Gegenüberstellung von gewerkespezifischen Hängern gegenüber Installationsraster Hilti „GRID-System“

Änderungen im Produktionslayout oder Nutzungsänderungen von Produktionsbereichen können kostspielige Folgen haben. Gerade mit Blick auf die benötigte Technische Gebäudeausstattung stellt die erneute Anbindung der Produktionsanlagen an die Gebäudeinfrastruktur einen ungeahnten Kostentreiber für jedes Produktionsunternehmen dar. Um auf solche Änderungen wirtschaftlich reagieren zu können, gilt es bereits in der Planungsphase ein Medienbefestigungskonzept zu definieren, das eine Flexibilität in der Medienführung ermöglicht und gleichzeitig die Wirtschaftlichkeits- und Nachhaltigkeitsinteressen der Unternehmen wahrt. Mit dem Installationsraster „GRID“ bietet Hilti Ihnen eine attraktive Alternative zu herkömmlichen Befestigungskonzepten an. Erfahren Sie im nachfolgenden Artikel von den Vorteilen des Hilti GRID-Systems gegenüber der konventionellen, gewerkspezifischen Medienbefestigung mittels Hänger. Abschließend werden die Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit des GRID-Systems denen der Hänger am Beispiel einer Fallstudie gegenübergestellt und bewertet.

Lesedauer ca. 15 min

Beschreibung des Hilti GRID-Systems

Das Hilti GRID-System ist ein Installationsraster, welches aus Hauptschienen und Nebenschienen aufgebaut ist und großflächig über den gesamten Produktionsbereich „aufgespannt“ wird. Mit einfachen Worten formuliert wird somit eine Installationsebene über der Arbeitsebene realisiert, auf der sämtliche Medienleitungen flexibel angebunden und geführt werden können. Das Installationsraster wird projektindividuell ausgelegt und bietet somit maximale Flexibilität, um auf Umstrukturierungen in Produktionsbereichen reagieren zu können. Das GRID-System kann sogar begehbar, auf erwartbare veränderliche Einwirkungen (Greifrobotern, Montagehilfen etc.), sowie auf Erdbebenbelastungen ausgelegt werden. 

Abbildung 1: Darstellung des Hilti GRID-Installationsrasters

Die sich daraus ergebenden Vorteile des Hilti GRID-Systems liegen auf der Hand. Neben der bereits genannten maximalen Flexibilität der Medienführung besticht das GRID-System durch eine lediglich einmalig notwendige, einfache und schnelle Montage. Auch die optisch ansprechende Anordnung der Medienleitungen ist nicht von der Hand zu weisen.

Um das Installationsraster zu realisieren, bedarf es einer separaten Befestigungsplanung der technischen Gebäudeausstattung. Dabei sind unterschiedliche Planungsszenarien möglich, die nachfolgend betrachtet werden.

Planung und Ausschreibung des Hilti GRID-Installationsraster

Abhängig davon, ob die Planung der technischen Gebäudeausstattung gewerkeübergreifend oder gewerkespezifisch erfolgt, ergeben sich unterschiedliche Planungsszenarien. Bei einer gewerkeübergreifenden Planung der TGA ist die Entscheidung zur Realisierung des GRID-Systems durch den Fachplaner in Abstimmung mit dem Auftraggeber zu treffen. Wohingegen bei einer gewerkespezifischen TGA-Planung der Auftraggeber/Bauherr als Entscheider der Realisierung des GRID-Installationsrasters in Abstimmung mit den jeweiligen Fachplanern zu verstehen ist. 

Abbildung 2: Szenarien der Realisierung des GRID-Installationsrasters

Szenarien übergreifend wird das GRID-Installationsraster im Kontext der Befestigungsplanung der TGA durch das Hilti Engineering ausgelegt. Dies erfolgt projektindividuell in Abstimmung mit den jeweiligen Auftraggebern sowie TGA-Fachplanern anhand einiger Parameter:

Neben der erwarteten Belastung je Quadratmeter kann auch die jeweilige Rastergröße individuell bestimmt werden. Häufig ergibt sich diese aus den Anbindungsmöglichkeiten, sowie der Binderpositionen der vorhandenen Gebäudestruktur. 

Abbildung 3: Notwendige Informationen für die Realisierung des GRID-Installationsrasters

Wird das GRID-Installationsraster im Bestand realisiert, werden zunächst die Maße der Gebäude sowie die Positionen der jeweiligen Betonbinder/Stahlträger bestimmt. Im Neubau bietet sich die Möglichkeit das Installationsraster direkt in das bestehende digitale Modell des Gebäudes einzuplanen. Durch eine entsprechende Bemessungssoftware wird das gesamte GRID-Installationsraster statisch bemessen, sowie die Gesamtstückliste und der Preis ausgegeben. Dadurch kann die Genauigkeit der Gewichtsangabe signifikant gesteigert werden, wodurch selbst bei konventionellen Kilogramm-Ausschreibungen teure Nachträge verhindert werden können. 

