Wie erkenne ich, was was ist?

BIM

Was bedeutet Nachhaltigkeit im Gebäudesektor? Achtete man noch vor einigen Jahren darauf, gebaute „Energieschleudern“ in den Griff zu bekommen, so hat sich die aktuelle Forschung auf die Ressourceneffizienz im Lebenszyklus der Gebäude fokussiert. Professorin Iva Kovacic von der TU Wien beschreibt im folgenden Interview, welche nachhaltigen Wege sich durch die neuen digitalen Technologien wie Building Information Modelling (BIM) eröffnen.

Was hat sich in den letzten zehn Jahren im Bereich Nachhaltigkeit bei Gebäuden getan?

Iva Kovacic: Früher war die Energieeffizienz-Steigerung ein wichtiges Thema; das ist heute bereits State of the Art. Niedrigstenergie ist überall angekommen – zumindest als Planungsziel. Heute ist die Lebenszyklus-Optimierung bei Gebäuden ein vorrangiges Thema: Was vor zehn Jahren noch unvorstellbar war, beschäftigt schon viele Investoren. Aber es ist ein extrem komplexer Bereich verbunden mit vielen Unsicherheiten.

Was ist denn daran so komplex?

Iva Kovacic: Wir haben dabei ökonomische, ökologische und soziokulturelle Perspektiven zu betrachten. Außerdem sprechen wir von einem Zeitraum von 50 Jahren – mindestens. Das ist die heutige geschätzte Lebensdauer von Immobilien. Und 50 Jahre ist ein enorm langer Zeitraum.

Bei der Lebenszykluskosten-Optimierung gibt es verschiedene Methoden: Die wichtigste ist die Barwert-Methode; sie ermittelt mir den Wert meiner Investition in der Zukunft. Dabei steht und fällt alles mit dem Zinssatz. Und wie kann ich heute garantieren, dass der Zinssatz in 30 Jahren genau dem des prognostizierten Wertes entspricht? Das sind derart komplexe Zusammenhänge, die mit sozio-politischen Situationen zusammenhängen. Darauf haben Planer keinen Einfluss.

MP-2Zweitens die Problematik der Überinvestition – Unterinvestition: Die Technologie entwickelt sich heute so schnell: Wenn ich z. B. heute eine energieeffiziente Anlage kaufe, dann kann es sein, dass es in fünf Jahren eine energieeffizientere Anlage am Markt gibt. Das heißt, ich habe eigentlich eine Überinvestition getätigt, da die alte Anlage nicht mehr dem State-of-Art entspricht, aber noch lange nicht das Ende der Lebensdauer erreicht hat.

Und drittens gibt es noch die ökologische Überlegung. Da sind wir im Bereich Recycling, der extrem an Technologie gebunden ist. Was ich heute nicht wirtschaftlich recyceln kann, kann ich vielleicht in fünf Jahren wirtschaftlich recyceln. Eine Voraussage darüber zu treffen, ist sehr schwierig und auch für Planer schwer einzuschätzen.

Wer braucht eine Lebenszyklus-Optimierung? Sind das ausschließlich Investoren?

Iva Kovacic: Bei einer Lebenszyklus-Optimierung wird versucht, die drei Parameter – Ökologie, Ökonomie und Soziokultur – in eine Balance zu bringen, um ein Optimum zu erzielen. Das heißt, alle Entscheidungsträger müssten in diese Prozesse eingebunden sein: Architekten, Ingenieure, Investoren, Nutzer, Public Policy, Behörden usw.. Mit Instrumenten wie Materieller Gebäudepass oder Energieausweis versucht man auf eine vereinfachte Weise, das Bewusstsein zu stärken.

Was kann der Materielle Gebäudepass genau?

