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Digitale Methoden und Tools

Energie wird verschwendet, Ressourcen werden immer knapper und die Umweltbelastung wächst. Der Bausektor ist aufgrund von Abfällen aus Bau und Abbruch für mehr als die Hälfte des Brutto-Abfallaufkommens in Deutschland verantwortlich und Bau sowie Betrieb von Gebäuden verursachen etwa 40 Prozent unserer CO2 -Emissionen. An diesem Punkt setzen innovative Methoden und Tools an, um Energie effizienter zu nutzen, Energieeinsparpotenziale zu heben und im Sinne der Kreislaufwirtschaft Rückbau, Wiederverwertbarkeit und Recycling von Baustoffen zu gewährleisten und zu optimieren.

Foto, Nahaufnahme eine Tisches, auf dem ein Sicherheitshelm sowie Unterlagen liegen. Eine Hand zeichnet mit Kugelschreiber auf ein Dokument. Symbole eines Helmes, von Zahrädern und einer Glühbirne umgeben die Hand.

Building Information Modeling (BIM)

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.

Foto, drei Personen stehen in einem neugebauten Gebäude und schauen auf ein Computer-Tablet.

Building Information Modeling (BIM)

Dank Building Information Modeling entsteht ein digitaler Gebäudezwilling, der alle Daten zu Planung, Bau, Bewirtschaftung und Rückbau erfasst. Alle Baubeteiligten können darauf zugreifen, sodass Abstimmungen einfacher und Planungen genauer werden.

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Dynamische Gebäudesimulation

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.

Grafik, Computer-Visualisierung der Simulation des CO2-Gehalts der Gebäudezonen und Innenräume.

Simulation von Gebäudekonzepten

Mithilfe der dynamischen Gebäudesimulation lassen sich Wechselwirkungen – u.a. zwischen Standort, Gebäudehülle, technischer Gebäudeausrüstung – darstellen und an Besitzende, Planende, Bauausführende und Nutzende verständlich kommunizieren.

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Materialkataster

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.

Foto, mehrere Materialproben verschiedener Baustoffe in Form eines kleinen Hauses, nebeneinander aufgestellt auf einem Tisch.

Globales Kataster für verbaute Materialien

Eine zentrale Onlineplattform speichert, verwaltet und tauscht Informationen zu verbauten Materialien aus. Ein Materialpass kennzeichnet Qualität, Herkunft sowie Lage und bewertet Möglichkeiten der Rückgewinnung und Wiederverwertung.

Kataster für Material

Urban Mining Index

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.

Foto, im Vordergund ein großer Stapel alter Ziegelsteine, daran angelehnt mehere alte Fensterelemente. Im Hintergrund weitere Bauabfälle.

Urban Mining Index – Für die Bewertung der Kreislaufpotenziale von Baukonstruktionen

Mit dem Urban Mining Index als Systematik und Planungsinstrument kann die Kreislauffähigkeit, also die Nachnutzungsfähigkeit von Baukonstruktionen und Baustoffen in der Neubauplanung objektiv bewertet und gemessen werden.

Urban Mining Index

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