Abbildung 4: Vorteile des Hilti GRID-Installationsraster auf einen Blick

Neben dem aufgezeigten Vorteil der Vermeidung von kostspieligen Nachträgen gegenüber den konventionellen Kilogramm-Ausschreibungen stellt Hilti für die Ausschreibung des Hilti GRID-Installationsrasters, spezifische Ausschreibungstexte auf Ausschreiben.de zur Verfügung.

Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit wird häufig als Widerspruch verstanden. Neben den aufgezeigten Vorteilen in Planung, Ausführung und Betriebsphase wird das Hilti Installationsraster-GRID im nachfolgenden Kapitel hinsichtlich dieser beiden Interessen gegenübergestellt und anhand einer Fallstudie bewertet.

Beschreibung der Fallstudie

In der nachfolgend betrachteten Fallstudie handelt sich um einen Neubau einer Produktionshalle. Zusammen mit dem Kunden wurde nach einem flexiblen, anpassungsfähigen Konzept zur Befestigung der technischen Medien sowie der technischen Gebäudeausstattung gesucht. Durch die auftraggeberseitige Annahme einer dreifachen Umnutzung bzw. Layoutänderung der Produktion über die Gesamtnutzungsdauer der Halle wurde sich hier final für das GRID-Installationsraster entschieden. Entscheidend war in diesem Fall zudem der Vorteil des GRID-Installationsrasters, dass Anpassungen in der Medienführung auch während dem Betrieb einfach zu realisieren sind, sowie Verunreinigungen durch das Bohren und Verdübeln neuer Hänger etc. ausgeschlossen werden können.

Dem GRID-System stand zunächst die Befestigung der Medienleitungen mittels gewerkespezifischen Hängern gegenüber. Für die Gegenüberstellung der Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit wurde die Annahme getroffen, dass die Hänger je Layoutänderungen jeweils komplett ausgetauscht und in gleicher Anzahl wieder installiert werden. Neben den Materialkosten sowie Montagezeit wurde zudem der CO2-Fußabdruck auf Basis der benötigten Stahlmengen gegenübergestellt.

Produktionslayout der Fallstudie

Die in Abbildung 5 aufgezeigte bildliche Veranschaulichung von möglichen Produktionslayouts zeigt deutlich auf, dass die Medienführung stets individuell anzupassen ist. 

Abbildung 5: Produktionslayout der Fallstudie

Die Medienführungen wurden zunächst auf das erste Produktionslayout ausgelegt und in das digitale Modell eingeplant. Auf Basis der benötigten Medienleitungen sowie der zulässigen Stützweiten würden sich bei dreifacher Umnutzung, die in Abbildung 6 aufgelisteten gewerkespezifischen Hänger-Stückzahlen ergeben. Demgegenüber steht die einmalige Realisierung des GRID-Installationsrasters.

Abbildung 6: Gegenüberstellung des Hilti-Installationsraster gegenüber Hänger

Für den Vergleich der Medienführung hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit werden die Konzepte nachfolgend gegenübergestellt.

Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der gewerkespezifischen Befestigung gegenüber Hilti GRID-System

Für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung werden Materialkosten, Montagezeit und Umweltbilanz der beiden Konzepte gegenübergestellt. Folgend erfolgt zunächst die Berechnung der gewerkespezifischen Hänger.

Materialkosten, Montagezeit und Umweltbilanz von gewerkespezifischen Hängern

Die in Abbildung 6 aufgezeigten Hänger wurden individuell mittels Software bemessen und die Gesamtstückliste generiert. Für die Veranschlagung des Materialpreises wurden die aktuellen Verkaufspreise (Listpreise) auf Hilti online herangezogen. Gerundet auf die jeweiligen Verkaufsmengen ergeben sich Materialkosten in Höhe von 375.000, - Euro.

Für die Montage der Hänger werden je Produktionslayoutanpassung 6 Wochen angenommen. Unter der Annahme, dass drei Monteuren die Hänger montieren werden, ergeben sich daraus 270 Manntagen. Nach Ausgleich der Stundenverrechnungssätze von Meistern, Polieren und Monteuren (Annahme Kosten Manntag: 70 Euro netto/h [1]) entstehen somit Montagezeitkosten in Höhe von 150.000, - Euro.

