09.10.2024 – Noch vor dem Baubeginn von Windkraftanlagen müssen verschiedene Planungsschritte getätigt werden, damit die Ausführung reibungslos verläuft. Die Tiefbausoftware RIB Civil hilft, den Bauplatz und die Trassierungen vorzubereiten.
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Der Bau einer Windkraftanlage unterscheidet sich deutlich von der Errichtung eines einfachen Einfamilienhauses. Noch bevor das erste Turmsegment des Windrades auf das vorbereitete Betonfundament montiert werden kann, müssen Fragen geklärt werden, die so bei einem gängigen Einfamilienhausprojekt eher selten auftauchen: Wohin mit den Hilfskränen? Wie müssen die Lagerflächen für Turmsegmente und Rotorblätter ausgestaltet werden? Welche Erdreichbewegungen sind nötig, damit Schwerlasttransporte den Kuppenbereich von Baustraßen überwinden können? Dies sind nur ein paar der vielen Herausforderungen, denen sich die Planungsprofis im Vorfeld der eigentlichen Windradmontage stellen müssen.
Dabei ist es mit einer „simplen“ 2D-CAD-Planung der Anlagenbaufläche allein nicht getan, wie das auf die Planung von Windkraftanlagen spezialisierte Vermessungsbüro Dipl.-Ing. Jörg Mathes herausstellt. So müssen zusätzlich Planunterlagen für den Antrag gemäß Bundes-Immissionsschutzgesetz, Standort- und gegebenenfalls Rodungspläne erstellt werden. Auch die Ausfertigung von Quer- und Längsprofilplänen, die detaillierte Informationen über die Lage, Höhe und Ausrichtung eines Bauprojekts in Bezug auf das Gelände geben, steht auf der To-do-Liste. Volumenberechnungen, Erdmassenoptimierungen sowie Vermessungsaufgaben runden den Planungsprozess ab.
Erst Messen, dann Planen
Mit der Software lassen sich die Überschwenkbereiche für die Schwerlasttransporte im Kreuzungsbereich der Zuwegung (orangefarbene Linien auf dem Bild) als Overlay auf dem Orthofoto darstellen. (Foto: Vermessungsbüro Dipl.-Ing. Jörg Mathes)
Bevor die ersten digitalen CAD-Planungsmodelle am Rechner designed werden, fahren die Vermessungsingenieure zusammen mit den Windanlagenprojektierern und den ausführenden Bauunternehmen die betreffenden Standorte und Wege ab. Ziel ist es, die aus der Geländetopografie resultierenden Herausforderungen zu identifizieren. Im Anschluss an die gemeinsame Ortsbegehung schickt das Vermessungsunternehmen eigene Messtrupps raus, um Zuwegungen, Baustellenflächen und andere projektbezogene Aufmaße wie beispielsweise Logistikflächen für Baumaterialien aufzunehmen.
Dabei werden die Höhen teils über Laserscanning ermittelt. Im schwer zugänglichen Gelände kommen auch LiDAR-Drohnen zum Einsatz. Die aus den Messungen resultierenden Werte werden in ein vollflächiges digitales Geländemodell (DGM) überführt. Daraus entsteht ein detaillierter Datensatz des bestehenden Geländes, der in einem späteren Arbeitsschritt in die Tiefbau-Software RIB Civil eingelesen wird und so die Grundlage für die Planung bildet. Zusätzlich werden sogenannte Web Map Services (WMS), das sind digitale topographische Karten, als Basisinformationen für die Pläne genutzt.
Auch großflächige Orthofotos, welche das Vermessungsbüro mit hochauflösenden Sensoren aufnimmt und berechnet, werden in das RIB-System eingelesen. Die Orthofotos stellen eine wichtige Ergänzung zu den Geländeinformationen dar und lassen sich in der Planungssoftware verarbeiten.
3D ist Trumpf
Im nächsten Schritt machen sich die Ingenieure an die eigentliche Bauplanerstellung, indem sie mit Hilfe der Software ein dreidimensionales digitales Modell erstellen. Die Visualisierung des fertigen Modells in 3D eignet sich nach den Erfahrungen des Vermessungsbüros besonders gut, um Änderungen oder Anpassungen im Windanlagenprojekt mit allen beteiligten Parteien zu besprechen.
„Die 3D-Betrachtung ist für unsere Projekte von zentraler Bedeutung. Höhen sowie die jeweiligen Auftrags- und Abtragsflächen lassen sich sehr gut darstellen und zeigen Lösungen auf, wie die Teams besonders umweltschonend und kostenoptimiert planen und die ausführenden Firmen später bauen können“, verrät Felix Mathes, der sich im Vermessungsbüro Jörg Mathes auf die Planung von Windparks spezialisiert hat. Auch für den planenden Ingenieur selbst ist die 3D-Software hilfreich: „Äußerst komfortabel ist etwa die Berechnung von Böschungen aus Achsen. Überhaupt sind die Achsen eine hervorragende Sache. Auf einen Blick sehe ich im RIB-System, wo genau ich mich auf dem Gelände bewege“, erklärt Felix Mathes.
3D-Darstellung eines Windenergieanlagenstandorts in der Software RIB Civil. Die grauen Flächen beschreiben Zuwege sowie Arbeits-, Kran- und Fundamentflächen. Die grünen und braunen Flächen beschreiben die zu errichtenden Böschungen an den Achsen. (Foto: Vermessungsbüro Dipl.-Ing. Jörg Mathes)
Ressourcenschutz durch Detailplanung
Da beim Bau von Windkraftanlagen oftmals größere Eingriffe in die Natur vorgenommen werden, kommt der grundlegenden Tiefbauplanung eine entscheidende Bedeutung zu. So können eventuell anfallende Maßnahmen wie beispielsweise Rodungsarbeiten, Böschungskonstruktionen oder Begradigungen von Senken durch Aufschüttungen durch eine präzise Tiefbauplanung auf das Nötigste reduziert werden. „So wenig Erdbewegungen wie nötig“, lautet beim Vermessungsbüro Jörg Mathes die Devise. So können nach Angaben der Vermessungsspezialisten gleich mehrere 1.000 m³ Erdbewegung durch die optimale Planung eingespart werden. Damit legt die genaue Tiefbauplanung mit Hilfe der 3D-Software von RIB das Fundament für eine umwelt- und ressourcenschonende Realisierung von Windanlagenprojekten. (cp)
