DE10361621A1 - Modular laboratory, has container modules in which building service components e.g. switchgear cabinet, and firm laboratory equipments e.g. laboratory bench, are installed during prefabrication of building site - Google Patents
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Abstract
Description
Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Bauwirtschaft für Laborgebäude im allgemeinen, auch unter Einbezug der entsprechenden Gebäudetechnik. Betroffen sind sowohl die Bauplanung, die Bauausführung als auch die Produktion von aktiven und passiven Komponenten eines Gebäudes und seiner Gebäudetechnik. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs I.The Field of application of the invention is the construction industry for laboratory buildings in general, too with the inclusion of the appropriate building technology. Are affected both the construction planning, the construction and the production of active and passive components of a building and its building technology. The invention relates to a device according to the preamble of claim I.
Stand der Technik in der Bauwirtschaft ist, dass die Errichtung von Gebäuden und der darin dem Zweck dienlichen Einbauten nach dem Phasenschema Vorplanung, Ausführungsplanung, Ausschreibung, Vergabe und Errichtung vor Ort erfolgt. Darüber hinaus bestehen insbesondere bei komplexen Gebäuden wie Laborgebäuden komplexe Abhängigkeiten zwischen den wichtigen Einzelgewerke Rohbau, Gebäudetechnik und Innenausbau – oftmals über die einzelnen Phasen hinweg. Dies erschwert die zeitlich lineare Planung und bedingt nicht selten kostenträchtige Verzögerungen, sowie grundsätzliche Planungs- und Kostenunsicherheiten.was standing The engineering in the construction industry is that the construction of buildings and the purpose-built internals according to the phase scheme preliminary planning, Detailed design, Tendering, awarding and construction on site. Furthermore Complex buildings exist especially in complex buildings such as laboratory buildings dependencies between the important individual works shell construction, building technology and interior design - often over the individual phases. This complicates the time-linear planning and often requires costly delays, as well as fundamental Planning and cost uncertainties.
Nachteile des oben beschriebenen Standes der Technik sind
- – die bei jeder Baumassnahme jeweils immer wieder neu zu erbringenden individuellen und frühzeitigen Planungsdienstleistungen von Architekt, Baustatiker und Gebäudetechniker, um Raumfunktionen und dazugehörige Einzelkomponenten der Gebäudetechnik im Gesamtbauwerk unterzubringen und auf das Gebäude abzustimmen,
- – die Unsicherheiten in der Planung auf Grund fehlender Normierung von Maßen, Funktionen und Gewicht,
- – die bei jeder Maßnahme in herkömmlicher Bauausführung anfallenden umfangreichen Abstimmungen, sowie Verbindungs- und Anschlussarbeiten auf der Baustelle,
- – die Notwendigkeit von höher qualifizierten Handwerkspersonal für allfällige Schnittstellenprobleme vor Ort auf der Baustelle,
- – der dadurch entstehende zeitliche Verzug, oftmals verschlimmert durch Abstimmungsprobleme der Einzelgewerken untereinander,
- – die dadurch entstehenden zusätzlichen Kosten,
- – die durch mehrere Gewerke oftmals nicht eindeutige Gewährleistungssituation,
- – die dadurch nicht ausreichend genaue Kostenkalkulation vor der Auftragserteilung des Bauherrn,
- – die notwendige Vorhaltung von hochqualifizierten Personal für Bauleitung und Bauabwicklung.
- – Die über die Bauzeiten anfallenden Beeinträchtigungen im Umfeld des Bauwerkes durch An- und Abfahrten von Lieferfahrzeugen, damit auftretende Belästigungen durch Lärm und Schmutz.
- - The individual and early planning services of the architect, structural engineer and building technician to be provided again and again in each construction work, in order to accommodate room functions and associated individual components of the building technology in the overall structure and to match the building,
- - the uncertainties in the planning due to the lack of standardization of measures, functions and weight,
- - the extensive reconciliations arising in the course of each measure in conventional construction, as well as connection and connection work on the construction site,
- - the need for more skilled craftsmen to deal with any on-site interface problems,
- - the resulting delay in time, often aggravated by coordination problems of the individual works among themselves,
- - the resulting additional costs,
- - The warranty situation, which is often not clear by several trades,
- - the resulting inaccurate cost calculation before the order is placed by the client,
- - the necessary provision of highly qualified personnel for construction management and construction.
- - Over the construction times incurred impairments in the environment of the building by arrivals and departures of delivery vehicles, resulting nuisance by noise and dirt.
Vernachlässigt man Ansprüche an die äußere Gestaltung an Laborgebäude, kann man eine neue Herangehensweise wählen. Diese Bedingungen sind oft bei Provisorien oder zeitlich befristeten Gebäudeinstallationen gegeben. Dabei sind als zeitliche Befristung bzw. als Gebäudelebensdauer durchaus zehn bis 25 Jahre anzusehen. Eine solche neue Herangehensweise kann also unter anderem im Laborgebäudebau allgemein angewendet werden.Neglected claims to the outer design to laboratory buildings, you can choose a new approach. These conditions are often given for temporary or temporary building installations. There are ten as a time limit or as building life quite ten to look at 25 years. So such a new approach can among other things in laboratory building construction generally used.
