Die Zukunft des Bauens: Leitfaden für nachhaltige, effiziente und moderne Baumethoden

Inhaltsverzeichnis

Trend 1: Nachhaltiges Bauen

Trend 2: Lean Construction

Trend 3: Software für die Bauindustrie

Trend 4: Künstliche Intelligenz im Bau

Trend 5: Digitale Zwillinge

Trend 6: 3D Scanning

Fazit

Trend 1: Nachhaltiges Bauen

Nachhaltigkeit im Bauwesen bezieht sich auf die Verwendung von Materialien, Techniken und Verfahren, welche die negativen Auswirkungen auf die Umwelt minimieren und gleichzeitig die effiziente Nutzung von Ressourcen maximieren. Das ultimative Ziel der Nachhaltigkeit ist die Bereitstellung sicherer und gesunder Lebens- und Arbeitsräume für Menschen durch den Einsatz erneuerbarer Energiequellen, umweltfreundlicher Baumaterialien und effizienter Baupraktiken.

Trotz des wachsenden Bewusstseins für die Bedeutung der Nachhaltigkeit in der Bauindustrie wird sie nach wie vor relativ wenig umgesetzt. Die Gründe dafür sind unter anderem:

• fehlende staatliche Vorschriften,
• begrenzter Zugang zu nachhaltigen Materialien und Technologien,
• die falsche Annahme, dass nachhaltiges Bauen teurer ist.

Allerdings ist die Nachhaltigkeit im Bau wichtig, da sie erhebliche ökologische, soziale und wirtschaftliche Vorteile mit sich bringt. Nachhaltiges Bauen reduziert Treibhausgasemissionen, schont Ressourcen und verbessert die Luft- und Wasserqualität. Schließlich kann nachhaltiges Bauen zu langfristigen Kosteneinsparungen, zur Steigerung des Immobilienwerts und zu einer widerstandsfähigen Bausubstanz führen.

In einer Umfrage von 2021 bevorzugen rund 85 % der Verbraucher nachhaltige Produkte und Dienstleistungen, und ein Drittel von ihnen ist bereit, dafür mehr zu bezahlen. Dies lässt sich auch auf die Immobilienbranche übertragen: Makler verzeichnen in der Regel einen Verkaufsanstieg, wenn Energieeffizienz in ihren Angeboten erwähnt wird.

Warum ist Nachhaltigkeit im Bauen wichtig?

In Europa ist der Gebäudesektor für etwa 40% des Gesamtenergieverbrauchs und 36% der CO2-Emissionen verantwortlich. Es wird geschätzt, dass die Bauphase eines Gebäudes für etwa 20-30% des gesamten CO2-Fußabdrucks des Gebäudes verantwortlich ist, während die restlichen 70-80 % auf den Energieverbrauch des Gebäudes während seiner Lebensdauer zurückzuführen sind.

Nachhaltiges Bauen umfasst mehr als nur die effiziente Nutzung von Ressourcen bei Bauprojekten. Es erfordert die Berücksichtigung der Umweltauswirkungen von Materialbeschaffung und Bauprozessen. Es bedeutet, dass Projekte nicht nur im Hinblick auf den geschäftlichen Nutzen, sondern auch hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf die Umwelt, die Gemeinschaft und die Welt bewertet werden.

Nachhaltigkeit ist ein kritisches Thema und ein wichtiger Schwerpunkt für die kommenden Jahre. Denn die Bauindustrie ist einer der größten Verursacher von Kohlenstoffemissionen. Durch die Einführung nachhaltiger Praktiken und die Reduzierung von Schadstoffen können Bauunternehmen dazu beitragen, die Auswirkungen des Klimawandels einzudämmen, die menschliche Gesundheit zu schützen und die soziale und wirtschaftliche Gleichheit zu fördern. 

Darüber hinaus können nachhaltige Baumethoden langfristig zu Kosteneinsparungen, höheren Immobilienwerten und niedrigeren Versicherungsprämien führen. Indem wir der Nachhaltigkeit Vorrang einräumen, können wir eine bessere Zukunft für uns und kommende Generationen schaffen.

Was sind die Prinzipien des nachhaltigen Bauens und wie können sie umgesetzt werden?