Iva Kovacic: Wir verwenden neue digitale Planungswerkzeuge wie Building Information Modelling (BIM), um die materielle Zusammensetzung von Gebäuden genau dokumentieren zu können. Dabei verfolgen wir auch, wie sich diese materiellen Entscheidungen im Planungsprozess, später in der Ausführung und schließlich im Gebäudebetrieb verändern, sodass ich am Ende vom Lebenszyklus einen Materiellen Gebäudepass habe, der mir genau die Menge des Materials, die Art der Materialien, aber auch die Verortung der Materialien zeigt.

BIM Material

Wofür braucht man diese Daten?

Iva Kovacic: Dadurch, dass es in industriellen Ländern bereits mehr „verbaute Ressourcen“ gibt als in natürlichen Vorkommen, geht man davon aus, dass die Gebäude der Zukunft nicht nur einen immobilienwirtschaftlichen Wert haben werden, sondern auch einen materiellen Wert: Wie viel Kupfer und Stahl sind z. B. darin verbaut? Und diese Kenntnis wird einen wesentlichen Einfluss auf die Immobilienwirtschaft haben. Wenn man das auf eine Stadt umlegen könnte, dann spricht man von Urban Mining-Strategien. Die digitalen Werkzeuge sowie GIS können die BIM-Modelle und BIM-basierten Materiellen Gebäudepässe integrieren und somit einen digitalen Ressourcenkataster bilden, welcher erlaubt, die zukünftigen Materialflüsse zu prognostizieren.

Materieller GebäudepassDie Erstellung solch eines Passes hört sich einfach an. Wo genau liegen die Herausforderungen?

Iva Kovacic: Da muss ich kurz vorweg erklären, wie unser Modell funktioniert: Ich habe also ein BIM-Modell, das mehrschichtig modelliert ist. Dann habe ich eine Datenbank, die gleichzeitig Berechnungstool ist, in die Ökobilanzdaten importiert werden. Bei dieser Datenbank arbeiten wir mit dem IBO (Österreichisches Institut für Bauen und Ökologie https://www.ibo.at/) zusammen. Vom IBO bekommen wir alle Ökoindikatoren. Wir exportieren alle Schichten des BIM-Modells in diese Datenbank wie auch die Ökoindikatoren vom IBO, wo es durch unser Programm zu einem automatischen Abgleich kommt.

Das wirklich Mühsame ist die Instandhaltung der Datenbank wie auch der automatische Abgleich der Materialien. Sobald sich die Ökoindikatoren ändern, müsste das Ganze erneuert werden. Unsere Bauprojekte sind unglaublich komplex. Wir haben es dabei mit Materialien aus der ganzen Welt zu tun. Und jetzt kommt z. B. ein amerikanischer Investor, der möchte einen Teppich aus den USA, aber diesen Teppich werden Sie in der IBO-Datenbank nicht finden. Das heißt, ich muss an meine bestehende Datenbank eine andere Datenbank koppeln, in der dieser Teppich gelistet ist. Und dort wird aber der Teppich vermutlich nicht „Teppich“ heißen, sondern „carpet“. Und genau da haben wir das Matching-Problem der Nomenklatur: Wie erkenne ich, was was ist? Und jetzt kommen wir zur Schlüsselfrage von BIM: Wie kommen wir zu einheitlichen Benennungen und Strukturierungen?

Jeder Produzent will sein eigenes Element haben. Und jedes eigene Element hat einen eigenen Namen. Und wenn es zur Ausführung kommt, müssen die Elemente mit tatsächlichen Materialien gematcht werden. Und dann stößt das Ganze an seine Grenzen. Zusammenfassend kann man sagen: Wir haben noch keine Standardisierungen für die Materialien. Und das Zweite ist die Datenbankproblematik. Dabei herrscht noch Chaos.

Was müsste getan werden, um dieses Chaos zu lösen?

