Digitalisierung der Bauindustrie

Lange Zeit war die Bauwirtschaft nahezu resistent gegenüber grossen Veränderungen, wie sie die Digitalisierung mit sich bringt. Während sich ganze Industrien bereits mitten im Wandel befinden, operiert die Bauwirtschaft nahezu wie bisher. Zunehmend setzt sich die Erkenntnis durch, dass digitales, vernetztes Bauen vor allem grosse Chancen und ungeahnte Möglichkeiten bietet. Welche Vorteile haben die neuen digitalen Technologien und wer profitiert davon?

Nach Einschätzung des World Economic Forum WEF Davos könnte die vollständige Digitalisierung der Bauindustrie die jahrzehntelangen Stagnation beenden und schätzungsweise weltweit jährlichen Kosteneinsparungen von 12-20% erzielen. Dies entspricht einem Volumen von 1 bis 1,7 Billionen Dollar.

Erst in jüngster Zeit haben digitale Technologien wie die Vernetzung in der Planungs-, Bau- sowie in der Betriebsphase Einzug gehalten. Und sie haben die Art und Weise verändert, wie Infrastruktur, Immobilien und andere Bauwerke geplant, gebaut, betrieben und gewartet werden. Technologiebasierte neue Methoden wie Building Information Modeling (BIM), die Vorfertigung von Bauteilen, drahtlose Sensoren, 3D-Druck und automatisierte und robotergestützte Geräte eröffnen neue Möglichkeiten hinsichtlich Kosteneffizienz, Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit .

Die Baubranche in der Schweiz umfasst rund 60’000 Unternehmen und mehr als 500’000 Arbeitsplätze. Die Bauausgaben entsprechen 10% des Schweizer Bruttoinlandproduktes. Dies verdeutlicht, wie wichtig und einschneidend die Veränderungen in einer der wichtigsten Branchen sein werden.

Vernetzung bringt entscheidende Vorteile

Angefangen bei der Vernetzung: Das bedeutet, dass sämtliche an einem Bauprojekt beteiligten Partner von Beginn an virtuell und gemeinsam am Projekt arbeiten. Und dass  die Informationen bis zur Erstellung und den darauf folgenden Betrieb zusammenfliessen, ausgetauscht und laufend angepasst werden können. Idealerweise vom Bauunternehmer über den Architekten, den Stadtplaner, den Statiker bis hin zum Elektriker und Inneneinrichter alle, die am Bau beteiligt sind. Oder etwas vereinfacht ausgedrückt: der Gebäude-Entstehungsprozess als offenes System mit Schnittstellen zu allen anderen Systemen. So können Fehler bei der Planung oder beim Bau vermieden werden, weil Architekten, Planer und Bauunternehmen im gleichen Datenraum arbeiten statt jeder für sich. Jeder Arbeitsschritt eines jeden am Bau Beteiligten ist für alle sichtbar und die jeweiligen Parameter oder Veränderungen werden angepasst.

Building Information Modeling ermöglicht die nahtlose Zusammenarbeit aller Beteiligten. Von Vorteil wäre es, wenn dies in einem gemeinsamen Technologie-Standard bzw. einem standardisierten Open System stattfindet.Bis dahin ist es allerdings noch ein weiter Weg.

 

 

Die neuen digitalen Technologien und Robotik schaffen erst die Grundlagen für den Modularen Bau und den Fertigbau. Aus der schnellen und präzisen Vorfertigung von Gebäudeelementen oder Prototypen beispielsweise ergeben sich grosse Vorteile für die anschliessende Konstruktion des Fertigbaus. So können anhand der Informationen im Computersystem Konstruktionszeichnungen erstellt und dabei Produktinformationen und Anweisungen für die Fertigung direkt miteinbezogen werden. Die Komponenten können danach schneller zusammengesetzt werden. Dies ermöglichteinen effizienteren Arbeitsablauf von der Konstruktion bis zum fertigen Bau.. Das erstaunliche Resultat: ein (bis um 40%!) beschleunigter Bauprozess, weniger Planungs- und Baufehler und erheblich weniger Kostenaufwand. Experten rechnen mit Kostenersparnis von bis zu 20%.

 

Die Nutzniesser der Digitalisierung der Bauindustrie

Was bei allen Diskussionen um die Digitale Revolution und die Nutzung der neuen Technologien beinahe ein wenig in Vergessenheit gerät, ist die Frage, wer vom digitalen Planen und Bauen in erster Linie profitiert. Die eindeutige Antwort: Es sind die Investoren, Bauherren und späteren Nutzer der Immobilie. Die Digitalisierung ermöglicht kürzere Projektlaufzeiten, genauere Abschätzung der Kosten und letztendlich höhere Erträge. Die effizienten digitalen Modellbildungstechnologien und ERP verringern Projektkosten, Risiken und Fristen. Kostenüberschreitungen können verhindert werden. Und die Vorteile enden nicht mit der Fertigstellung des Gebäudes, sondern setzen sich in der langen Betriebsphase fort. Dank der Digitalisierung sind zum Beispiel selbst die verwendeten Materialien und die technischen Details des fertigen Objekts jederzeit abrufbar.Eine Datenbank für alle, die das fertigerstellte Gebäude nutzen und bewirtschaften. Der Betreiber kann damit etwa Energie-, Reinigungs- und Wartungskosten berechnen. Oder  allfällige Umbauten planen. Oder der Investor kann schon vor dem Projektstart genauestens kalkulieren, was die Immobilie während ihres gesamten Lifecycles kosten wird. Bis hin zum späteren Rückbau.

Auch hinsichtlich Nachhaltigkeit und Ökologie, welche auch in der Bauwirtschaft immer mehr Relevanz erhält, hat die Digitalisierung der Bauindustrie einiges in Bewegung gesetzt. Gebäude und andere Bauwerke können durch die Wahl von Material- und Energieeigenschaften energieeffizienter geplant und gebaut werden. Und in der Betriebsphase werden mit den richtigen Produkten und Materialien Einsparungen beim CO2-Ausstoss und den Kosten für Energie und Unterhalt erzielt. Oder wie erwähnt, dass bereits in der Konstruktionsphase simuliert werden kann, wie das entstehende Gebäude mit minimalem Aufwand zurückgebaut und recycelt werden kann. Die Digitalisierung hat auch im Holzbau neue Möglichkeiten eröffnet. Ganze Bauelemente bzw. -Module werden bereits heute mit computergestützten Anlagen vorgefertigt. Und da verbinden sich dann wiederum die ökonomischen mit den ökologischen Vorteilen.   Kosteneffizientes und qualitativ hochwertiges Bauen wird nicht nur möglich, sondern ist gleichzeitig auch nachhaltiger.

Wie der digitale Holzbau dank einem neuen Verfahren das Spektrum der Möglichkeiten der traditionellen Bauweise erweitert, zeigt ein Forschungsprojekt der ETH Zürich, welches erfolgreich in die Praxis umgesetzt werden konnte.