Baumaterialien 

“Es gibt kein Material, das perfekt ist. Es gibt einige gemeinsame Merkmale von Materialien, die eine niedrige gebundene Energie aufweisen" - Mike Stopka, Leiter des Bereichs Gebäude und gebaute Umwelt, Delta Institute.

Die Auswahl nachhaltiger Materialien für Bauprojekte erfordert einen umfassenden und durchdachten Ansatz, bei dem ökologische, soziale und wirtschaftliche Überlegungen in Einklang gebracht werden.

Beginnen Sie damit, zu recherchieren und zu verstehen, welche nachhaltigen Materialien verfügbar sind und was sie nachhaltig macht. Dazu können Sie sich mit Branchenexperten beraten, an Konferenzen und Veranstaltungen zum Thema Nachhaltigkeit teilnehmen oder online Recherchen durchführen.

Einige Beispiele für nachhaltige Materialien sind:

• Massivholz
• Biegsamer ECC-Beton
• Bambus
• Wiederverwertbare Altstoffe
• Betonfertigteile

Betrachten Sie als Nächstes den Lebenszyklus der von Ihnen verwendeten Materialien, von der Herstellung bis zur Entsorgung - oft als Lebenszyklus "von der Wiege bis zur Bahre" bezeichnet. Dazu gehört die Bewertung der Umweltauswirkungen der Materialien in jeder Phase des Lebenszyklus, z. B. der Energie- und Wasserverbrauch bei der Herstellung, die Transportemissionen und das Potenzial für Recycling oder Wiederverwendung. 

Ein weiterer wichtiger Aspekt sind die Auswirkungen der Materialien auf die Gesundheit und Sicherheit der Menschen, die das Gebäude nutzen werden. Nachhaltige Materialien sollten frei von schädlichen Chemikalien sein und eine geringe CO2-Bilanz aufweisen.

Sobald Sie nachhaltige Materialien identifiziert haben, sollten Sie bei der Auswahl Prioritäten setzen, die sich an den Anforderungen Ihres Projekts orientieren, einschließlich Leistungsanforderungen, Kosten und Verfügbarkeit. Berücksichtigen Sie auch die Möglichkeiten der Zusammenarbeit mit Lieferanten, Herstellern und anderen Beteiligten, um neue und innovative nachhaltige Materialien zu identifizieren und zu beschaffen.

Nachhaltige Baumethoden

Nachhaltiges Bauen umfasst mehr als nur erneuerbare Materialien, sondern auch die Umsetzung nachhaltiger Methoden zur Verringerung von Bauabfällen, die Verbesserung der Teamkoordination zur Vermeidung von Arbeitsfehlern, Verzögerungen und unnötigen Reisen zur Baustelle sowie die Optimierung der Baupläne im Hinblick auf die Verwendung von Off-Site-Fertigung und vorgefertigten Elementen.

• Passivhaus Design - eine Methode, die sich auf die Optimierung der Gebäudehülle zur Minimierung des Energieverbrauchs konzentriert. Dabei werden hoch isolierte Materialien, luftdichte Gebäudehüllen und effiziente Belüftungssysteme verwendet. Das Ergebnis ist, dass das Gebäude nur minimale Energie zum Heizen und Kühlen benötigt, was seine CO2-Bilanz erheblich verbessert
  
  
• Gründächer bedecken die Dachfläche eines Gebäudes mit Vegetation und Erde. Sie bieten zahlreiche Vorteile, darunter die Verringerung des Regenwasserabflusses, die Verbesserung der Luftqualität und die Reduzierung des städtischen Wärmeinseleffekts. Begrünte Dächer sorgen außerdem für eine zusätzliche Isolierung des Gebäudes und senken den Energieverbrauch.
  
  
• Modulares Bauen verwendet vorgefertigte Bauelemente, die außerhalb der Baustelle zusammengebaut und dann zur Endmontage auf die Baustelle transportiert werden. Diese Methode reduziert den Bauabfall und den Energieverbrauch, indem der Materialeinsatz optimiert und die Bauzeit vor Ort verkürzt wird.
  
