TGA als Strukturgeber des Bauens

Die „Viega World“ ist das neue, rund 12.000 m² große Schulungscenter des Unternehmens am Hauptstandort in Attendorn. Da das bisherige Seminargebäude an seine Kapazitätsgrenzen stieß, entschloss sich der Hersteller vor einigen Jahren neben der Produktionsstätte im Stadtteil Ennest neu zu bauen. Der Wunsch der Auftraggeber war dabei, ein modernes, nachhaltiges Weiterbildungszentrum zu realisieren, in dem Wissen anschaulich und interaktiv vermittelt wird. Deswegen ist bspw. die Technische Gebäudeausrüstung an vielen Stellen sichtbar verbaut. Überhaupt hat die TGA in diesem Gebäude eine besondere Bedeutung, denn nach dem Motto „form follows function“ wurde die Technische Gebäudeausstattung zum Strukturgeber des Bauens. Über die dezidierte Bedarfsplanung bekamen die (Rohr-)Leitungssysteme für Wärme, Kälte, Trinkwasser und Energie ein solches Gewicht, dass die dahinterstehenden Trassenkonzepte zum Teil noch vor Architektur und Tragwerk im Planungsprozess berücksichtigt wurden.

Der Neubau wurde mittels der integralen Arbeitsmethodik BIM vorab ganzheitlich mithilfe eines 3D-Modells, einem digitalen Zwilling, konstruiert. Dabei wurden kontinuierlich Informationen aus Fachmodellen aller am Bau beteiligten Gewerke, wie Pläne der TGA, der Stahl- und Betonarbeiten oder Elektroinstallationspläne, angereichert und übereinandergelegt. Daran wurde der gesamte Lebenszyklus des Schulungscenters vorausgeplant – vom Bau über den Betriebsprozess bis hin zur Entsorgung.

Ausgangspunkt für den digitalen Bauprozess war die Bedarfsplanung. Das bedeutet, dass der Auftraggeber – in diesem Falle Viega als Betreiber – u. a. die vorgesehene Nutzung des Seminarcenters und die dahinterstehenden Prozesse in einer ungewohnten Detailtiefe beschreiben musste. „Die erste entscheidende Frage an alle Bauherren wird in Zukunft lauten, welche Anforderungen sie an das Gebäude stellen, z. B. Energieeffizienz, und wie sie es nutzen werden“, erläuterte Ulrich Zeppenfeldt, im Unternehmen Vice President Global Service & Consulting, im Rahmen einer Podiumsdiskussion anlässlich der Eröffnung des Schulungscenters Ende Januar.

Projekt ermöglicht wichtige Erkenntnisse

Aus der Bedarfsplanung ergibt sich bei dieser Vorgehensweise ein dezidiertes Lastenheft für den Fachplaner, der zudem mit den vom Projektsteuerer entwickelten, strukturgebenden Elementen, z. B. mit einer raumbezogenen Betrachtungsweise konfrontiert ist. Und der Generalübernehmer muss die detailgetreue (Vor-)Planung mit entsprechender Datentiefe wiederum in enger Kollaboration mit den weiteren Prozessbeteiligten nicht nur wie üblicherweise gewohnt in Baugruppe, Schalung, Beton und Hochbau umsetzen, sondern im Prinzip jeden Schritt auch noch digital nachführen. Nur dann kann das zugrunde liegende digitale Modell die ihm zugedachten Funktionen in der späteren Betriebs- und idealerweise sogar Rückbauphase nach Ende der Nutzungszeit erfüllen.

Im ganzen Bauprozess arbeitete das Unternehmen eng mit dem Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen an der Universität RWTH Aachen unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Christoph van Treeck zusammen. Gemeinsam konnten die Beteiligten fundamentale Erkenntnisse sammeln, die sich bereits in der Normen- und Richtlinienarbeit rund um BIM wiederfinden und damit in die Erarbeitung neuer Standards für das Bauen nach BIM einfließen. „Ganz praktische Fragen wie der Datentransport aus dem Lastenheft bzw. dem digitalen Raumbuch heraus in die nachfolgenden Gewerke unter Berücksichtigung von Medienbrüchen gehören ebenso dazu wie juristische Fragen zur Ausgestaltung der Verträge, wenn es um die eindeutige Zuordnung von Verantwortlichkeiten und Zuständigkeiten geht“, erklärte Prof. van Treeck während der Diskussion. Zudem konnten die Erkenntnisse konkret für ein zweites Projekt genutzt werden, aufgrund der vorliegenden Daten konnte das österreichische Schulungscenter des Systemanbieters mit 80 % Zeitersparnis gebaut werden.

