BIM und KI, Modulbau und Robotik verändern die Bauwelt

Mit dem Fachkongress TGA.Digital vom BIM Center Aachen, der seit der Eröffnung der Viega World am Viega Standort in Attendorn im Jahr 2023 regelmäßig stattfindet, will das Unternehmen nach eigenen Worten „eine Plattform für einen branchenübergreifenden Dialog bieten, um zentrale Fragen rund um nachhaltiges und digitales Bauen zu erörtern.“ Dies gelang einmal mehr in diesem November: An zwei Tagen wurden in vier Themenschwerpunkten Erkenntnisse aus Praxis und Wissenschaft zur Einbindung der TGA in BIM-Projekte sowie das Planen, Bauen und Betreiben von Gebäuden mit BIM diskutiert. Im Fokus standen insbesondere auch Fragen und Erkenntnisse zur Erforschung und praktischen Anwendung von KI und Robotik bei der TGA-Planung sowie der Herstellung und Montage von vorgefertigten TGA- und Sanitärmodulen. Vorträge, interaktive Workshops und Führungen befassten sich mit den Hindernissen und deren Folgen für die Einführung von BIM in Unternehmen und bei öffentlichen Auftraggebern. Es ging um zentrale Fragen der Datenbereitstellung und des Datenhandlings als zwingende Voraussetzung für digitales Planen, Bauen und Betreiben von Gebäuden. Daneben wurden Vorteile kollaborativer Zusammenarbeit herausgestellt, wie sie etwa in IPA-Projekten gepflegt wird.

Mit mehr als 120 Teilnehmenden zeigte der Kongress das stetig wachsende Interesse der planenden Community.

Wandel für Unternehmen und Prozesse

Eine Keynote von Anette Höchst, Geschäftsführerin der ALHO Holding GmbH, widmete sich dem Modulbau, der als industrielle Bauweise eine neue Qualität sowie höheres Tempo und mehr Nachhaltigkeit auf die Baustelle bringen kann. Die ALHO begann bereits vor mehreren Jahren ihren Transformationsprozess hin zum digitalen Planen und Bauen mit BIM sowie Modellen kooperativen Projektmanagements. Bei der Modernisierung sämtlicher Softwaresysteme auch langjährig Mitarbeitende mitzunehmen, erfordere ein gutes Change Management im Unternehmen. Dabei sei die Ebene der Sachbearbeitenden oftmals viel einfacher zu begeistern als etwa die Leitungsebene, bemerkte Höchst. Doch nicht zuletzt der Fachkräftemangel erfordere eine fortschreitende Automatisierung in einer Branche, in der heute zum Teil noch wie in der Nachkriegszeit gearbeitet wird.

In ihrer Keynote „Bauen in die Zukunft gedacht: Modulbau × Digitale Transformation“ berichtet Anette Höchst, Geschäftsführerin der ALHO Holding GmbH, u. a. von einem Krankenhausbauprojekt, dessen Hauptteil per Modulbau in wenigen Tagen umgesetzt werden konnte. Bild: Viega

Bei ALHO werden heute Holzhybridmodule (einschließlich Photovoltaik und Gründach) zwar nach BIM-Modell, das aus der Architektur- und Fachplanung an die Herstellung übergeben wird, aber noch mit viel menschlicher Arbeit vorgefertigt. Der Einsatz von Robotik ist jedoch in Vorbereitung. ALHO hat zudem bereits Erfahrung mit der Integrierten Projektabwicklung: Das Unternehmen war am Neubau des Informationstechnikzentrums Bund (ITZBund) in Ilmenau beteiligt, das im Auftrag der Bundesanstalt für Immobilienaufgaben (BIMA) im Modulbau und als IPA-Projekt durchgeführt wurde.¹ 

^Fußnote:
https://bundesbau.de/projekte/neubau-eines-modulbuerogebaeudes-in-ilmenau

Aufgrund der umfangreichen Abstimmungen im Vorfeld und der erforderlichen Dokumentation sei dies zwar ein sehr anstrengendes Verfahren, sagt Anette Höchst. Finanziell sei der mit DGNB Platin zertifizierte Neubau (der Gebäuderessourcenpass kann aus dem BIM Modell abgegriffen werden) aber sehr erfolgreich umgesetzt worden. Annette Höchst jedenfalls arbeitet am liebsten mit IPA, denn bei dieser Methode ist das baudurchführende Unternehmen von Anfang an dabei. „Typischerweise werden wir aber eher zu spät in die Planung eingebunden“, so Höchst.