Für die in Abbildung 6 aufgezeigten Hänger werden 13 Tonnen Stahl benötigt. Unter dem Nachhaltigkeitsaspekt, sowie der Annahme, dass für die Erstellung einer Tonne Stahl durchschnittlichen 1,5 Tonnen CO2 anfallen [2], beläuft sich der CO2-Ausstoß auf 19,5 t. Dabei bleibt in dieser Berechnung der CO2-Ausstoß für die jeweils dreimaligen Transportkosten, Beschichtungen der Bauteile, sowie weiterer Einflüsse unberücksichtigt.

Materialkosten, Montagezeit und Umweltbilanz des Hilti GRID-Installationsrasters

Während bei der gewerkespezifischen Befestigung die Hänger entsprechend der jeweiligen Stützweite platziert werden, wird das Installationsraster vollflächig über dem Produktionsbereich aufgespannt.

Für die Auslegung des Hilti GRID-Systems ist das individuell zu bestimmende Rastermaß, die Belastung je Quadratmeter, sowie die Anbindung an die jeweiligen Untergründe entscheidend (Deckenanbindung und Wandanbindung). In der vorliegenden Fallstudie wurde das GRID-Installationsraster auf eine Fläche von 3300 qm (100 m x 33 m) mit einem Raster von 2,5 m x 2,8 m an Betonbinder angebunden. Die Wandanbindung wurde mit Winkeln realisiert.

Auf Basis dieser Rahmenparameter wurde das GRID-System bemessen und die Gesamtstückliste generiert. Auch hier wurden die Listpreise von Hilti online veranschlagt. Gerundet auf die jeweiligen Verkaufsmengen ergeben sich Materialkosten in Höhe von 308.000, - Euro.

Für die Installation des Hilti GRID-Systems wird eine einmalige Montagezeit von 8 Wochen veranschlagt. Unter dem Einsatz von drei Monteuren entspricht dies 120 Manntagen. Nach Ausgleich der Stundenverrechnungssätze entstehen Montagezeitkosten in Höhe von 67.200, - Euro.

Unabhängig der Anzahl der Produktionslayoutänderungen wird für das in Abbildung 6 aufgezeigte Installationsraster 11,6 Tonnen Stahl benötigt. Mit der Fakturierung von 1,5 t CO2 Ausstoß je hergestellter Tonne Stahl beläuft sich der CO2-Ausstoß auf 17,4 t. Auch hier bleibt aus Vereinfachung der CO2-Ausstoß für Transportkosten, Beschichtungen der Bauteile, sowie weiterer Einflüsse unberücksichtigt. 

Schlussfolgerung

In großflächigen Bereichen bietet das Hilti Installationsraster „GRID“ eine wirtschaftlich attraktive und nachhaltige Alternative zur gewerkespezifischen Einzelfbefestigung der technischen Gebäudeausstattung. Dabei lässt sich grundsätzlich sagen, dass die aufgezeigten Vorteile des GRID-Systems umso bedeutender werden, je öfter Veränderungen im Produktionslayout eine Änderung der Gebäudeinfrastruktur nach sich ziehen.

Am Beispiel der aufgezeigten Fallstudie wurde die Wirtschaftlichkeit und die Nachhaltigkeit des GRID-Installationsrasters gegenüber einer gewerkespezifischen Befestigung bewertet. Bereits bei drei layoutbedingten Anpassungen der Medienführungen zeigt sich auf, dass die Materialkosten des Hilti GRID-Systems um ca. 18 %, die Montagekosten um ca. 55 % und der CO2-Fussabdruck um ca. 10 % niedriger ausfallen als herkömmliche gewerkespezifische Befestigungen.

Abbildung 7: Gegenüberstellung Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit Hänger gegenüber Hilti-Installationsraster

Die aufgezeigten Listpreise und Werte entsprechen denen der projektindividuellen Fallstudie. Eine allgemeine Aussage über die Einsparpotentiale kann nicht gegeben werden, sondern gilt es projektindividuell zu bewerten.
 
Hat Ihnen der Artikel gefallen?
Dann bewerten Sie diesen doch gerne mit einem Daumen nach oben. Sie unterstützen so bei der Identifizierung von weiteren relevanten Themenfeldern. 


Auswahl von Links zu den Themen:
Kontaktieren Sie Hilti

_________________________________________________________________________
[1] https://shk-frankfurt.de/stundenverrechnungssaetze/
[2] https://www.igmetall.de/politik-und-gesellschaft/wirtschaftspolitik/wir-haben-die-umweltfreundlichste-stahlindustrie-der-welt