„BIM ist in unserem Verständnis nicht einfach ein Werkzeug, um einzelne Arbeitsschritte in der Planung zu digitalisieren und diese zu normieren, effizienter und weniger fehleranfällig zu machen“, sagt Hannes Mayer. Es gehe darum, „Software-Frameworks“ zu schaffen, die es erlaubten, unterschiedliche Disziplinen im Bauprozess zusammenzubringen und damit einen kollaborativen Prozess von der Planung bis zur Erstellung zu ermöglichen. Im Rahmen dieser Grundidee einer „digitalen Materialität“ betreibt Gramazio Kohler Research Grundlagenforschung mit konkreten Anwendungen – nicht selten in Zusammenarbeit mit Firmen.  So ist das 2300 Quadratmeter grosse Dach des Arch_Tec_Labs, der neuen Heimat des Instituts für Technologie in der Architektur der ETH Zürich, in Zusammenarbeit mit der Holzbaufirma Erne, Laufenburg entstanden. Es besteht aus rund 50‘000 Einzelteilen, die ein Portalroboter selbstständig nach digitalem Modell zu 168 Fachwerkträgern gefügt und vernagelt hat.

Roboter auf der Baustelle - ferne Zukunftsvision oder bald Realität?

„Computer und Roboter helfen uns dabei, unsere menschliche Intelligenz und unser Vermögen kontinuierlich zu erweitern“, beschreibt Mayer die Rolle der Technik. Dementsprechend gebe es keinen „Tipping Point“ in der Digitalisierung, sagt Mayer, also keinen Punkt, wo die Planungs- und Bauindustrie plötzlich „digital“ werde. Vielmehr sei es so, dass die Digitalisierung ein Prozess mit langer Vorgeschichte und das Werk von vielen sei, eine kollaborative Reform.

„Es ist wie eine neue Kultur, die sich ausbreitet und von immer mehr Menschen mitgetragen wird - mit einer neuen Sprache und einer veränderten Art zu denken und zu handeln“. Und trotzdem: Wann kommt die Digitalisierung sichtbar auf der Baustelle an? Laut Mayer wird das zuerst bei der Präfabrikation von Bauteilen sein, so, wie das Dach des Institutsgebäudes. Wie schnell der „manchmal doch etwas chaotische Ort Baustelle“ digital beherrschbar wird, hänge zum einen davon ab, dass Sensoren und Steuerung auf unbekannte Situationen reagieren können aber auch, ob sich die Bauindustrie und die Hersteller von Maschinen für die Baustelle auf diesen Zukunftsmarkt einlassen.

Gerade spezielle Anforderungen wie komplexe Geometrien in der Architektur oder eng gesteckte Zeitfenster im Bauprozess würden den Einsatz digitaler Fabrikation beschleunigen, weil „digitale Prozesse diese Komplexität besser meistern können“. Mayer hofft auf solche Projekte, um gemeinsam mit Unternehmen neue Anwendungsbeispiele erproben zu können. Zusammen mit Gruner? "Das ist natürlich wünschenswert", meint Mayer, "Unternehmen wie Gruner müssen zwar in der Gegenwart handeln, aber immer mit Blick auf die mögliche Zukunft“.

Mehr Informationen zu den Forschungsprojekten von Gramazio Kohler Research und Hannes Mayer, inkl. Videos, gibt es hier.

Es sind nicht immer die offensichtlichen Dinge auf der langgezogenen Eppenberg-Baustelle, um die sich Yves Schachenmann, Stv. Abteilungsleiter Umwelt bei Gruner AG, kümmert. Er berät den Bauherrn und die Bauleitung rund um Umweltthemen, wie beispielsweise Altlasten oder Baulärm. Wie viel Flexibilität und Reaktionsfähigkeit sein Beruf erfordert, zeigte sich bei einem Zwischenfall mit dem Ausbruchmaterial des Tunnelbaus.

