Viega World – ein Demonstrator für neues Bauen

Die Zukunft des Bauens ist digital, einschließlich Integraler Planung mit der Arbeitsmethodik Building Information Modeling (BIM). Ein Leuchtturmprojekt dafür ist das Seminarcenter „Viega World“. Bei diesem Demonstrator für neues Bauen wurde diese Herangehensweise vor allem im Sinne nachhaltigen Bauens und Betreibens maßgeblich (weiter) entwickelt.

Das Seminarcenter „Viega World” ist ein Leuchtturmprojekt für die Integrale Planung mit BIM, inklusive der Integration gewerkespezifischer Software in notwendige neue Kollaborationsprozesse. – © Viega

Die Baubranche gilt besonders im Vergleich zum produzierenden Gewerbe als traditionell, was sich in einer verzögerten digitalen Transformation und entsprechend geringerer Produktivitätssteigerung zeigt:

Wie vor Jahrzehnten wird üblicherweise dezentral vor Ort gefertigt/gebaut, eine serielle Vorfertigung ist noch die Ausnahme.
Automatisierung, beispielsweise durch Robotik, bleibt selten und ist auf Großbaustellen beschränkt.
Die Wertschöpfungskette ist stark fragmentiert. Gut 50 % des Umsatzes im Hochbau werden durch Kleinbetriebe (bis 49 Beschäftigte) erwirtschaftet. Nur 0,4 % der Bauunternehmungen haben mehr als 200 Mitarbeiter. Der Nachunternehmeranteil liegt bei schätzungsweise 40 % [1]. Das erschwert die Integration durchgängiger digitaler Prozesse massiv, und sei es nur in Form einer verlustfreien Datenweitergabe.

Gestiegene Anforderungen an die TGA

Gleichzeitig ist die Technische Gebäudeausrüstung (TGA) durch steigende Anforderungen beispielsweise an Energieeffizienz, Sicherheit und Komfort wesentlich komplexer geworden als noch vor einigen Jahren. Zudem staut sich der Bedarf an Bauleistungen insbesondere im Hochbau seit Jahren an, weil die Nachfrage nach Wohnraum und die Zahl der dagegenzustellenden realisierten Neubauten immer stärker auseinanderklafft.

Auflösen lässt sich beides nur über eine deutliche Effizienzsteigerung durch Digitalisierung, die die gesamte Prozess- und Wertschöpfungskette der Bauleistungen umfasst. Notwendige Weichen dazu wurden auf Bundesebene bereits 2019 durch „BIM Deutschland“ gestellt. Ziel der vom Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB), dem Bundesministerium für Verkehr (BMV) und dem Bundesministerium der Verteidigung (BMVg) gemeinsam getragenen Initiative ist es, den gesamten Bausektor bei der Digitalisierung zu unterstützen und die Prozesse rund um Bauwerke – vom Planen und Bauen bis hin zum Betreiben und Rückbauen – effizienter und nachhaltiger zu gestalten.

Im Rahmen eines Fachsymposiums zeigte Prof. Dr.-Ing. habil. Christoph van Treeck in der „Viega World“ entscheidende Ansatzpunkte auf, in welchen Bereichen der Bauwirtschaft entscheidende (digitale) Transformationsschritte notwendig sind. – © Viega

Komplette Prozesskette digitalisiert

Welche Voraussetzungen für eine solche durchgängige Digitalisierung – von der Integralen Planung mit BIM über die Bauausführung bis zum ressourcenschonenden Betrieb eines Gebäudes – notwendig sind und wie sich das in die Praxis umsetzen lässt, hat Systemanbieter Viega am Neubau des Seminarcenters „Viega World“ durchdekliniert.

Das Besondere daran: Viega übernahm sowohl die Rolle des Investors und Bauherrn als auch die des späteren Betreibers. Das Unternehmen war/ist damit über alle Projekt- und Nutzungsphasen hinweg unmittelbar in die digitale Prozesskette und ihre Effekte involviert. Das erstreckt sich von der Planung und Bauausführung über die Energiegewinnung und effiziente Nutzung bis hin zu den Anforderungen an den Schulungsbetrieb.

