Digitale Methoden und Tools

Digitale Gebäudemodelle sind für Planung, Instandhaltung, Sanierung und Umbau von Gebäuden unabdingbar. Was seit ca. 30 Jahren für den Neubau und dessen Verwaltung geübte Praxis ist, gilt für den Gebäudebestand vielfach noch als eine Herausforderung; dabei ist die Digitalisierung des Gebäudebestands eine Grundvoraussetzung um die EU-Renovierungswelle voranzutreiben. Diese sieht eine Verdoppelung der Renovierungsquote zur Senkung von Emissionen, zur Ankurbelung der wirtschaftlichen Erholung und zur Verringerung des Risikos von Energieknappheit vor. Mit digitalen Gebäudemodellen im Bestand können Sanierungsplanungen schneller und effektiver erstellt werden.

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.

In einer Welt, in der viele wertvolle Rohstoffe immer knapper werden, liegt ein Großteil von ihnen bereits in verbauter Form vor. Hier setzt das Konzept eines Materialkatasters an – eine wegweisende Onlineplattform, die detaillierte Informationen über diese verbauten Materialien sammelt, organisiert und austauscht. Durch die Einführung eines Materialpasses werden Qualität, Herkunft und Verortung sowie den CO₂-Gehalt der Materialien in einem Bauwerk erfasst. Gleichzeitig werden die Möglichkeiten zur Rückgewinnung und zum Recycling im Kontext einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft bewertet. Diese innovative Herangehensweise trägt nicht nur zur Verbesserung der ökologischen Bilanz und Wirtschaftlichkeit bei, sondern eröffnet auch die Perspektive, Gebäude von Grund auf als wertvolle Rohstoffreserven zu betrachten. Ein Materialkataster schafft somit eine essentielle Grundlage für die Entwicklung einer zukunftsfähigen Bauindustrie und fördert so eine nachhaltigere Bauweise und einen bewussteren Umgang mit Ressourcen.

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.