Dank schneller Reaktion einen Baustopp verhindert

Ein Teil des Tunnelbruchmaterials wird direkt auf der Eppenberg-Baustelle wiederverwertet, beispielsweise für die Betonaufbereitung. Gesteinsarten, die sich nicht für diesen Vorgang eignen, werden in der sanierten Sondermülldeponie im nahegelegenen Kölliken verfüllt. Diesen Sommer so geschehen mit 350000 Tonnen Material. Erhöhte Kohlenwasserstoff-Werte im Tunnelausbruchmaterial sorgten dabei im Juni 2017 für Aufregung. Eine rund 50 Meter mächtige, erdölhaltige Bergschicht natürlichen Ursprungs war dafür verantwortlich - verschmutztes Material, dass in Deponien für belastetes Material entsorgt werden muss. Was also tun? Die Tunnelbohrmaschine ausser Betrieb zu nehmen, hätte täglich zusätzliche Kosten von etwa 150000 Franken verursacht. Gleichzeitig wurde der Aushubberg auf der baustelleneigenen Zwischenlagerfläche höher und höher, da eine entsprechende Entsorgungsalternative erst geschaffen werden musste. Um die Grundfläche des Zwischenlagers zu vergrössern wurde also kurzerhand der danebenliegende Boden abhumusiert und als Ausweichdepotfläche bereitgestellt.

Doch das war nicht Schachenmanns einziges Problem. Da die Materialanalyse einige Tage in Anspruch nahm, wurden bereits 20000 Tonnen des erdölhaltigen Gesteins in Kölliken eingebaut. Dieses verschmutzte Material musste wieder ausgebaggert und in verschiedene andere Deponien für belastetes Material transportiert werden. Die für den Transport notwendigen 280 Begleitscheine für Material ab Reaktorqualität generierte Yves Schachenmann einzeln. Inklusive Dreifachunterzeichnung.

Nachtumzug der Dohlenkrebse

Auch die Umgebung der Baustelle steht für einen Umweltbaubegleiter im Fokus. Das naturfern ausgebildete Gerinne des Gretzenbachs wurde auf die andere Seite der Bahnlinie umgelagert und naturnah neugestaltet. Bevor das Wasser jedoch in den neuen Bachlauf umgeleitet werden konnte, musste der alte Bachlauf abgefischt und die dort lebenden Dohlenkrebse umgesiedelt werden. Durch den Zugang zur Aare des neuen Gretzenbachs, hätten die Dohlenkrebse Konkurrenz von den aus Amerika stammenden Signalkrebsen erhalten und wären verdrängt worden. Der für die beteiligten Kantone tätige Krebs-Spezialist hat in drei Nachtschichten 130 Exemplare von Hand gefangen und in den als Lebensraum geeigneten Erzbach umgesiedelt.

Kurz nach der Umleitung des Wassers im Frühjahr 2015 kam bereits der erste Härtetest in Form eines Hochwassers, was der Bachlauf aber mit Bravour bestand. Mittlerweile hat sich der Standort gut entwickelt und sogar einen neuen Bewohner angezogen. Die Nagespuren am üppigen Weidenbewuchs haben ihn verraten, den Biber.
 

Facts and Figures: Eppenberg-Baustelle

• Projektname: ZEB, Olten-Aarau, Integrale 4-Spur (Eppenbergtunnel)
• Auftrag: Vierspurausbau der SBB zwischen Aarau und Olten, unter anderem mit einem 3 km langen Tunnelbauwerk zwischen Wöschnau und Gretzenbach (Kanton Solothurn), dem namensgebenden Eppenbergtunnel.
• Ziele: Mit dem Ausbau von zwei auf neu vier Spuren soll dieser 'Flaschenhals' im Bahnverkehr zwischen Wöschnau und Däniken aufgehoben werden. Vor allem nachts werden die Güterzüge künftig durch den Tunnel verkehren, was für die Anwohner an der 'Stammlinie' zu verminderten Lärmbelastungen führt. Zudem ist durch den Vierspurausbau eine Angebotserweiterung im Regional- und Fernverkehr möglich.
• Dauer: Projektierung 2007 - 2014 und Ausführung 2015 - 2020.