Die Vision, welche Ziele das neue Seminarcenter von Viega erfüllen sollte, sorgte dabei schon für den ersten konkreten Unterschied der Arbeitsmethodik BIM im Vergleich zur üblichen Herangehensweise von Bauvorhaben dieser Größenordnung: Nicht die Architektur bestimmt den Baukörper, sondern eine dezidierte Beschreibung von Funktionsabläufen, für deren Zweck das Gebäude errichtet werden soll.

Konsequente Planung entlang des digitalen Modells

Von diesen Bedarfsanforderungen ausgehend wurde die „Viega World“ konsequent entlang eines digitalen Modells geplant und konzeptionell so aufgebaut, dass sie integraler Bestandteil der auch didaktisch entsprechend ausgerichteten Schulungen rund um Themen der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA) wie Trinkwasserhygiene und digitales Bauen ist. Darüber hinaus wurde die besondere Bedeutung von Nachhaltigkeit im Lastenheft der „Viega World“ verankert. Das schließt die vollständige Deckung des Gebäudeenergiebedarfs durch regenerative Energien ein: Das 12.200 m² große Seminarcenter, verteilt auf fünf Stockwerke inklusive Tiefgarage, ist ein Plus-Energie-Gebäude. Energiequellen sind Wärmepumpen, Photovoltaik-Flächen auf dem Dach und an der Fassade sowie die Nutzung unvermeidbarer Abwärme aus der angrenzenden Produktionshalle.

Schematische Darstellung der Energieflüsse in der „Viega World“. – © Viega

Beim Energiebedarf definierten die Nutzungsprozesse des Seminarbetriebs beispielsweise die Position und Größenordnung der funktionalen Einheiten. Diese gaben dann den Rahmen für einen ersten Entwurf der Architektur vor. Deswegen wurden unter anderem die neun Seminarräume mit Glasfassade und Blickrichtung ins Grüne positioniert. Denn der Ausblick und das Tageslicht tragen zu einer besseren Lernatmosphäre bei.

Ebenso wurde im Lastenheft festgehalten, dass die Raumproportionen den neuesten wissenschaftlichen Erkenntnissen der Erwachsenenbildung entsprechen sollten. Aus der dezidierten Beschreibung eines Seminarablaufs ergaben sich weitere Vorgaben für die Platzierung und Gestaltung der Aufenthaltsbereiche in Pausen, für Abwechslung im Seminarprogramm durch Besuche von Ausstellungen bis hin zur Verortung der Cafeteria und den Sanitärräumen.

Frühe Konzeption der Energiebedarfe

Den so beschriebenen Nutzungsprozessen folgend wurden die Bedarfsflächen in die Gebäudearchitektur mit Strukturierung der Raumtypen übertragen. Dazu gehörte bezogen auf die TGA auch, für die funktionalen Einheiten in diesem frühen Planungsstadium die Energiebedarfe zu konzipieren und davon abgeleitet die Trassen zur Versorgung der verschiedenen Einheiten zu verorten. So ließen sich die Raumbedarfe für die
Nutzungsbereiche wie für die erforderliche Technik ermitteln. Beides zusammen wiederum bestimmte die Tragwerkplanung, dokumentiert in einem Schnittstellenkonzept.

Architekten, TGA-Planer, Bauphysiker und Tragwerkplaner waren also von Beginn an gezwungen, auf Grundlage der Anforderungen des Auftraggebers sehr eng zusammenzuarbeiten. Koordiniert wurde die gemeinsame konzeptbasierte Arbeit an einem digitalen Modell der „Viega World“. Viele der dabei gewonnenen Erkenntnisse, beispielsweise zur Modellorganisation, flossen in der Folge in die entsprechenden Regelwerke wie die DIN EN ISO 19650 „Organisation und Digitalisierung von Informationen zu Bauwerken und Ingenieurleistungen,
einschließlich Bauwerksinformationsmodellierung (BIM) – Informationsmanagement mit BIM“ ein.