  
• Biophilies Design bezieht natürliche Elemente wie Sonnenlicht, Vegetation und Wasser in die Gebäudeplanung ein. Es verbessert nachweislich die Gesundheit und das Wohlbefinden der Bewohner, reduziert das Stressniveau und erhöht die Produktivität.
  
  
• Netto-Null Energie Gebäude  die so konzipiert sind, dass sie so viel Energie erzeugen, wie sie im Laufe eines Jahres verbrauchen. Erreicht wird dies durch den Einsatz erneuerbarer Energiequellen, wie z. B. Sonnenkollektoren, und hocheffizienter Systeme, wie z. B. Beleuchtung und HLK.

Die Bauphase ist eine kritische Phase im Bauprozesses, und leider gibt es mehrere nicht nachhaltige Praktiken, die in dieser Phase häufig angewendet werden.

Hier sind einige der nicht nachhaltigen Praktiken:

• Abfall- und Bauschuttentsorgung. In der Bauindustrie fallen erhebliche Mengen an Abfall und Schutt an, von denen ein Großteil auf Mülldeponien landet. Dies belastet nicht nur die Ressourcen, sondern trägt auch zu Umweltverschmutzung und Treibhausgasemissionen bei.
  
  
• Energieverbrauch. Der Einsatz fossiler Brennstoffe zum Antrieb von Baumaschinen und -geräten trägt zu Treibhausgasemissionen und zum Klimawandel bei. Darüber hinaus benötigen Gebäude, die nicht energieeffizient konzipiert sind, mehr Energie für ihren Betrieb, was das Problem weiter verschärft.
  
  
• Wasserverbrauch. Die Bauindustrie verbraucht auch eine beträchtliche Menge an Wasser, das oft durch ineffiziente Praktiken verschwendet wird. Dies kann zu Wasserknappheit und Konflikten führen, insbesondere in Gebieten, die bereits unter Wasserknappheit leiden.

• Transport. Der Transport von Materialien und Geräten zur und von der Baustelle verursacht erhebliche Emissionen und kann zu Verkehrsstaus und Luftverschmutzung beitragen.
  
  
• Baudokumentation. Eine ungenaue Dokumentation der Anatomie des fertigen Gebäudes verursacht langfristige Kosten und Ineffizienzen bei Betrieb und Instandhaltung. Die Verbesserung der digitalen Dokumentation dessen, was in der Realität gebaut wurde, rückt zunehmend in den Fokus der Nachhaltigkeit, damit Eigentümer und Betreiber diese Daten zuverlässig nutzen können, um das Gebäude über Jahrzehnte hinweg effizient zu betreiben und instand zu halten . Erfahren Sie, wie es Betonmast gelingt, nachhaltig zu bauen und Kosten zu reduzieren. >>
  
  

Trend 2: Lean Construction

“Wir müssen als Branche besser daran arbeiten, Projekte termingerecht und im Rahmen des Budgets durchzuführen." - Geno Armstrong, Sector Leader, Engineering and Construction, KPMG International.

Lean Construction ist eine Methode, die sich auf die Maximierung der Arbeitseffizienz und die Reduzierung von Verschwendung im Bauprozess konzentriert. Sie basiert auf den Grundsätzen der schlanken Produktion, die ursprünglich für die Automobilindustrie entwickelt wurde, um die Produktivität der Mitarbeiter zu optimieren, die Wertschöpfung zu maximieren, Verschwendung zu beseitigen und kontinuierliche Verbesserungen zu ermöglichen.

Was sind Lean Baumethoden?

Lean oder schlanke Baumethoden beinhalten die Darstellung des Wertschöpfungsprozesses, die kontinuierliche Messung der abgeschlossenen Arbeiten und Verbesserungen in jeder Phase sowie eine enge Zusammenarbeit aller Beteiligten am Bauprozess. Durch diese Methoden kann die Bauindustrie Kosten und Materialverschwendung reduzieren, die Arbeitsproduktivität erhöhen und die Bauqualität verbessern.

Um eine solche schlanke Bauweise zu erreichen, müssen moderne Software Tools für die Verwaltung und Steuerung von Bauprojekten eingesetzt werden. Erfahren Sie, wie Byggstyrning modulare Bauprojekte mit Qualitätssicherungssoftware unter dem Zeitplan abschließt

Was sind die Vorteile von Lean Construction?

