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Nachhaltigkeit im Gebäudelebenszyklus sicherstellen

Die Bauindustrie ist eine der ressourcenintensivsten Branchen. Gebäude und Bauwerke machen 36 % des weltweiten Energieverbrauchs und knapp 40 % der energiebezogenen CO₂- Emissionen aus. Hinzu kommt, dass die Baubranche im Vergleich zu anderen Branchen nicht ausreichend effizient und nachhaltig wirtschaftet.

Autor

Ulrike Beringer
Director Corporate Communication & CSR @ Nemetschek Group
Nachhaltigkeit im Gebäudelebenszyklus sicherstellen

Von allen Materialien, die im Bau eingesetzt werden, wären 10 % nicht nötig oder werden verschwendet, 30 % aller Konstruktionsarbeiten gehen auf Umbauten infolge von Fehlern zurück. Und 90 % aller großen Bauprojekte laufen bezüglich Zeit oder Kosten aus dem Ruder. Ein Bauprojekt, das auch nur einen Monat länger dauert als geplant, verschlingt eine enorme Menge an zusätzlicher Energie und Strom.

Bereits im Bauprozess können Energie, Ressourcen und Materialien eingespart werden und so ein aktiver Beitrag zum Umweltschutz geleistet werden. Bei der Diskussion um mehr Umweltverträglichkeit in der Bauindustrie muss es also nicht nur um nachhaltige Gebäude, sondern auch um nachhaltiges Bauen gehen. Digitale Lösungen spielen dabei eine entscheidende Rolle. Die zahlreichen Möglichkeiten werden von der Branche bislang zu wenig genutzt.

Digitales Bauen vor dem physischen Bauen spart Ressourcen

Die „BIM Benefits Measurement Methodology“ von PricewaterhouseCoopers zeigt, dass das digitale Bauen vor dem physischen Bauen und die Verwendung von Modellierung und virtueller Realität dabei helfen, Konflikte und falsche Spezifikationen frühzeitig im Bauprozess zu erkennen und dadurch Nachbesserungen vor Ort zu minimieren, was wiederum den beim tatsächlichen Bau anfallenden Verbrauch an Energie, den CO2- Ausstoß und die Menge an Baumaterialien verringert.

 

 

Mit BIM- oder OPEN-BIM-Lösungen können alle Beteiligten präzise, flexibel und effizient zusammenarbeiten. Bauwerke werden erst virtuell und dann real gebaut. Dadurch werden budget- und ressourcenintensive Fehler und Mängel vermieden, bevor der eigentliche Bauprozess beginnt. Zudem kann ein Bauwerk auch Jahre später effizient umgebaut werden, weil es in seinen Einzelheiten genau dokumentiert ist. Dieser Ansatz birgt noch einen weiteren wichtigen Vorteil: Zurzeit werden sehr viele Gebäude aus den 1980er-Jahren um- oder rückgebaut. Da niemand weiß, welche Materialien wo und in welcher Menge damals verbaut wurden, entsteht beim Rückbau ein enormer Aufwand. Bei Bauwerken, die mit BIM geplant werden, wird digital erfasst, welche Materialien verwendet wurden. Und: Der Rückbau kann sogar zur Rohstoffgewinnung genutzt werden. Auch bei der Verwaltung einer Immobilie hilft die BIM-Methodik, weil auf ihrer Grundlage Räume effizienter genutzt werden können.

Mithilfe digitaler Lösungen können Modelle frühzeitig in der Planung „durchgecheckt“ werden, sodass keine kosten- und materialintensiven Veränderungen nötig sind. So können auch Nachhaltigkeitsanalysen durchgeführt werden. Zum Beispiel können Kunden Kosten und Emissionsfaktoren zum Färben des Modells als 3D-Heatmap verwenden und auf diese Weise verstehen, welche Teile des Designs unter dem Gesichtspunkt der Nachhaltigkeit überarbeitet werden müssen.

