Die Digitalisierung des Bauprozesses und der damit verbundene Wandel


3D Entwurf eines Gebäudes mit Grundriss

Autoren: Hubert Rhomberg / Harald Professner

Weltweit findet ein kultureller, ökologischer und ökonomischer Veränderungsprozess statt, bei dem Arbeiten, Wohnen und Leben für die Menschen nur mit innovativen Technologien und ökologischen Konzepten zu bewältigen ist. Wenn es um die Planung und Gestaltung der Veränderung der menschlichen Lebensräume geht, sind Architektur und Bauwirtschaft gefordert. Lediglich bestehende Prozesse zu modernisieren und beispielsweise den klassischen Bauablauf zu digitalisieren – was heutzutage noch viel zu oft unter BIM , also dem Building Information Modelling, verstanden wird –, reicht dafür nicht aus. Vielmehr muss das „Bauen“, wie wir es heute kennen, völlig neu gedacht werden.

Ziel ist es, eine digitale Plattform zu kreieren, auf der alle relevanten Informationen zu Bauprojekten, behördlichen Vorgaben, Baumaterialien, Bauteilen, Baubeteiligten gesammelt werden, verfügbar sind und vor allem gemeinschaftlich weiterentwickelt und erweitert werden. Sämtliche Simulationen was Tragwerk, Wärmeschutz, Brandschutz, Gebäudeautomation, etc. anbelangt werden dabei 1:1 in Form eines digitalen Zwillings abgebildet. Dazu müssen alle elektrischen Komponenten über eine entsprechende IP Adresse verfügen und damit in bzw. über eine Cloud ausgelesen und angesteuert werden zu können. Erst durch diese Voraussetzung wird zuerst der digitale Zwilling und in Folge das Gebäude auch IoT tauglich und damit zum Smart Building. D.h. sämtliche zugehörigen Prozesse hinsichtlich Vorfertigung, Logistik, Montage und natürlich Demontage werden ebenso wie preventive und predictive Maßnahmen im Zuge der Nutzung des Gebäudes aus dem Modell abgeleitet und definiert. Die bisherige klassische baubegleitende Planung, zum Teil auch in Projekträumen, wird dadurch obsolet. Die Digitalisierung im Bauprozess und die damit verbundene Entwicklung haben entsprechenden Einfluss auf alle Beteiligten. So fungieren Architekten und Fachplaner als Experten im Bereich Detail- und Ausführungsplanung. Einreichungen und Bauanträge in konventioneller Schriftform und 2D Plänen werden sukzessive durch digitale Modelle abgelöst und ermöglichen damit den Kommunen den Schritt zur digitalen Stadt.
Eine solche Entwicklung hat natürlich entsprechende Auswirkungen auf alle Beteiligten: Handwerker, Planer, Architekten, Behörden, Dienstleister, Bauunternehmer, Kunden – und vor allem auch die Industrie. Hersteller aus bislang nicht bauaffinen Bereichen werden durch die systematisierte Planung Chancen erkennen und auch verwerten. Die Entscheidung von Herstellern wir zukünftig bereits dadurch entschieden, indem nur mehr diese zum Auftrag kommen, welche ihre Produkte bereits in der Planungsphase in entsprechender BIM Qualität zur Verfügung stellen können. Nur mittels einer radikalen Reduktion bisheriger Schnittstellen durch entsprechende Halbfertig- und Fertigerzeugnisse von Seiten der Industrie, wird es gelingen Werkleistungen von der Baustelle in umliegende Produktionshallen zu verlagern. Diese Verlagerung hat jedoch zur Folge, dass sich Handwerker zusammenschliessen müssen um gemeinsam ein Modul-Element herzustellen. Viele Komponenten der Haustechnik und des Ausbaus werden ab diesem Moment bereits in Bauteilen der Tragkonstruktion (z.B. Decke, Stütze, etc.) und Aussenwand vormontiert werden, sodass es nach der Montage nur mehr einer einfachen Steckverbindung bedarf. Diese Art der Planung und Vor-Elementierung ermöglicht es erst entsprechende Qualitäts- und Sicherheitsmanagement Methoden wie FMEA aus anderen Industriebereichen, z.B. des Schiffsbaus, an- und umzusetzen.

Die digitale Evolution kommt erst dann zu Stande, wenn in Folge nicht mehr jedes Gebäude von null an entworfen und geplant werden muss, sondern indem bestehende Pläne von bereits gebauten Projekten tatsächlich auf einer Plattform zum Download zur Verfügung stehen. Ab diesem Zeitpunkt entsteht eine „Sharing Community“ die zwar bei jedem Gebäude Adaptionen vornehmen wird, um das Gebäude entsprechend den sozio-kulturellen und städtebaulichen Anforderungen gerecht zu werden, sich jedoch gleichzeitig dazu verpflichtet diese wiederum allen anderen zur Verfügung zu stellen. Das Planen und Bauen mit geprüften und bewährten Komponenten wird dadurch vergleichbar mit dem Querbaukasten der Automotiv-Industrie. Alles ist erlaubt, solange man sich an gewisse Regeln hält und vorgegebene Bauteile verwendet. Erst dadurch wird es möglich entsprechende Losgrößen für die Industrie zu generieren, Ressourcen und Kosten einzusparen und gleichzeitig die Qualität zu steigern. Logischerweise bedarf eine solche Herangehensweise natürlich auch anderer Form der Vergabe, z.B. Design-Build oder gar Design-Build-Operate, um den maximalen Kaskadennutzen des digitalen Zwillings (digital twin) auch zu generieren.

Harald Professner ist zuständig für Gobal Business Development bei der Rhomberg Holding GmbH und Referent des 13. Schweizer Planertags am 5. März 2018 in Brugg. Erleben Sie ihn und weitere Experten der Schweizer Bau- und Planerszene live und diskutieren Sie mit Fach- und Führungskräften die Zukunft der Branche.

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