Iva Kovacic: Stakeholder der Baustoffindustrie und Bauteilindustrie müssten sich zusammensetzen und eine weltweite Strukturierung überlegen. Einige wollen das aber gar nicht. Das hat mit dem Alleinstellungsmerkmal am Markt zu tun. Auf globalem Niveau ist noch sehr viel notwendig, um eine Standardisierung zu finden. Im Mikrolevel funktioniert es gut: Wenn sauber modelliert wird, wenn eine geeignete Datenbank ausgesucht wurde, dann kann ordentlich gematcht werden und in zwei bis drei Stunden ist ein Materieller Gebäudepass fertig. Das Problem ist, wenn ich nicht nur Einfamilienhäuser im IBO-Standard baue, sondern eine Immobilie für einen globalen Player und es mit Materialien aus der ganzen Welt zu tun habe: Wie kann ich das in eine einheitliche Struktur bringen?

Das Ganze ist Zukunftsmusik oder?

Iva Kovacic: Nein, es ist ein Hot-Topic. Die Environmental Product Declaration müssen jetzt alle Materialhersteller haben. Sie sind zum Teil aber sehr schlampig gemacht. Es gibt viele Gremien, die sich damit beschäftigen. Beim letzten IBO-Kongress gab es z. B. mehrere Sessions nur zu Environmental Product Declaration.

Diese Prozesse sind langwierig. Was hat das alles noch mit nachhaltig zu tun?

Iva KovacicIva Kovacic: Das Wissen zu haben, was in den Gebäuden verbaut ist, ist ein nachhaltiger Ansatz. Das ist ein enormer Gewinn. Durch BIM weiß ich genau, wo es ist und in welcher Form es vorkommt: Ist es verklebt, verschraubt? Und man kann die Lage konkret benennen.

Was sind die Zukunftsthemen der Nachhaltigkeit?

Iva Kovacic: Die Digitalisierung der Produktion und des Gebäude-Betriebs. Bei der Erfassung des Bestands tut sich im Moment auch enorm viel. Wir haben 98 Prozent Bestand und nur 2 Prozent Neubau. Das heißt, wir müssen Bestand erfassen. Wir probieren gerade die materielle Gebäudeerfassung mittels Geo-Radar. Von der Erfassung zum BIM-Modell zum GIS – das kommt vor allem der Stadtverwaltung zu Gute, die dann einen digitalen Kataster zur Verfügung hat.

Energie-Monitoring – ebenfalls ein wichtiges Zukunftsthema. Smart Contracts und Blockchain sind in aller Munde, betreffen aber mehr die Energiebereitstellung. Das sind neue Möglichkeiten, um Ausschreibung und das Management zu ändern.

Ist die Wiederverwertung einzelner Bauteile auch ein Zukunftsthema?

Iva Kovacic: Ja natürlich: In Holland gibt es dieses Modell, dass man abreißt und einzelne Teile woanders wieder verwendet. Allerdings: In Holland wird viel abgerissen, die Gebäude leben kürzer als bei uns. Vieles passiert dort in Modulbauweise, wo die Teile 1:1 an anderer Stelle eingesetzt werden können. Da sehe ich bei uns weniger Chancen. Bei uns kann kaum eine Wand 1:1 woanders eingesetzt werden. Da ist viel Nachbearbeitung notwendig, sodass wieder mehr Abfall produziert als letztendlich eingespart wird.

Wo sehen Sie persönlich Potential?

Iva Kovacic: Potenzial sehe ich im Recycling, in der Wiederverwertung und in der Kaskadennutzung. Diese Bereiche hängen aber eng mit der Marktnachfrage zusammen: Sobald eine Ressourcenknappheit eintritt, werden diese Themen sehr interessant. Das kann sich über Nacht ändern, wenn ein Rohstoff einfach nicht mehr verfügbar ist.

Generell geht die Baustoffindustrie immer mehr in die Richtung der verklebten Baustoffe, weil es schneller geht. Für Recycling und Wiederverwertung bedeutet das eine negative Entwicklung, da der Abbruch schwierig und unwirtschaftlich wird.

Wir danken für das Gespräch.

