Digitale Revolution am Bau

  • Integral mit Building Information Modeling (BIM)
    Integral mit Building Information Modeling (BIM)
    Integral mit Building Information Modeling (BIM) von ATP geplant: Forschungs- und Laborgebäude IMP, Wien.© ATP
  • Life Cycle Tower (LTC) Außenansicht
    Life Cycle Tower (LTC) Außenansicht
    Life Cycle Tower (LCT): Mit acht Geschoßen und einer Höhe von 27 Metern bleibt der LCT knapp unter der Hochhausgrenze. Entwickelt wurde der Prototyp als Forschungs- und Entwicklungsprojekt in Holzmischbauweise.© cree gmbh
  • Planungsmethode BIM
    Planungsmethode BIM
    Mit der Planungsmethode BIM wird bereits lange vor der Errichtung ein digitaler „Gebäudezwilling“ erstellt. © Becker Lacour

Planen und Bauen wird zunehmend komplexer. Neue Baumaterialien und -technologien sowie steigende Qualitätsansprüche vor dem Hintergrund  immer strengerer Auflagen in puncto Umweltverträglichkeit, Klimaschutz  oder Ressourcenschonung erhöhen die Anforderungen an Planer und  Ausführende. Die Digitalisierung des Bauprozesses bietet einen vielversprechenden Lösungsansatz. 

Um heute ein Gebäude in einem zeitgemäß hohen Standard zu errichten, bedarf es einer Vielzahl von Fachdisziplinen und Experten aus den unterschiedlichsten Bereichen der Gebäudeplanung und -ausführung. Dazu kommen höchste Kosteneffizienz und steigender Termindruck. „Zeit ist Geld“ gilt für die Bauproduktion in besonderem Maße. Damit die Bauabwicklung trotzdem reibungslos und vor allem ohne Bauschäden vonstatten geht, bedarf es wirkungsvoller Kommunikations- und Informationsprozesse, die alle an der Planung und dem Bau beteiligten Akteure bestmöglich vernetzen.

Die Zukunft des Bauens

Wie diese Vernetzung aussehen könnte, erklärt  Hubert Rhomberg – Geschäftsführer der Rohmberg Holding GmbH und Initiator zahlreicher Forschungsprojekte zum Thema zukunftsfähiges  Bauen – in seinem im Jahr 2016 erschienenen Buch  „Bauen 4.0 – Vom Ego- und Lego-Prinzip“. Darin  beschreibt er den Gebäudeentstehungsprozess als offenes System mit Schnittstellen zu allen anderen Systemen. Konkret bedeutet das, dass Bauunternehmer, Architekt, Stadtplaner, Statiker, Elektriker, Inneneinrichter und alle, die am Bau beteiligt sind, sich an einen Tisch setzen und gemeinsam die ­beste Lösung für ein Projekt entwickeln. Bevor tatsächlich mit dem Bau begonnen wird, müssen alle Bauakteure ihre Leistung erbracht haben, die Planung abgeschlossen und sämtliche Komponenten bekannt sein. Die (Bau)Produktion startet erst, wenn alle Verantwortlichen und Beteiligten die Pläne begutachtet und freigegeben haben.

Das Ende der Baustelle

Anders als in der konventionellen Planung arbeiten beim so genannten Bauen 4.0 alle Baubeteiligten räumlich und zeitlich gemeinsam an einem Tisch. Die Unsitte der „baubegleitenden Planung“ – sprich der Planerstellung, Um- oder Detailplanung durch Architekt oder Fachplaner bei bereits laufendem Baubetrieb – gehört damit endgültig der Vergangenheit an.

