell wie Puzzleteile zusammenfügen. Wir haben bereits Böden von etwa 10.000 Quadratfuß Größe gesehen, die mit diesem Ansatz innerhalb von nur drei Tagen errichtet wurden.

Standardisierung von Verbindungen und Profilen zur Beschleunigung der Montage

Wenn Anschlussdetails über Projekte und Profile hinweg gleich bleiben, entstehen Montageabläufe, auf die Arbeiter immer wieder vertrauen können. Bauteams gewöhnen sich daran, standardisierte Bauteile zusammenzubauen, sodass sich ihre Hände nahezu automatisch bewegen, wodurch die Zeit pro Verbindung verkürzt und mentaler Raum für andere Aufgaben freigegeben wird. Auf Baustellen, auf denen alles einheitlich zusammenpasst, erfolgt das Errichten von Konstruktionen etwa 30 % schneller als üblich, während sich die Arbeitskosten ungefähr um 20 % verringern. Zudem entfällt nahezu jegliche Notwendigkeit für kurzfristige Nachjustierungen. Die repetitive Natur dieser Prozesse erleichtert ebenfalls die Vorhersage des Materialbedarfs. Stahlrahmenbauten, die mit vorgefertigten Bauteilen errichtet werden, weisen tendenziell etwa 15 Prozentpunkte weniger Störungen in der Lieferkette auf, da Hersteller Termineinheiten planmäßig produzieren. Am Ende all dessen entstehen Baustellen, die eher wie Fertigungsanlagen denn wie traditionelle Baustellen arbeiten und kontinuierlich voranschreiten, ohne unnötige Engpässe.

Leichter Stahlrahmen (LSF) und Modulare Systeme: Skalierbare Geschwindigkeit für Stahlrahmengebäude

LSFs leichtes, wiederholtes Design ermöglicht eine schnelle Montage vor Ort

Stahlleichtbau- oder LSF-Systeme nutzen kaltgeformten Stahl, der im Verhältnis zu seinem Gewicht eine sehr hohe Festigkeit aufweist. Das bedeutet, dass die Fundamente nicht so massiv ausgeführt werden müssen, Kräne für weniger Aufgaben erforderlich sind und die Arbeiter vor Ort weniger Material tragen müssen. Die Konstruktion ist außerdem recht repetitiv mit all diesen identischen Ständern, Laufbahnen und Aussteifungsmustern. Da alles so präzise zusammenpasst, können Montageteams Rahmenkonstruktionen um 30 bis möglicherweise sogar 50 Prozent schneller errichten als bei traditionellen Bauverfahren. Die Bauteile werden vorgebohrt geliefert und fügen sich nahezu wie Bausatzteile zusammen, was Fehler bei der Maßnahme vor Ort reduziert und beschleunigt, den gesamten Rohbau schneller witterungsgeschützt abzuschließen. Und es gibt noch einen weiteren Vorteil: Die eingesetzte Präzision verringert nach Angaben einiger Branchenberichte aus dem modularen Bausektor aus dem Jahr 2023 den Materialabfall um etwa 20 %.

Modulare Stahlrahmen-Gebäudeeinheiten: Fabrikgefertigte Präzision, Baustellenschnelle Einsatzbereitschaft

Stahlrahmen-Modulbauweisen erweitern die Möglichkeiten der Vorfertigung erheblich, da sie komplette volumetrische Baueinheiten wie Wände, Böden und sämtliche MEP-Systeme bereits im Werk unter kontrollierten Bedingungen fertigen. Dadurch wird eine parallele Arbeitsweise ermöglicht: Während die Fundamente auf der Baustelle gegossen werden, werden die eigentlichen Module an einem anderen Ort hergestellt, wodurch lästige, üblicherweise notwendige sequenzielle Abläufe entfallen. Wenn diese Module auf der Baustelle eintreffen, können sie mithilfe von Kränen wesentlich schneller montiert werden als es mit herkömmlichen Methoden möglich wäre. Am Beispiel des Londoner Olympischen Dorfes ließ sich die Wartezeit bis zum Bezug um etwa 60 % verkürzen dank dieser Bauweise. Und auch die Qualität darf nicht außer Acht gelassen werden. In der Fabrik werden enge Toleranzen bei den Abmessungen eingehalten, sodass alles auf etwa einen Millimeter genau bleibt. Diese Präzision führt dazu, dass vor Ort nach der Montage erheblich weniger Nachbesserungen erforderlich sind.

Optimierung digitaler Workflows: BIM, Design-Standardisierung und Fehlervermeidung bei Stahlrahmenbauprojekten

Koordinationsfrühphase über BIM (z. B. Tekla Structures) zur Vermeidung kollisionbedingter Verzögerungen

BIM ermöglicht es verschiedenen Fachdisziplinen, bereits vor Baubeginn gemeinsam zu arbeiten. Software wie Tekla Structures erstellt detaillierte 3D-Modelle, die Probleme aufdecken, wenn Bauteile nicht korrekt zusammenpassen – beispielsweise, wenn Stahlträger denselben Raum einnehmen wie Lüftungskanäle oder elektrische Leitungen in Wänden. Die Behebung solcher Probleme am Bildschirm statt direkt auf der Baustelle spart Kosten, vermeidet zeitliche Verzögerungen und reduziert teure kurzfristige Änderungen. Wenn von Anfang an klar ist, was technisch funktioniert, bleiben innovative Lösungen während des gesamten Bauprozesses erhalten, anstatt zwischen Papierplanung und Realität verloren zu gehen.