Weniger Bau- und Verbindungsmaterial, Papier und Energie

Zudem können durch die digitale Zusammenarbeit, gerade in der Planungsphase, Informationen und Fachwissen ohne aufwendige Reisetätigkeit „transportiert“ werden. Auch das reduziert den CO2-Ausstoß.
Durch die genaue Berechnung und bessere Planung komplexer Strukturen können erhebliche Materialmengen gespart werden. Beim Gotthard-Basistunnel, dem Eisenbahntunnel durch die zentralen Schweizer Alpen, konnten zum Beispiel dank geometrischer Optimierung der Tunnelauskleidung in zwei Abschnitten insgesamt 89.000 m3 an Beton eingespart werden.

Mit digitalen Statiklösungen kann bei der Bemessung und Konstruktion von Stahl- oder Betonbauten Material und Zeit eingespart werden. Es wird zum Beispiel weniger Stahl oder Beton für eine Säule verwendet oder Bauherren können ein anderes, nachhaltigeres Material wie Holz verwenden, so geschehen beim Metsä-Holzpavillon in Tokio. Mit digitalen Lösungen für die CAD-Planung von Betonfertigteilen kann die Fehlerquote erheblich verringert werden. Kunden von Precast Engineering berichten beispielsweise von einer um 60 % reduzierten Fehlerquote. Das verringert den Materialeinsatz erheblich.

Mit digitalen Lösungen kann zudem die technische Gebäudeausrüstung exakt dimensioniert werden, d. h., durch normgerechte Heizlast- und Kühllastberechnungen, Lüftungs- und Heizungsauslegungen etc. werden die entsprechenden Anlagen weder zu groß noch zu klein geplant.

Durch optimierte Planung und die Verbesserung der Stahlverbindungen im Projekt können außerdem große Mengen an Verbindungsmaterial eingespart werden. Ein medizinisches Versorgungszentrum in den USA sparte beispielsweise ein Viertel der benötigten Schrauben ein.

Warum also weiterhin auf Unmengen von Papier für Zeichnungen und Pläne auf der Baustelle setzen? Durch den Einsatz von Software auf der Baustelle spart beispielsweise der Generalunternehmer Premier Mechanical 10.000 m² an Papier im Jahr ein; das entspricht der Fläche von 1,5 Fußballfeldern. Zudem ist der Arbeitsfortschritt in Echtzeit sichtbar, Nacharbeiten oder Fehler werden vermieden. Unternehmen wie der belgische Installateur Plumco geben an, durch den Einsatz von digitalen Lösungen auf der Baustelle 90 % weniger Papier zu benötigen. Der alte Plotter verstaubt in einer Ecke, während digitale Zeichnungen und Pläne auf Computern und Tablets gemeinsam genutzt und in der Cloud gespeichert werden. Bluebeam hat errechnet, dass durch den Einsatz ihrer digitalen Lösungen im Jahr 2019 32 Millionen Blatt Papier eingespart werden konnten. Dafür hätten ansonsten 3.900 Bäume gefällt werden müssen.

Handschriftliche Stunden- und Gerätezettel, Checklisten, Formulare, Abnahmeprotokolle und Bautagebücher können ebenfalls durch digitale Lösungen ersetzt werden. So werden Prozesse optimiert und der Papierverbrauch auf ein Minimum reduziert. 

Auch bei Verwaltung und Management des fertigen Gebäudes können Ressourcen eingespart werden, zum Beispiel, indem die Flächen optimal genutzt werden. Durch Integrated-Workplace-Management-Systeme kann der Bedarf an Büroflächen besser gemessen werden. Dadurch wird sichergestellt, dass nur der Flächenbedarf geplant wird, der auch benötigt wird – ein weiterer wichtiger Hebel für Nachhaltigkeit. Der positive Nebeneffekt: Die Mitarbeiter profitieren von einer positiven Arbeitsumgebung dank der richtigen Temperatur und Belüftung, die durch Smart-Building-Lösungen ermöglicht wird.
Sogar die Wiederverwendung von Rohstoffen aus Gebäuden ist durch den Einsatz von BIM-Lösungen möglich. Durch die lückenlose Dokumentation kann auch Jahre später genau verortet werden, welches Material wo verbaut wurde. Das Gebäude wird damit zum Rohstofflieferanten.

Die Möglichkeiten, den ökologischen Fußabdruck der Bauindustrie zu verringern, sind vielfältig. Die Akteure müssen sich nur entscheiden, aktiv dazu beitragen zu wollen.

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