Unter Einbeziehung der modernen Möglichkeiten der Vorfertigung spricht Rhomberg sogar vom Ende der Baustelle: „Alle notwendigen Teile und Komponenten sind bereits vorgefertigt, es wird nicht gesägt, es fällt kein Müll an: Bauen 4.0 schafft die klassische Baustelle ab.“ Nach Vorbild der Autoindustrie soll laut Rohmberg in Zukunft der gesamte „Bestellprozess“ auch online über einen sogenannten Building-Konfigurator im Netz erledigt werden können. Individuelle Vorstellungen und entsprechende Anpassungswünsche werden den Planern einfach mittels „Drag & Drop“-Verfahren mitgeteilt. „Ein Gebäude der Zukunft ist ein  intelligentes Produkt. Man wird es in absehbarer Zeit kaufen können wie ein Elektroauto“, ist  Rhomberg überzeugt.

Wie ein solches Bausystem aussehen könnte, hat Rhomberg gemeinsam mit Hermann Kaufmann, Architekt und Professor für Holzbau an  der Technischen Universität in München, mit der Entwicklung des Life Cycle Tower (LCT) exemplarisch aufgezeigt. Errichtet wurde der LCT-Prototyp in Dornbirn in Holzmischbauweise mit einem tragenden Stahlbetonkern und vorgefertigten  Holzelementen.

(Bau)Industrie 4.0

Basis für die neue Art des vernetzten Bauens ist die fortschreitende Digitalisierung, die auch in der Bauindustrie zu grundlegenden Veränderungen der Produktionsprozesse führen wird. Weshalb in Anlehnung an die industrielle Revolution von der digitalen Revolution gesprochen wird.

Als möglicher „Industrie 4.0“-Effekt wäre beispielsweise die Verschiebung des Vorfertigungsgrades in Richtung Zulieferer denkbar. Auch ein entsprechendes Forschungsprojekt vonseiten der Universität für Bodenkultur (BOKU) unter Beteiligung von Vertretern der Bauindustrie befindet sich aktuell in der Einreichung bei der Forschungsförderungsgesellschaft (FFG). „Wir haben bei diesem Projekt versucht, die gesamte Lieferkette einzubauen. Deshalb haben wir ein Konsortium, das nicht nur einen Fertighaushersteller, sondern gleich ein ganzes Liefernetzwerk einbindet, mit dem Ziel diese besser zu vernetzen“, erklärt Martin Riegler vom Universitäts- und Forschungszentrum der BOKU. Ziel ist der Aufbau bzw. die Schaffung von Distributionssystemen, die eigenständig Informationen austauschen. Der Fertighausbau mit seinem hohen Vorfertigungsgrad ist laut Riegler prädestiniert für die Aspekte von „Industrie 4.0“. So könnte es in ­Zukunft möglich sein, dass die Trockenbauindus­trie nicht mehr ausschließlich Gipsplatten (zu)liefert, sondern beispielsweise auch schon eine finale ­Beschichtung der Platten durchführt oder dem Produkt sogar zusätzliche „smarte“ Funktionen verleiht. Wie zum Beispiel kommunikationstechnische Elemente. Vielleicht werden in Zukunft schon in die Trockenbauwand Sensoren integriert sein, die beispielsweise die Raumtemperatur messen und eventuell auch entsprechende Informationen anzeigen können. Die Frage der Schnittstelle zwischen den Gewerken und die intensivere Vernetzung werden damit wesentlich größer. Dies ist auch nur über einen höheren Digitalisierungsgrad zu bewerkstelligen.

(R)Evolution im Planen und Bauen

In dieser digitalen Revolution sieht Rhomberg eine Chance, die Trägheit des Bausektors in Bezug auf Lernprozesse zu durchbrechen. Bis eine Erkenntnis oder eine neue Entwicklung den Weg vom Bauunternehmer über die Lieferanten bis zu den Behörden und schließlich zurück zu den Bauverantwortlichen macht, vergehen in der Regel Jahre. Das erklärt auch die oftmals kritisierte Innovationsträgheit des Bausektors. Durch die Digitalisierung kann dieser Prozess wesentlich beschleunigt werden. Ein solcher Lösungsansatz heißt Building Information Modeling (BIM) und ist international bereits voll im Gange, wie auch Wilhelm Reismann, Experte für Projektmanagement und Controlling für Bau- und Infrastrukturprojekte, proklamiert: „Die Märkte der Zukunft werden durch Digitalisierung und Globalisierung bestimmt – der gesamte Bauprozess befindet sich im Wandel und wird zukünftig komplett durchdigitalisiert.“

