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Teil 2: Fortschritt durch Wissenschaft.

Den BIM-Potenzialen auf der Spur.

„Erfahrung macht den Meister“ – in der Digitalisierung greift das nicht immer. Die Themen sind neu und die Erfahrung kann erst nach und nach aufgebaut werden. Damit wir auch in der Bau- und Immobilienbranche noch mehr vom digitalen Fortschritt profitieren, müssen wir uns auch mal trauen, theoretisch zu werden.

Bislang ist die BIM-Methode in Deutschland oft leider nur als Insellösung im Einsatz. Dabei entfaltet sie erst dann ihre volle Wirkung, wenn sie im gesamten Prozess eines Immobilienprojektes konsistent zum Einsatz kommt. Damit die Beteiligten sich darauf einlassen, beschäftigen sich Wissenschaftler:innen aktuell in vielerlei Hinsicht mit dem Potenzial der Digitalisierung für die Wertschöpfungskette Bau und den daraus resultierenden Vorteilen. Forschungsprojekte sollen vorhandene Hürden aus dem Weg räumen, Lösungen aufzeigen und Fortschritt möglich machen. Unter den Forschenden sind unsere Kolleg:innen von intecplan und der LIST AG. In enger Zusammenarbeit mit verschiedenen Universitäten, Hochschulen und Forschungseinrichtungen beschäftigt sich das Team damit, wie sich die Themen Kosteneffizienz und Gebäudeökobilanzierung bestmöglich mit BIM verknüpfen lassen. Das Potenzial ist groß, unsere Neugier ebenso. Deshalb haben wir die beiden Forschungsprojekte einmal etwas genauer unter die Lupe genommen.

2. Forschungsprojekt:

Gebäudeökobilanzierung meets BIM.

Der aktuelle Stand.

In der Theorie besteht Konsens darüber, dass unser Bau- und Gebäudesektor ein hohes Optimierungspotenzial in puncto Klima- und Umweltauswirkungen besitzt. In der Praxis fehlt es aber noch an ganzheitlichen Lösungen. Im Fokus steht die Einsparung von Energie in der Betriebsphase. Die Umweltauswirkungen über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes werden allerdings bislang nicht erfasst. Und das, obwohl Optimierungspotenziale für die bei Herstellung, Transport, Lagerung, Verkauf, Entsorgung und Verwertung der Materialien anfallenden CO2-Emissionen (= graue Emissionen) in der Gesamtbetrachtung einen Anteil von bis zu 80 Prozent einnehmen können. Abhilfe kann die intelligente und automatisierte Verknüpfung einer Gebäudeökobilanzierung (Methode zur Bilanzierung von CO2-Emissionen und weiteren Umweltwirkungen; auf Englisch: Life Cycle Assessment = LCA) mit dem BIM-Planungsprozess schaffen. In diesem Bereich gibt es zwar bereits erste Forschungen, aber die Erkenntnisse sind bislang nicht zusammengeführt worden und die Ergebnisse noch nicht in der Praxis erprobt. Außerdem gibt es zwar erste Software-Produkte auf dem Markt, die eine BIM-basierte Berechnung der Gebäudeökobilanz ermöglichen. Allerdings funktionieren diese nur bei der Verwendung von herstellerspezifischen Datenformaten (Closed-BIM-Ansatz).

Die Vision.

Klimaneutrales Bauen, Sanieren und Betreiben von Gebäuden ist das ganz große Ziel, auf das die Implementierung von Gebäudeökobilanzierungen entscheidend einzahlen soll. Sowohl auf gesellschaftlicher als auch auf politischer Ebene wird die Klimaneutralität gefordert und auch viel diskutiert. Aktuell dreht sich im Immobiliensektor aber fast alles um die Null während des Gebäudebetriebs. Ein wichtiger Faktor, der aber nicht weit genug führt. Denn wirklich dargelegt und bewertet werden kann die Klimaneutralität von Bauprojekten erst, wenn die CO2-Emissionen und Primärenergie über den gesamten Lebenszyklus berechnet werden. Und diese Berechnung sollte praktikabel, standardisiert und per Knopfdruck für die Anwender:innen möglich sein. Somit müssen die BIM-Modelle sowie die darin hinterlegten Daten in Zukunft genau auf diesen Prozess vorbereitet sein. Ein hohes, aber erreichbares Ziel – davon sind die Forschenden überzeugt. Es gibt schon jetzt innovative und sehr vielversprechende Lösungsansätze. Wenn die Gebäudeökobilanzierung dann bereits in frühen Phasen der Projektentwicklung eingesetzt werden kann, werden die CO2- sowie weitere umwelt- und ressourcenbedingte Optimierungen für den gesamten Lebenszyklus nicht lange auf sich warten lassen.

Das Forschungsvorhaben.

Das Projektteam wird die bestehende Forschung und Praxis für die Verknüpfung der Ökobilanzdaten mit dem digitalen Planungsprozess ganzheitlich betrachten und den Status quo abbilden. In einer vergleichenden Übersicht werden dazu die bereits praktizierten Methoden den erforschten Lösungsansätzen für neue Anwendungsfälle gegenübergestellt. Dabei identifiziert das Projektteam die notwendigen Anpassungs- und Forschungsbedarfe zu den einzelnen Phasen im Planungsprozess. Diese werden dann mit den relevanten Akteur:innen aus Forschung, Praxis und Politik in einem interdisziplinären Workshop diskutiert und in konkrete Handlungsempfehlungen in einem Meilensteinplan für die nächsten Jahre überführt. Das Forschungsvorhaben soll Anfang 2022 abgeschlossen sein, um die gewonnenen Erkenntnisse für die Auftragsforschung des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) nutzen zu können. Die Ergebnisse unseres Forschungsauftrags werden also maßgeblich die weiteren Forschungsaktivitäten in diesem Bereich beeinflussen.

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Zum Forschungsprojekt.

Titel: Digital Twin Footprint – Erarbeitung eines ganzheitlichen Meilensteinplans mit Handlungsempfehlungen und notwendigen Forschungsbausteinen zur zielführenden Verknüpfung der Lebenszyklusanalyse (Gebäudeökobilanzierung) und BIM-Planungsprozessen mit einem Fokus auf den frühen Planungsphasen

Auftraggeber: Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) im Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung des Bundesinnenministeriums 

Forschungsprogramm: Zukunft Bau

Kooperationspartner: Technische Hochschule Köln (TH Köln), Technische Universität München (TU München), Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Fraunhofer-Institut für Bauphysik (Fraunhofer IBP)

Dauer: Juli 2021–Januar 2022