Die neue Herangehensweise mit der Gebäudetechnik als wichtigstem Strukturgeber der Planung müsse zwingend weiter forciert werden, weil die energetische Effizienz eines Objektes zentraler Maßstab des Bauens werde, betonte van Treeck: „Im Sinne einer ressourcenschonenden Projektqualität wie einer effizienten Projektabwicklung gilt es, die Kollaboration zwischen den einzelnen Gewerken zu definieren und zu verbessern. Zudem müssen wir über einen vorgeschalteten digitalen Prozess zu einer Zusammenarbeit der Baubeteiligten kommen, der sich über alle Leistungsphasen der HOAI erstreckt, aber ganz vorne beginnt.“

Klares Projektmanagement notwendig

Die Arbeitsmethodik BIM gehört als fester Bestandteil zur Zukunft des Bauens, darin waren sich die Experten der Diskussion einig. Dafür sei ein auch ein klares Projektmanagement nötig, wie Professor Dr.-Ing. Norbert Preuß, Geschäftsführender Gesellschafter Preuss Project Partner, beleuchtete: „Bei der Realisierung eines solchen Großprojektes ist man eigentlich immer mit unterschiedlichen Krisenszenarien konfrontiert, die sich über den Baufortschritt und die Schnittstellen der Gewerke nahezu zwangsläufig ergeben. Durch die in dieser Konsequenz vergleichsweise junge Herangehensweise über eine Integrale Planung mit der Arbeitsmethodik BIM waren und sind also mehr denn je agile Managementmethoden gefragt, um diese Szenarien aufzulösen. Das kann beispielsweise geschehen, indem man die Digitalisierung der Prozesse mit BIM als Teilmenge des Gesamtprojektes aufnimmt und dann interaktiv in den Projektablauf einbindet. Dadurch entstehen ganz neue Kollaborations- oder Beschaffungsmodelle für Ausführungsleistungen, die es in dieser Form bislang noch nicht gab. Und die es auch bei keinem Folgeprojekt geben wird, weil wir immer weniger nach Standards arbeiten werden. Das nachhaltige Bauen von morgen erfordert daher intelligente Konzepte – und ein ganz neues Denken!“

Die thematisch breite Podiumsdiskussion machte überdeutlich: Die Baubranche steht vor umwälzenden Veränderungen, die es in dieser Intensität seit Jahrzehnten nicht gegeben hat. Viele etablierte Prozesse kämen eher heute als morgen auf den Prüfstand, weil sie nicht mehr den Anforderungen gerecht werden, die künftig an ein wirtschaftlich tragfähiges, nachhaltiges Bauen gestellt werden. Alle Baubeteiligten seien daher gefordert, sich möglichst frühzeitig auf diese äußerst dynamische Entwicklung einzustellen, so die Experten. Das betreffe zum einen die Art der Zusammenarbeit, weg von den Einzelgewerken hin zur Kollaboration. Zum anderen werde sich die gesamte Prozesssteuerung ändern, die zumindest bei Großprojekten konsequent vom ersten Planungsgedanken an digitalisiert und entlang eines digitalen Zwillings baubegleitend fortgeschrieben werde.

Diese Veränderungen, machte die Expertenrunde und der anschließende Meinungsaustausch deutlich, sind zwar in Einzelfällen mit großen Herausforderungen und Anpassungsmaßnahmen verbunden. Gleichzeitig biete sie für die Baubranche in der Langfristperspektive zahlreiche Chancen, das Bauwesen auf eine neue, nachhaltigere Qualitätsstufe zu heben. Das betreffe sowohl den Einsatz begrenzter Rohstoffe für den Bau oder die Sanierung von Objekten als auch bspw. den Energiebedarf von Gebäuden in der Betriebsphase. Hinzu komme eine soziokulturelle Komponente, die letztlich zu einem deutlichen Zugewinn an Lebensqualität für die Nutzer dieser Objekte führe.

Forscher begleiten Energiekonzept wissenschaftlich

Der Erfolg der Integralen Planung im konkreten Projekt „Viega World“ zeigt sich u. a. im Platin-Zertifikat, das die Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) dem Schulungscenter schon in der Planungsphase für seine technische und ökologische Qualität verliehen hat. Dank des Energiekonzepts, das im Rahmen des Forschungsprojektes „Energie.Digital“ vom Fraunhofer Institut ISE begleitet wird, erzeugt das Gebäude in der Netto-Primärenergiebilanz mehr Energie, als es im Betrieb benötigt. Erreicht wurde die Klimaneutralität u. a. durch eine mehrere tausend Quadratmeter große Photovoltaik-Anlage auf dem Dach bzw. an der Fassade und auf einer benachbarten Freifläche, ein Nahwärmekonzept mit einer Produktionshalle, zwei Wärmepumpen sowie eine vernetzte, verbrauchsoptimierende Steuerung. „Über die Integrale Planung nach BIM wurden hierfür beispielsweise schon im Vorfeld die unterschiedlichen Wechselbeziehungen zwischen der Fassadengestaltung, also dem daraus zu erzielenden Wärmeeintrag, und thermischer Behaglichkeit im Raum, unter anderem der Kühlungsbedarf, berücksichtigt und effizienzoptimierend in die Detailplanung übernommen“, erläuterte Zeppenfeldt.