Vor diesem Hintergrund wurde im Frühjahr des vergangenen Jahres auch die Plattform „Planen.Bauen.Betreiben 4.0 – Arbeit.Wirtschaft.Export“ ins Leben gerufen, an deren Gründung Reismann wesentlichen Anteil hatte. Ziel ist es, einen Prozess in Gang zu setzen bzw. anzustoßen, der auf der einen Seite die einzelnen Teilbereiche „Planung“, „Bauen“ und „Betreiben“ stärker vernetzt und auf der anderen Seite die Etablierung internationaler digitaler Standards forcieren soll. Für eine stärkere Vernetzung der einzelnen Bau- und Betreibersparten spricht sich auch Ing. Peter Kovacs, Vorstandsvorsitzender der Facility Management Austria (FMA), aus: „Der Prozess ‚Planen.Bauen.Betreiben‘ sollte in seiner Gesamtheit betrachtet werden. Dazu müssen entsprechende Datenstrukturen geschaffen und die Weitergabe von Informationen, beginnend bereits beim Planungsstart, sichergestellt werden. Durch dementsprechend neu geschaffene Instrumente, wie etwa BIM, ergeben sich Verbesserungen in der Wertschöpfung und neuartige Möglichkeiten der Zusammenarbeit.“

Virtuelles Gebäudemodell

In Österreich wird Building Information Modeling bereits sehr erfolgreich angewandt, stellt aber noch keinen verbindlichen Standard in der Bauplanung dar. Dabei liegen die Vorteile auf der Hand, wie ­Gerald Goger von der Technischen Universität Wien und Leiter des entsprechenden Arbeitskreises im Österreichischen Ingenieur- und Architektenverband meint: „Die Digitalisierung bringt ­agilere Prozesse mit sich, die für ausführende Unternehmen etwa die Qualität der Nachkalkulation deutlich verbessert. Eine globale Datenerfassung ermöglicht zudem, dass weltweit in Echtzeit auf Projektdaten zugegriffen werden kann.“ Das wirkt sich natürlich auch auf den Kostenfaktor aus. Laut Goger gehen internationale Studien von 3 bis 5 Prozent Kostenersparnis und 10 Prozent Zeitreduktion aus. Und letztendlich kommt verlässlicheres, konfliktärmeres Bauen auch dem „Otto-Normalverbraucher“ beim Bau seiner Eigentumswohnung oder seines Einfamilienhauses entgegen.

Qualitätssteigerung

Dass die Digitalisierung auch mit einer Erhöhung der Bauqualität einhergeht, davon ist Architekt Christoph Achammer, Professor für Industriebau und interdisziplinäre Planung an der TU Wien, überzeugt: „Digitalisierung und Nachhaltigkeit ­gehen Hand in Hand. Wir erhalten bessere Entscheidungsgrundlagen im Planungs- und Errichtungsprozess und erreichen damit eine höhere Qualität für alle Beteiligten.“ Christoph Achammer spricht dabei aus eigener Erfahrung: Der von seinem Büro ATP architekten ingenieure entwickelte BIM-­Standard floss in die 2015 in Kraft getretene ­Österreichische BIM-Norm ein und wird über die Wissensplattform BIMpedia mit allen Markt­teil­nehmern geteilt. Seit dem Jahr 2014 werden bei  ATP alle Projekte mit BIM geplant.                           

 

Buchtipp:

Rhomberg, Hubert:  Bauen 4.0. Vom Ego- zum Lego-Prinzip.

Eine Anleitung für die Zukunft des Bauens.

Deutsch, 249 Seiten

Bucher Verlag GmbH, Hohenems 2015

ISBN-13 978-3990183496

www.bauenderzukunft.at