Dodge Data & Analytics fand eine statistisch signifikante Korrelation zwischen Projekten mit hoher Lean-Intensität und der Wahrscheinlichkeit, dass sie vor dem Zeitplan oder unter dem Budget abgeschlossen werden. Die Untersuchung konzentrierte sich zwar auf den Business Case des Projekts, doch die Vorteile erstrecken sich auch auf Einzelpersonen und Unternehmen, sowohl auf die Eigentümer als auch auf die Dienstleister, die das Projekt durchführen:

• Geringere Kosten und verbesserte Rentabilität

• Erhöhtes Engagement der Mitarbeiter

• Weniger Stress und Konflikte
  
  

Trend 3: Software für die Bauindustrie

Nachfrage nach neuer Bausoftware

In den letzten Jahren hat sich die Bausoftware erheblich weiterentwickelt und die Arbeitsweise der Branche revolutioniert. Vom Projektmanagement über die Qualitätskontrolle bis hin zu Sicherheitsinspektionen - Bausoftware macht den Bauprozess schneller, effizienter und kostengünstiger.

“Projekte kosten zu viel, sie dauern zu lange, und ich denke, es ist an der Zeit zu sehen, wie wir das verbessern können." - Camelia M. Buck, Global Director, Risikomanagement, Hatch.

Analysten zufolge wird erwartet, dass der Markt für Bausoftware weltweit schnell wachsen wird, da der Trend zum Einsatz datengesteuerter, integrierter Prozesse zur effizienten Verwaltung von Bauprojekten geht. Die Branche benötigt Softwarelösungen mit Tracking Funktionen, Reporting Tools, Datenaustausch, Echtzeit Updates, Finanzplanung, Buchhaltungssysteme und Projektdokumentation.

“Jemand wird kommen. Einige dieser Disruptoren, die keine Angst haben, haben sehr tiefe Taschen. Das ist ein Risiko, aber es ist auch eine Chance." - Jon Field, CEO, Engineering & Construction Risk Institute (ECRI).

Neue cloudbasierte Bausoftware

Cloudbasierte Lösungen ermöglichen den einfachen Zugriff auf Projektdaten von jedem Ort aus, wodurch die Notwendigkeit physischer Dokumente oder persönlicher Besuche verringert und die Zusammenarbeit zwischen den Teammitgliedern verbessert wird. Darüber hinaus wird der Einsatz mobiler Anwendungen in der Branche immer beliebter, so dass Bauarbeiter auch unterwegs direkten Zugriff auf Projektdaten und -informationen haben. Cloud Technologien verbessern rasant die beiden wichtigsten Informationsflüsse in jedem Bauprojekt: vom Büro zur Baustelle und von der Baustelle zum Büro.

Einige Beispiele für neue technologische Bausoftware sind:

• Imerso
• Solibri
• Allplan
• Dalux
• BIMsync

Trend 4: Künstliche Intelligenz (KI) im Bau

Künstliche Intelligenz (KI) gewinnt in der Baubranche zunehmend an Bedeutung. KI kann bei allem helfen, von der Projekt- und Arbeitsplanung bis hin zur schnelleren und fundierteren Entscheidungsfindung.

Die Integration von KI im Bauwesen optimiert die Arbeitsweise der Branche, insbesondere im Hinblick auf die Baustellenüberwachung, die automatische Qualitätskontrolle und Zustandsprüfung. KI-Algorithmen sind in der Lage, große Mengen an Baudaten zu analysieren, die von menschlichen Inspektoren nicht manuell bewältigt werden können. Auf diese Weise kann KI helfen, Trends aufzudecken und mögliche Probleme vorherzusagen, noch bevor diese auftreten.

Für Inspektionen auf der Baustelle kommen immer häufiger 3D Scanner zum Einsatz. 3D Scanning reduziert die Notwendigkeit von manuellen Inspektionen und erhöht die Genauigkeit der erfassten Daten. Mithilfe von KI kann ein virtuelles Abbild der Baustelle analysiert werden (der digitale Zwilling), um potenzielle Qualitätsprobleme frühzeitig zu erkennen.

