Digitale Methoden und Tools

Building Information Modeling (BIM) ist eine auf digitalen Modellen basierende Methode zur Planung, Ausführung und Bewirtschaftung von Gebäuden. Dank Building Information Modeling entsteht ein digitaler Gebäudezwilling und damit ein zentrales Werkzeug, an dem Architekturbüros, Tiefbaufirmen und Facility Manager über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes hinweg gemeinsam arbeiten können.

Durch die Integration aller am Bau und dem Betrieb Beteiligten können Planungen und Prozesse optimal aufeinander abgestimmt und Konflikte, z.B. zwischen Gebäudetechnik und Architektur, frühzeitig erkannt und gelöst werden. Auch Änderungen an der Planung (Grundriss, Bauteile, Baumaterialien, Gebäudetechnik) werden in Echtzeit für alle beteiligten Gewerke sichtbar und auf mögliche Konflikte oder Verbesserungen geprüft. Durch Ergänzung der zeitlichen Komponente (Planungs- und Baufortschritt) sowie von kostenbezogenen Informationen des Gebäudes wird aus dem dreidimensionalen Gebäudemodell eine fünfdimensionale Planungs- und Baumethode.

Für das Planen und Bauen von Gebäuden spielt die Entwicklung des Klimas eine immer wichtigere Rolle. Moderne Gebäude sollen nicht nur ressourcensparend und energieeffizient errichtet und betrieben werden, sie müssen vor allem eine hohe Resilienz gegen künftige Klimafolgen besitzen. Bei der Planung ist der Einsatz der dynamischen Gebäudesimulation hilfreich.

Die dynamische Gebäudesimulation ist ein Instrument zum energietechnischen Modellieren von Gebäudekonzepten. Sie verdeutlicht Zusammenhänge zwischen Klima, Gebäudehülle und -technik sowie Nutzerverhalten im zeitlichen Verlauf. Die dynamische Gebäudesimulation kann im Neubau wie in der Sanierung als hilfreiches Tool eingesetzt werden.

Als geschlossenes System stehen uns auf der Erde bestimmte Ressourcen, besonders nichtnachwachsende Rohstoffe, nur in begrenzter Menge zur Verfügung. Dazu gehören z.B. auch Metalle und mineralische Stoffe, welche in großem Maße in Bauvorhaben zum Einsatz kommen. Sinnvollerweise sollten diese Baustoffe also bei einem Gebäudeabriss möglichst wieder vollständig nutzbar gemacht werden, in der Realität landen sie häufig aber entweder als Abfall auf der Deponie oder sie werden als aufbereiteter Bauschutt einer minderwertigeren Verwendung zugeführt, z.B. im Straßenbau.

Viele dieser Abfälle könnten mit einer richtigen Planung und einem richtigen Einsatz besser recycelt oder wiederverwendet werden. Da aber Informationen über im Gebäude verwendete Materialien, ihre Verarbeitung, Eigenschaften oder Inhaltsstoffe fehlen, werden sie nicht wieder genutzt. An diesem Punkt setzt ein Material-Kataster an, welches eben genau diese Informationen dokumentiert.

Es werden in kaum einem Bereich so viele Ressourcen aufgewandt, wie im Bausektor. Während bisher in erster Linie das schnelle und kostengünstige Bauen im Fokus stand, ist aufgrund stetig knapper werdender Ressourcen und einem steigenden Bedarf an Rohstoffen ein Umdenken erforderlich. Die Idee einer zirkulären Kreislaufwirtschaft von Baustoffen mithilfe von „Urban Mining“ ist hier zukunftsweisend. Materialen und Bauteile werden dabei aus bestehenden Gebäuden und Infrastrukturen zurückgewonnen und nutzbar gemacht, was einerseits das Abfallaufkommen im Bausektor verringert und zugleich nachhaltig ist.

Um Fachkräfte aus Architektur und Bauingenieurwesen bei der Umsetzung eines kreislaufgerechten Planungs- und Bauprozesses zu unterstützen, haben zwei Wissenschaftlerinnen mit dem „Urban Mining Index“ ein innovatives Werkzeug für zirkuläres Bauen entwickelt. Mit diesem Planungsinstrument wird die Kreislauf- und Nachnutzungsfähigkeit von Gebäuden und Bauteilen bereits während der Planungsphase eines Baus quantitativ mess- und bewertbar. Das fördert nicht nur ein umweltschonendes und zirkuläres Bauen und stellt eine Grundlage für die Entwicklung einer systematischen und genormten Messbarkeit von Zirkularität im Gebäudebereich dar, sondern birgt auch Vorteile für Investorinnen und Investoren sowie Bauherrinnen und Bauherren.