Neue Bauprozesse, kraftvolle Unterstützer

Mindestens genauso wichtig wie der Einzug von BIM und KI sind für die digitale Zukunft des Bauens strukturelle Weiterentwicklungen insbesondere in der Zusammenarbeit, sagt auch Heike Kling, Head of Engineering Region Nord bei der Hilti Deutschland AG: „Die Bauprozesse müssen generell neu gedacht, digitale Lösungen auf kollaborative Weise mit innovativen und kooperativen Werkzeugen verknüpft werden.“

„Es gibt schon eine Reihe hervorragender Werkzeuge, um die Digitalisierung des Bauens vor Ort umzusetzen. Unsere Aufgabe ist es jetzt, wie wir diese Werkzeuge – beispielsweise IoT-Lösungen (Internet der Dinge: Sensoren, Netzwerke, Daten, Cloud, Automatisierung) – oder die Möglichkeiten, die uns die BIM-Daten eröffnen, zusammenbringen und so den Digitalisierungsgrad von operativen Prozessen vorantreiben.“ (Dipl.-Wirtschaftsingenieurin Heike Kling, Hilti Deutschland AG) - Bild: Viega

Die Firma Hilti zeigte neben der Anwendung von BIM in der Befestigungstechnik für die TGA auch Bohr-Roboter, die Öffnungen und Durchbrüche mit um ein Vielfaches höherer Geschwindigkeit, Genauigkeit und Sauberkeit setzen, als dies menschliche Fachkräfte könnten. Ihre Montagehilfen in Form von Exoskeletten für Monteure (oder vielleicht eher Monteurinnen) erleichtern das Arbeiten mit schwerem Gerät und über Kopf, wie es etwa bei der Deckenmontage von TGA-Tragkonstruktionen keine Seltenheit ist, extrem. Trotzdem scheuen nicht wenige der langjährig beschäftigten Männer auf der Baustelle oft vor der Nutzung und dem Nutzen solcher Unterstützung für die eigene Gesundheit zurück und schauten mit Verachtung auf die junge Generation, die ihnen zufolge „nicht mehr weiß, was richtige Arbeit ist“, berichtet Heike Kling.

TGA-Schächte aus Roboterhand

Viega arbeitet eng mit dem BIM Center Aachen, An-Institut der RWTH, zusammen. Nicht nur rekrutiert sich ein großer Teil der Vortragenden aus den Reihen der RWTH und des BIM Centers Aachen. Resultat sind auch Master- und Doktorarbeiten, die sich um TGA-Themen drehen, die auch bei Viega im Mittelpunkt stehen. In diesem Jahr kamen dabei auch Studierende zu Wort: Sie zeigten in ihrer Präsentation und im Rahmenprogramm des Fachkongresses, wie zwei Roboterarme eigenständig einen kompletten TGA-Schacht installieren und demonstrierten damit, wie robotergestützte Prozesse künftig in der industriellen Vorfertigung, ob im Werk oder direkt auf der Baustelle, eingesetzt werden könnten.

Studierende aus dem BIM-Talentprogramm der RWTH Aachen University präsentieren im „FutureLAB“ des Fachkongresses, wie Roboterarme einen kompletten TGA-Schacht installieren. Bild: Viega

Kommunikation hilft

In einer Workshop-Runde kamen schließlich auch die Ingenieurinnen und Ingenieure aus dem Auditorium zu Wort. In vier separaten Räumen diskutierte man in Gruppen Fragen der Vorfertigung in der TGA sowie Standardisierungsoptionen für den Alt- und Neubau, betrachtete Probleme und Lösungen bei der Abwicklung von Projekten und der Softwarenutzung, sowie der Informationslieferung und Kommunikation mit BIM.

Im Workshop mit Jakob Beetz (RWTH Aachen University – Lehrstuhl für computergestütztes Entwerfen, CAAD, wurde u. a. über Schwierigkeiten in der Kommunikation zwischen Architekten und TGA-Fachplanung gesprochen. Bild: Viega

Dabei wurde deutlich, dass Schwierigkeiten bei Bauprozessen nicht nur durch mangelnde Integration von BIM oder fehlende Schnittstellen entstehen. So wurde etwa weithin beklagt, dass sie nach wie vor oft auf mangelndes Bewusstsein bei Architekten für die Bedeutung und die Anforderungen der technischen Gebäudeausrüstung in Gebäuden oder auch auf außerordentlich komplizierte bürokratische Abläufe zurückzuführen sind. Beides hat mit der Digitalisierung zunächst nichts zu tun, die Digitalisierung hat aber das Potenzial, zur Lösung solcher Probleme beizutragen.

Man darf gespannt sein auf künftige Entwicklungen der Digitalisierung im Bauwesen. Der TGA.Digital Kongress wird die Kommunikation in den kommenden Jahren fortführen.