Standardisierte Konstruktionsdetails und automatisierte Fertigungszeichnungen für schnellere Genehmigungen und Produktion

Die Verwendung standardisierter Anschlussbibliotheken zusammen mit Komponentenvorlagen beschleunigt den Zeichnungserrstellungsprozess erheblich und sorgt gleichzeitig für Konsistenz zwischen verschiedenen Projekten. Wenn wir BIM in die Fertigungsabläufe integrieren, übernimmt das System diese abgestimmten Modelle und wandelt sie in detaillierte Fertigungszeichnungen um, die alle notwendigen Beschriftungen, korrekten Schweißsymbole und genauen Bohrmuster enthalten. Die Ingenieurteams benötigen nun deutlich weniger Zeit für die Prüfung dieser Unterlagen – insgesamt etwa 30 bis sogar 50 Prozent weniger. Die Fertiger erhalten ihre Arbeitsanweisungen viel schneller und fehlerfrei, wodurch Material nicht mehr so lange warten muss. Komponenten treffen auf der Baustelle bereits vorbereitet zur Montage ein. Es gibt keine Unsicherheiten mehr vor Ort, was zu tun ist, und die Maße bleiben während des gesamten Prozesses genau – von der Fertigung in der Werkstatt bis hin zur exakten Positionierung auf den Gebäudeteilen.

Integrale Projektabwicklung und Ausrichtung der Lieferkette für vorhersehbare Bauzeiten bei Stahlrahmenbauten

Das Integrated Project Delivery-Modell bringt alle Beteiligten bei Bauprojekten zusammen – Architekten, Ingenieure, Hersteller und Monteure arbeiten auf gemeinsame Ziele hin, anstatt miteinander konkurrierende Interessen zu verfolgen. Statt mit mehreren getrennten Verträgen umzugehen, die Verwirrung stiften, unterzeichnen die Teams zu Beginn eine umfassende Vereinbarung. Diese Struktur ermöglicht es, Probleme schneller zu lösen, ohne später aufwendige Rück- und Vorwärtskommunikation bei Designänderungen zu benötigen. Der entscheidende Vorteil entsteht viel früher, als die meisten Menschen denken. Stahlwerke erhalten ihre Aufträge bereits Monate im Voraus, während die Baupläne noch in der Entwurfsphase sind. Produktionspläne werden festgelegt, lange bevor jemand an die Beantragung von Baugenehmigungen denkt. Die frühzeitliche Einbindung der Hersteller macht ebenfalls einen großen Unterschied. Sie erkennen bereits in der Planungsphase Möglichkeiten, Dinge zu vereinfachen, beispielsweise durch Anpassungen an der Art, wie Träger zusammengefügt werden, oder durch Erleichterungen bei der Montage der Verbindungen. Diese kleinen Optimierungen beschleunigen die Arbeit sowohl im Werk als auch auf der Baustelle. Laut branchenspezifischen Daten zu Stahlrahmenbauten in ganz Nordamerika werden Projekte, die diesen Teamansatz anwenden, insgesamt zwischen 15 und 30 Prozent schneller abgeschlossen. Zudem bleiben Kosten vorhersehbarer und Termine werden tatsächlich eher eingehalten, als ursprünglich versprochen.

FAQ: Vorfertigung und Fertigung außerhalb der Baustelle für Stahlrahmengebäude

Was ist Vorfertigung im Bauwesen?

Vorfertigung ist der Prozess, bei dem Bauteile in einer Fabrikumgebung hergestellt werden, bevor sie zur Baustelle transportiert und dort montiert werden. Diese Methode spart Zeit und erhöht die Genauigkeit.

Wie wirkt sich Vorfertigung auf Bauzeitenpläne aus?

Vorfertigung reduziert die Arbeiten vor Ort erheblich, da die wesentlichen Bauprozesse in einer kontrollierten Umgebung stattfinden, unabhängig von Wetterbedingungen, wodurch Bauzeiten erheblich verkürzt werden.

Warum werden Stahlrahmen bei der Vorfertigung bevorzugt?

Stahlrahmen bieten ein hohes Festigkeits-zu-Gewichts-Verhältnis, wodurch sie ideal für die Vorfertigung sind. Sie weisen eine konsistente Form auf, was eine schnelle Montage und präzise Passform ermöglicht und vor Ort auftretende Fehler minimiert.

Welche Rolle spielt BIM im Bereich der vorgefertigten Bauweise?

BIM (Building Information Modeling) ermöglicht die frühzeitige Abstimmung zwischen allen Beteiligten, löst potenzielle Kollisionen und Probleme, bevor sie auf der Baustelle auftreten, und trägt zu einem reibungslosen Bauprozess bei.

Wie verbessert die integrierte Projektabwicklung die Vorteile der Vorfertigung?

Die integrierte Projektabwicklung bringt alle Beteiligten auf ein gemeinsames Ziel aus, optimiert Prozesse und sorgt für termingerechte Materiallieferungen sowie eine einfachere Montage vor Ort.