Grundlage der neuen Herangehensweise ist die Überlegung zu einer Vorfertigung modularer Einheiten – sowohl für die eigentliche Nutzfläche (in diesem Fall überwiegend Labore und Büros) wie auch für die sie versorgende Gebäudetechnik (z.B. Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik sowie der damit verbundenen Medienversorgung). Die Vorfertigung soll weitgehend die ansonsten eigentliche Bautätigkeit auf der Baustelle ersetzen, bedarf also entsprechender bedarfsangepasster Vorplanung – insbesondere hinsichtlich der „Steckbarkeit" der Module, bzw. deren Schnittstellen. Dadurch verschieben sich Planungsverantwortung und Planungsmaßnahmen erheblich, sowohl in zeitlicher wie auch in ablauforganisatorischer Hinsicht. Historische Tätigkeitsfelder entfallen, neue Aufgabenfelder entstehen an bisher nicht berücksichtigten Stellen.basis The new approach is the idea of prefabrication modular units - both for the actual usable area (in this case mostly Laboratories and offices) as well as for the building technology supplying them (for example, heating, ventilation and air conditioning technology as well as the associated media supply). The prefabrication is largely the otherwise actual construction activity replace on the construction site, so needs appropriate adapted Pre-planning - in particular in terms of "pluggability" of the modules, or their Interfaces. This shifts planning responsibility and planning measures considerably, both in terms of time and in terms of process organization Respect. Historical fields of activity eliminated, new tasks arise on previously not taken into account Put.
Weiterhin sind die Module hinsichtlich einer erheblichen Transporterleichterung so zu dimensionieren, dass die Vorteile einer bestehenden und preislich günstigen Logistik nutzbar sind. Daher ist als Moduldimension der Standard-Container in der internationalen Logistik zu wählen. Übrigens ist auch bei größeren Gebäuden der Einbau von Komponenten der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik sowie der damit verbundenen Medienversorgung vermittels solcher Containermodule möglich. Denn Ausmaße und Gewicht der dabei zum Einsatz kommenden Einzelkomponenten (z.B. Kälteerzeuger o.a. Erzeugersysteme) sind im Regelfall so groß, dass der in der internationalen Logistik übliche Container für den Transport auskömmlich ist.Farther are the modules in terms of a significant transport facilitation so to dimension that the benefits of an existing and priced Great Logistics are usable. Therefore, the module dimension is the default container to choose in international logistics. Incidentally, even with larger buildings of Installation of components of heating, ventilation and air conditioning technology as well as associated media supply by means of such container modules possible. Because dimensions and Weight of the individual components used (e.g. cold generator O.A. Producer systems) are usually so large that in the international Logistics usual Container for the transport adequate is.
Auf der Baustelle vor Ort müssen die Module dann nur noch aufgestellt und angeschlossen werden. Der dafür notwendige Zeit- und Materialaufwand für Verbindungs- und Anschlussarbeiten reduziert sich erheblich. Darüber hinaus können Architektur und Baustatik zum frühen Planungsstadium geleistet werden, Gebäude(technik)komponenten zu einem recht frühen Zeitpunkt kostenmäßig berechnet werden.On the site site need the modules are then only set up and connected. Of the necessary for this Time and material costs for Connection and connection work is reduced considerably. Furthermore can Architecture and statics to the early Planning stage to be made, building (engineering) components a pretty early one Time calculated in terms of cost become.
Aufgabe dieser Erfindung ist es,
- – für spezielle Laborgebäude oder auch für Laborgebäude in allgemeinen die Baukosten und Bauzeiten auf der Baustelle zu verringern durch Vorfertigung,
- – für spezielle Laborgebäude oder auch für Laborgebäude in allgemeinen immer wiederkehrende Planungs- und Bauausführungsarbeiten im Laborbau und der damit einhergehenden Gebäudetechnik, sowie der damit verbundenen Architektur und Baustatik, zu vermeiden,
- – das Risiko von Planungsfehlern zu minimieren,
- – Kosten- und Terminsicherheit durch datenbankgestützte Spezifikationen zu einem frühen Zeitpunkt, nämlich vor der Auftragserteilung, zu gewährleisten,
- – die Baukosten und Bauzeiten in der Planung zu verringern durch Standardisierungseffekte.
- - to reduce the construction costs and construction times on site for special laboratory buildings or even for laboratory buildings in general by prefabrication,
- - for special laboratory buildings or for laboratory buildings in general recurring planning and construction work in laboratory construction and the associated building services, as well as the associated architecture and structural engineering, to avoid
- - minimize the risk of planning errors
- - ensure cost and schedule security through database-based specifications at an early stage, prior to the award of the contract;
- - to reduce the construction costs and construction times in the planning by standardization effects.
Diese
Aufgabe wird gelöst
durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1:
Durch dieses
System geschieht eine Umverteilung im Produktions- und Dienstleistungsprozess „Planung
und Ausführung
eines Laborgebäudes":
- – Wesentliche Planungs-, Ausführungs- und Funktionsprüfungsaufgaben werden von der Baustelle in die Vorfertigung verlegt.