Imerso Analyse in der Praxis

“Wir müssen den Einsatz von Technologie und die Einführung von KI und maschinellem Lernen beschleunigen. Wir handeln nicht schnell genug". - Geno Armstrong, Sector Leader, Engineering and Construction, KPMG International.

Darüber hinaus kann KI bei der Erkennung potenzieller Sicherheitsrisiken auf Baustellen helfen, das Unfallrisiko minimieren und den Schutz der Arbeiter und der Öffentlichkeit gewährleisten. Durch den Einsatz von KI für die Qualitätskontrolle im Bau und für die Soll/Ist Analyse können Unternehmen Zeit sparen, Kosten senken und die Gesamtqualität ihrer Projekte verbessern.

Trend 5: Digitale Zwillinge im Bau

Ein digitaler Zwilling ist eine digitale Darstellung eines physischen Objekts und in der Baubranche bezieht es sich auf ein virtuelles Modell eines Gebäudes. Digitale Zwillinge im Bauwesen können eine Fülle von Informationen über ein Gebäude, einschließlich seines Designs, Materialien und Komponenten, liefern. Wie im obigen Kapitel beschrieben, können sie auch zur Überwachung der Bauausführung und zur Erkennung potenzieller Mängel eingesetzt werden, bevor diese auftreten.

In Zukunft werden digitale Zwillinge im Bau noch mehr an Bedeutung gewinnen. Sie werden eingesetzt, um reale Szenarien zu simulieren und bei der Entscheidungsfindung während des Bauprozesses zu helfen. Sie können beispielsweise dazu verwendet werden, verschiedene Entwurfsoptionen zu testen und zu sehen, wie sie sich unter verschiedenen Bedingungen, wie Wind und Erdbeben, verhalten würden. Sie können auch zur Überwachung des Energieverbrauchs des Gebäudes und zur Ermittlung von Möglichkeiten zur Verbesserung der Effizienz eingesetzt werden.

Trend 6: 3D Scanning, oder 3D Vermessung

3D Scanning ist ein leistungsfähiges Werkzeug zur Erstellung eines digitalen Zwillings eines Bauprojekts, das während der gesamten Bauphase eine millimetergenaue virtuelle Darstellung des Gebäudes liefert. Durch den Einsatz von 3D Scannern können Bauunternehmen die physischen Details eines Gebäudes, einschließlich seiner Geometrie, Struktur und Komponenten, während des Baufortschritts genau erfassen und verfolgen.

Der digitale Zwilling kann somit dazu verwendet werden, den Fortschritt des Bauprojekts zu verfolgen und ermöglicht Echtzeit Updates über den Stand der Arbeiten. Dies trägt dazu bei, das Risiko von Verzögerungen und Kostenüberschreitungen zu verringern und die Zusammenarbeit zwischen den Teammitgliedern zu verbessern.

Mit der zunehmenden Verbreitung dieser Technologie führt der Einsatz von 3D Scanning und digitalen Zwillingen im Bauwesen zu einem nachhaltigeren, effizienteren und kostengünstigeren Bauprozess, bei dem Genauigkeit, Sicherheit und Qualität im Vordergrund stehen.

Fazit

Die Bauindustrie hinkt in puncto Effizienz und Produktivität noch immer weit hinter anderen Branchen her. Die Branche führt jedoch rasch Lean Construction und digitale Informationsflüsse durch den Einsatz von Bausoftware ein. Die Integration fortschrittlicher Technologien wie KI, 3D Scanning und digitale Zwillinge wird eine immer wichtigere Rolle bei der Förderung von Effizienz und Nachhaltigkeit in der Bauindustrie spielen.

Über Imerso

Imerso ist eine Softwareplattform, die BIM, 3D Scanning und KI Technologien kombiniert, um die Überwachung von Baustellen und Qualitätskontrollen mit einem einfachen Arbeitsablauf zu automatisieren. Wir helfen Bauunternehmen, Projektrisiken und Verzögerungskosten durch Echtzeitüberwachung des Baustellenstatus und der Arbeitsqualität zu reduzieren.
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