Effizienz in Gebäuden

Transparenz über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes hinweg ist unabdingbar, damit die Bauherrschaft bei einem Gebäude effizient, ressourcenschonend, kostensparend und sicher während der Nutzung Änderungen vornehmen kann. Nicht selten laufen Planungen jedoch siloartig ab: Es fehlt eine ganzheitliche Koordination zwischen den beteiligten Akteuren und der Informationsaustausch zwischen den Nutzenden eines Gebäudes, der Bauherrschaft, der Planung und den produzierenden Firmen findet unzureichend statt.

Der mangelnde Austausch während des Planungsprozesses führt dazu, dass Bauanforderungen unvollständig erfasst werden, was im späteren Betrieb des Gebäudes Probleme verursachen kann. Hohe Kosten und nervenaufreibende Abläufe können die Folge sein. Dieser «Baustelle auf der Baustelle» haben sich die vier Unternehmen Siemens, Selmoni, Inside Reality und Vanillaplan angenommen und das Konzept «zirkuläre Transparenz» im Rahmen eines BIM-Pilotprojekts erfolgreich getestet. Interaktive Visualisierungen, eine modulare Bauweise und dynamische Ressourcenplanung sind Ansätze, die in Kombination mit einem digitalen Zwilling zum Einsatz kommen.

Konflikte bereits im Modell lösen

Im Pilotprojekt zeigte sich, wie insbesondere Visualisierungen zur Transparenz im Prozess beitragen können. Das BIM-Kommunikationsmodell visualisiert in interaktiven, immersiven Simulationen, wie sich ein Gebäude beispielsweise bei einem Umbau verändert und wie der Betrieb aussehen könnte. «Die Visualisierung ist schlussendlich die Sprache, die uns hilft, mit verschiedenen Akteuren zu kommunizieren», erklärt Chris Henn, Chief Technical Officer von Inside Reality. Solche Darstellungen ermöglichen die Diskussion sowohl mit den Nutzenden zu verwendeten Materialien oder zur Beleuchtung als auch mit Fachleuten zu technischen Aspekten eines Gebäudes.

Aus den erarbeiteten Anforderungen lassen sich im digitalen Zwilling anschliessend Variantenstudien durchführen, die als Entscheidungsgrundlage für die Umsetzung dienen. Hier kommt der nächste innovative Aspekt ins Spiel: die Modularisierung der Haustechnik. Dazu erklärt Werner Fehlmann, Head National Accounts & BIM Schweiz bei Siemens: «Die Idee dahinter ist, dass Elektroinstallationen, Lüftungssysteme und Heizungsanlagen bereits im Modell aufeinander abgestimmt sind. Potentielle Konflikte, die sonst im schlimmsten Fall erst auf der Baustelle zu Tage treten, werden bereits im Modell gelöst.» Siemens hat diese Koordination mit der Firma Selmoni, die sich auf die Vorfertigung in der Elektroinstallation spezialisiert hat, im Pilot erfolgreich umgesetzt.

Viele Vorteile über den ganzen Gebäudezyklus

Die Modularisierung ermöglicht eine einfache Vorfabrikation der Kabeltrassen, Vorkonfektion der Kabel und Kabelbäume sowie Vorkonfiguration der Gebäudeautomationskomponenten. Ändern sich die Nutzungsansprüche, beispielsweise bei einem Umbau, können diese wiederum im digitalen Zwilling, genauer im Gebäudeautomations- und Elektrotechnik-Modell, erfasst, neue Varianten durchgespielt und die bauliche Umgestaltung realisiert werden – ein zirkulärer Prozess. Für diese Vorteile lohnt es sich, dieses gemeinsame Modell aktuell zu halten. Dadurch verfügen alle Interessengruppen jederzeit über die notwendigen Informationen.

Für Transparenz ist auch bei der Ressourcenplanung gesorgt: Dank einer Software für Kapazitätsplanung von Vanillaplan können die beteiligten Unternehmen alle relevanten Informationen zu Projektstatus oder Ressourcen jederzeit einsehen, ihre Arbeiten planen und aufeinander abstimmen. «Mögliche Konflikte und ineffiziente Einsätze von Ressourcen werden so früh erkannt oder sogar im Vornherein vermieden», sagt Remigius Stalder, Co-Founder von Vanillaplan.

Das Konzept der zirkulären Transparenz vereint viele positive Aspekte entlang des Lebenszyklus eines Gebäudes. Grosses Potential bergen ein stets aktualisierter und tagesaktueller digitaler Zwilling, die flexible Anpassung an Wünsche der Kundschaft, vorfabrizierte Elektroinstallationsgewerke, eine auskoordinierte und vorprojektierte Gebäudeautomationsanlage, Visualisierungen als Entscheidungsgrundlagen und eine dynamische Ressourcenplanung, die alle auf den digitalen Zwilling referenzieren (siehe Kasten Seite 30).

Innovative Bauherrschaften sind gefragt

Dass mehrere Lieferanten – im aktuellen Beispiel zwei für Elektrotechnik und Gebäudeautomation – gemeinsam der Bauherrschaft Daten im digitalen Zwilling zur Verfügung stellen und im «Common Data Environment» (CDE) aktuell halten, ist ein Novum. Entsprechend gilt es jetzt, mit dem Konzept in der Praxis Fuss zu fassen und die eine oder andere Herausforderung zu meistern. Dazu gehört die Aktualisierung des Modells oder Life Cycle Data Management (LCDM). «Die Qualität dieses Konzepts hängt davon ab, wie die Menschen damit arbeiten und welchen Stellenwert es für die Bauherrschaft hat», betont dazu Fehlmann. Auch seien mit dem Prozess der zirkulären Transparenz Verschiebungen der Arbeiten innerhalb des Gesamtprozesses zu erwarten: Planungsarbeiten sind zu Beginn wohl aufwendiger, dafür aber aufgrund der Modularisierung und Vorfertigung später einfacher. «Insgesamt sind wir nach den gemachten Erfahrungen überzeugt, dass der Gesamtprozess weniger Kosten verursachen wird», so Fehlmann, «was es nun braucht, sind innovative Bauherrschaften, die etwas Neues wagen möchten».