- – Der vormalige Produzent und Lieferant von Bauprodukten und Gebäudetechnikkomponenten wird ersetzt durch einen Modulanbieter mit Komponentendatenbank
- – Wesentlich für die Wirtschaftlichkeit wird die Logistikfähigkeit des Anbieters und seiner Produkte sein.
- – Die vormaligen Planungsleistungen von Architekt, Baustatiker und Gebäudetechniker werden auf eine Modulbaukasten-Planung reduziert. Eine durchgängige, CAD/CAM- gestützte Digitalisierung ermöglicht eine schnellere und genauere Planung.
- – Im derzeitigen Produktions- und Dienstleistungsprozess „Planung und Ausführung eines Laborgebäudes" ist durch die verschiedenen Sub- und Gewerkeplaner und die betroffenen Ausführenden keine durchgängige Digitalisierung möglich. Mit vollständig virtuell vorfertigbaren Modulen ist dies leicht zu erreichen.
Through this system, a redistribution occurs in the production and service process "planning and execution of a laboratory building":
- - Essential planning, execution and functional testing tasks are transferred from the construction site to the prefabrication.
- - The former producer and supplier of construction products and building technology components will be replaced by a module provider with component database
- - The logistical capability of the supplier and its products will be crucial for the economy.
- - The former planning services of the architect, structural engineer and building technician are reduced to a modular module planning. Consistent, CAD / CAM-based digitization enables faster and more accurate planning.
- - In the current production and service process "Planning and Execution of a Laboratory Building", the various sub-contractors and planners and the executing companies concerned are not able to achieve consistent digitization, which is easily achievable with fully virtual prefabricated modules.
Vorteile dieser Erfindung sind:
- – Auf der Baustelle sind nur noch wenige Maßnahmen zum Einpassen der Module in das Bauwerk und zum Anschließen an das Versorgungsnetz notwendig. Statik, Architektur und sämtliche Einrichtungen und Unterversorgungen (z.B. Laborbänke, Verkabelung, MSR-Komponenten) bringen die Module bereits mit.
- – Architektur-, Baustatik- und Gebäudetechnikplanung muss nicht mehr auf Gerätespezifikationen Rücksicht nehmen, sondern können sich an den einheitlichen Modulstandards orientieren.
- – In der Vorfertigung kann unabhängig von Baustellenzwängen die Funktionstüchtigkeit des Moduls sichergestellt werden.
- – Der Modulaustausch ist wegen der Standardisierung von Raum- und Gewichtsdimensionen und der Schnittstellen problemlos und schnell durchführbar.
- – Reparatur- und Wartungsaufwand lassen sich durch Austausch der Module reduzieren.
- – Kosten- und Terminreduktion durch stark reduzierten Zeit- und Materialaufwand auf der Baustelle.
- – Bessere Kalkulierbarkeit der Gesamtkosten durch Reduktion der unvorhersehbaren Anteile (klassisch sind dies Stunden und Material auf der Baustelle)
- - At the construction site, only a few measures to fit the modules in the structure and to connect to the supply network are necessary. Statics, architecture and all facilities and sub-supplies (eg laboratory benches, wiring, MSR components) already bring the modules with them.
- - Architecture, structural engineering and building technology planning no longer has to take account of device specifications, but can orientate itself by the uniform module standards.
- - In prefabrication, the functionality of the module can be ensured regardless of Baustellenzwängen.
- - The module replacement is easy and fast to carry out because of the standardization of space and weight dimensions and the interfaces.
- - Repair and maintenance can be reduced by replacing the modules.
- - Cost and date reduction due to greatly reduced time and material costs on the construction site.
- - Better calculability of the total costs by reducing the unpredictable shares (classically these are hours and material on the construction site)
Nachfolgend
wird die Patentanmeldung am Beispiel dreier Labor-Containermodule
nebst dem dazugehörigen
Gebäudetechnik-Containerhalbmodulen
beschrieben:
Als Raumeinheit dient einem Containermodul (
The room unit is a container module (
Alle Containermodule sind in Böden, Decken und Wänden so konstruiert, dass die bauübliche Statik erreicht wird. Eine Stapelung der Container auf bis zu 5 Ebenen ist derzeit möglich und erlaubt so ein dreistöckiges Gebäude.All Container modules are in soils, Ceilings and walls designed so that the usual construction Statics is achieved. A stack of containers up to 5 Layers is currently possible and thus allows a three-story Building.
Jedes
Labormodul kann ein Gangteil (
Aus
drei bzw. zwei verschiedenen Labor-Containermodulen (
Der
Einbau der festen Laborausstattung (
Sämtliche
Versorgungsverbindungen (
Für die in
der Logistik üblichen
Transporthilfen (
Entsprechend der Modulanordnung sind Außenwände bzw. zusätzliche Isolationsmaßnahmen leicht. nachmontierbar.Corresponding the module assembly are outer walls or additional Isolation measures easily. nachmontierbar.
Eine Erweiterung ist durch einfache Kombination mehrerer Module möglich.A Extension is possible by simple combination of several modules.
Claims (7)
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