 

Iva Kovacic

ist Associate Professorin am Forschungsbereich für Industriebau und Interdisziplinäre Bauplanung an der Fakultät für Bauingenieurwesen, TU Wien.

Sie leitet die Forschungsgruppe für Integrale Planung. Die Forschungsgruppe ist global gesehen an vorderster Front der bei der empirischen Untersuchung der kollaborativen Planungsprozesse gestützt durch digitale Werkzeuge.

Iva Kovacic ist Mitglied und Principal Investigator im GCD_Center for Geometry and Computational Design der TU Wien, unterrichtet an der Universität Stuttgart, der Universität Zagreb und in mehreren Programmen des Continuing Education Centers der TU Wien.

Iva Kovacic is Associate Professor and Head of Research Group for Integrated Planning at the Department for Industrial Building and interdisciplinary Planning at the Faculty of Civil Engineering, Vienna University of Technology.

Her research focus is integrated collaborative design, supported by BIM and computational tools; life-cycle optimization of built environment and energy- and resources efficient industrial building and production.

We had the opportunity to talk to Iva Kovacic and were impressed by the possibilities of BIM (building image modeling) in combination with a raw materials cadastre. We were surprised by the difficulty to find an universal nomenclature in the world of construction.

Life-cycle optimization is another of her research topics. It is a complete new way to calculate the costs of a building. Instead of taking mere construction cots into account, maintainance and financing costs are included in the calculation. „When evaluating a building economic, ecological and social aspects have to be considered“ summarizes Iva Kovacic her approach to architecture.

Ihre Publikationen:

  1. I. Kovacic, J. Reisinger, M. Honic:
    Life Cycle Assessment of embodied and operational energy for a passive housing block in Austria“;
    Renewable & Sustainable Energy Reviews, 82 (2018), 2; 1774 – 1786.
  2. M. Filzmoser, I. Kovacic, D. Vasilescu:
    Integrated Design Studios: Education to Overcome Silo-thinking and Enable Full BIM-exploitation in AEC“;
    Engineering Project Organization Journal, 7 (2017), 1; 37 – 52.
  3. G. Gourlis, I. Kovacic:
    Passive measures for preventing summer overheating in industrial buildings under consideration of varying manufacturing process loads“;
    Energy, 137 (2017), 1175 – 1185.
  4. M. Filzmoser, I. Kovacic, D. Vasilescu:
    Development of BIM-supported integrated design processes for teaching and practice“;
    Engineering Project Organization Journal, 6 (2016), 2-4; 129 – 141.
  5. G. Gourlis, I. Kovacic:
    A study on building performance analysis for energy retrofit of existing industrial facilities“;
    Applied Energy, 184 (2016), 1389 – 1399.
  6. G. Gourlis, I. Kovacic:
    Building Information Modelling for analysis of energy efficient industrial buildings – A case study“;
    Renewable & Sustainable Energy Reviews, (*) (2016), 1 – 11.
  7. C. Achammer, I. Kovacic (ed.):
    Integrale Planung für Industriebau 4.0“;
    Klein Publishing GmbH, Wien, 2015, ISBN: 978-3-903015-03-6; 348 pages.
  8. C. Achammer, I. Kovacic (ed.):
    BIM for LCS – Building Information Modelling for Life Cycle Structures, Praxisreport 2013“;
    Neuer Wissenschaflicher Verlag, Wien, 2013, ISBN: 978-3-7083-0956-9; 235 pages.
  9. M. Schmidiger, I. Kovacic, F. Petzold, J. Volm:
    Digitalisierungsbarometer 2017 – Die Immobilienbranche im digitalen Wandel“;
    in series “Schriften aus dem Institut für Finanzdienstleistungen IFZ Zug“, series editor: M. Schmidiger, I. Kovacic, F. Petzold, J. Volm; Verlag IFZ – Hochschule Luzern, Zug, 2017, ISBN: 978-3-906877-07-5, 514 pages.

 

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