Digitale Modellierung reduziert Baumaterialien und Betriebskosten

Ramboll ermittelte für den Bau des Flughafens Nioida durch digitale Modellierung, wie die Menge der Baumaterialien um 8 % und die Betriebskosten um 20 % gesenkt werden konnten, was zu erheblichen Energieeinsparungen führte. (Bilder: Ramboll Indien)

Digitale Modellierung mit Software von Bentley Systems reduziert Baumaterialieneinsatz sowie Betriebskosten und spart so erheblich CO₂ ein

Autorin: Sandra DiMatteo*

Der internationale Flughafen Noida bei Neu-Delhi in Indien wird als erster Netto-Null-Emissions-Flughafen des Landes konzipiert. Nach der Fertigstellung wird er einen Beitrag zur Förderung der Kultur und des Tourismus in Indien leisten, indem er den Westen des Bundesstaats Uttar Pradesh und das nahe gelegene Taj Mahal mit dem Rest der Welt verbindet – mit möglichst geringen Auswirkungen auf die Umwelt. Im Rahmen des Auftrages, den Flughafen mit einer nachhaltigen Infrastruktur zu bauen, beauftragten die Flughafenverantwortlichen Ramboll India mit der Entwicklung eines Wasser-, Abwasser- und Regenwassernetzes für die Anlage, das Wasser zur Wiederverwendung auffangen und gleichzeitig durch eine effiziente Entwässerung vor größeren Überschwemmungen schützen kann.

So sehen die Terminals des Flughafens Noida in der Animation aus. Im Herbst 2024 soll er eröffnet werden.

Planung rund um Flughafeneinrichtungen

Um ein nachhaltiges System zur Wasserwiederverwendung für das 1.334 Hektar große Projektgebiet zu schaffen, benötigte Ramboll ein 88,54 Kilometer langes Entwässerungsnetz mit vier Rückhaltebecken. Die Größe der Abschnitte, die Materialien und die Ausrichtung der verschiedenen Teile des Netzes würden jedoch je nach Entwicklung und Bedarf der einzelnen Phasen variieren. Phase 1 umfasst beispielsweise eine Start- und Landebahn mit einer luftseitigen Abflusslänge von insgesamt 13 Kilometern, 13 Dolen mit einer Gesamtlänge von 793 Metern und drei Rohrdurchlässe mit einer Gesamtlänge von 242 Metern. Im Entwässerungskonzept von Ramboll mussten viele komplexe Elemente des Flughafens berücksichtigt und gleichzeitig eine reibungslose Entwässerung gewährleistet werden. Das Team stellte bald fest, dass der bisherige Einsatz von Tabellenkalkulationen und älterer Software nicht mehr ausreichte, um dieses Projekt effektiv zu gestalten und zu verwalten.

Modellierung eines Gebäudekomplexes.

Sicherstellung der Leistung durch digitale Planung

Ramboll erkannte, dass die Erstellung digitaler 3D-Modelle in OpenFlows SewerGEMS, OpenFlows WaterGEMS und STAAD dabei helfen könnte, ein effektives, nachhaltiges Wassersystem zu schaffen, das nahtlos mit allen Elementen des Flughafens verbunden ist. Das Projektteam modellierte alle erforderlichen Elemente – einschließlich der Pumpensysteme, Teiche und Abflüsse in verschiedenen Größen sowie deren Stützstrukturen – und bewertete dann die Leistung verschiedener Konfigurationen innerhalb desselben Modells. Gleichzeitig wurden verschiedene Strategien zur Verringerung des Materialverbrauchs während der Bauphase sowie zur Verringerung des ökologischen Fußabdrucks des Systems umgesetzt. Vor der Fertigstellung des Entwurfs wurde eine hydraulische Analyse durchgeführt, um sicherzustellen, dass Größe und Aufbau des Wassersystems starken Regenfällen standhalten und als zuverlässige, kosteneffiziente Quelle für wiedergewonnenes Rohwasser dienen konnte.

Durch digitale Modellierung lassen sich kostspielige Planungsfehler vermeiden.

„Die umfassende Analyse und Planung bildete die Grundlage für das Nachhaltigkeitsziel des Flughafens, im Betrieb netto null zu erreichen, und sorgte für eine Verringerung des CO₂-Fußabdrucks bei der Entwicklung der Infrastruktur.“
Sorav Arora, Senior Team Lead, Ramboll Indien

Kosteneffiziente Nachhaltigkeit

Durch die Modellierung verschiedener Optionen für das Wassernetz und deren Prüfung mittels hydraulischer Analysen ermittelte Ramboll, wie der Entwurf optimiert werden kann, um den Anforderungen der weitläufigen, komplexen Anlage gerecht zu werden. Das Team ist nun zuversichtlich, dass das Wassernetz Überschwemmungen verhindern und den reibungslosen Betrieb des Flughafens für mindestens 100 Jahre sicherstellen wird, während es gleichzeitig für eine erhebliche Abflusserfassung bei Nicht-Überschwemmungen sorgt. Durch die Wiederverwendung des Wassers aus den Rückhaltebecken wird der Verbrauch von Wasser aus anderen Quellen voraussichtlich um 90.000 Kubikmeter pro Jahr gesenkt. Darüber hinaus werden durch die Verringerung der für das Netz benötigten Materialien um 8 % und die Verkleinerung des Systems die Kohlenstoffemissionen beim Bau des Wassernetzes erheblich gesenkt. Zur Verbesserung der Gesamtenergieeffizienz während des Betriebs wurden mehrere Elemente eingebaut, darunter ein Überwachungs- und Datenerfassungssystem, intelligente Zähler und intelligente Netze.

Modellierung des Flughafengeländes.

Projektspezifisches Playbook: OpenFlows SewerGEMS, OpenFlows WaterGEMS, STAAD

Ergebnis / Fakten:

Ramboll musste ein nachhaltiges Wassernetz für einen Flughafen entwerfen, das vor Überschwemmungen schützt und die Aufrechterhaltung des Betriebs gewährleistet.
Durch digitale Planung und hydraulische Analysen sollte sichergestellt werden, dass das System 100 Jahre lang nicht überflutet wird, während gleichzeitig erhebliche Wassermengen zur Wiederverwendung aufgefangen werden.
Ramboll ermittelte, wie die Menge der Baumaterialien um 8 % und die Betriebskosten um 20 % gesenkt werden konnten, wodurch erhebliche Energie- und Kohlenstoffeinsparungen erzielt wurden.

* Die Autorin …

… Sandra DiMatteo ist Marketing Director, Water Infrastructure bei Bentley Systems. Sie verfügt über mehr als 25 Jahre Branchenerfahrung und ist Expertin für Cloud-Lösungen mit digitalen Zwillingen in den Bereichen Wasser und Abwasser, Energie und Prozessindustrie. Sandra hat einen Abschluss mit Auszeichnung in Accounting und ist Certified Reliability Leader. Sie ist unter sandra.dimatteo@bentley.com erreichbar.