Mit der seit Jahrzehnten üblichen, linearen Arbeitsmethodik der unterschiedlichsten Baubeteiligten (Investor, Fachplaner, ausführende Unternehmen etc.), die sich auch in den von ihnen eingesetzten „Werkzeugen“ (hier: Software) ausdrückt, wäre das nicht ohne weiteres möglich gewesen, da jeder der Baubeteiligten in seinem Gewerk typischerweise mit einer eigenen, fachspezifischen Software arbeitet. Die Modelle werden also in deren nativen Formaten erstellt und gepflegt.

Vom nativen Bereich über den Austausch zur Kollaboration ist genauso ein softwarebezogener Prozess als auch eine generelle Herangehensweise und Haltung der Baubeteiligten. – © Viega

Der notwendige Entwicklungsschritt bestand also darin, diese gewohnte Arbeitsumgebung und ihre Ergebnisse auf die im Austauschbereich hinzukommenden Aufgaben (zum Beispiel Kollisionsprüfung) zu übertragen – idealerweise durch Eingliederung der fachspezifischen
Programme in eine übergeordnete Softwaretopologie.

Kollaboration generell mitdenken

Neben der reinen Datenweitergabe war hierbei jedoch unbedingt die grundsätzliche organisatorische Form der Zusammenarbeit – eben: die Kollaboration der Baubeteiligten – immer mitzudenken. Denn gerade sie ist im Sinne einer kontinuierlichen Abstimmung von entscheidender Bedeutung, damit im Bauprozess möglichst durchgängig (zeitlich, örtlich und prozessual) von allseits gleichen Wissensständen ausgegangen werden kann.

Der bei Planung und Bau der „Viega World“ prototypisch entwickelte und mittlerweile in die Viega-Seminarangebote („TGA.Digital – BIM Intensiv“ bzw. „TGA.Digital – BIM ColLab“) aufgenommene Ansatz verfolgt daher das Ziel, im ersten Schritt Verständnis für den Einsatz und die Notwendigkeiten der verschiedenen Tools zu wecken. Im zweiten Schritt war dieses Verständnis sowohl auf Software- als auch auf Inhaltsebene
vom nativen Bereich über einen Austauschbereich in den Kern der BIM-Kollaboration – den gemeinsamen Arbeitsbereich – zu überführen.

Prozessorganisation und Software als in dividuelles Werkzeug finden sich dabei gleichermaßen wieder: Im nativen Bereich arbeitet jedes Gewerk mit seinen eigenen, fachspezifischen Programmen. Der Austauschbereich dient primär der technischen Zusammenführung und Koordination von fachspezifischen, nativen Modellen. Hier bleibt jedes Modell in seiner spezialisierten Umgebung erhalten. Nach diesem Zwischenschritt fokussiert
erst der gemeinsame Bereich auf einen zentralen, integrierten Arbeitsprozess, bei dem alle Projektbeteiligten über ein gemeinsames System in definierten Zyklen zusammenarbeiten und alle relevanten Daten konsolidiert vorliegen.

Die BIM-Qualifizierung über „TGA.Digital – BIM ColLab“ von Viega folgt im anerkannten Zertifizierungsschema der buildingSMART Foundation dem Pfad von den open-BIM Grundlagen (PCert Foundation) hin zu den anwendungsbasierten Fähigkeiten und Fertigkeiten (PCert Practitioner). – © Viega

Spezielles BIM-Seminarangebot

Das Wissen, wie das Zusammenspiel aus fachspezifischer Software und neuen Kollaborationsstrukturen in der Praxis aufzustellen ist, gibt Viega im Rahmen des Veranstaltungskonzepts „TGA.Digital“ weiter, und zwar in dem fünftägigen Seminar „TGA.Digital – BIM ColLab“ (viega.de/Seminare). Den Teilnehmern wird der Planungs-, Arbeits- und letztlich auch Denkprozess zur Umsetzung der BIM-Methodik und zur BIM-Koordination dabei nicht nur theoretisch, sondern anhand des Projektbeispiels „Viega World“ auch praxisgerecht nachvollziehbar vermittelt.

Denn für einen BIM-Autor oder BIM-Fachkoordinator können die Grundlagen für die Arbeit mit BIM, wie der Umgang mit unterschiedlichsten Softwarelösungen sowie Datenaustauschformaten wie IFC (Industry Foundation Classes) und BFC (BIM Collaboration Format) für die modellbasierte Zusammenarbeit bei openBIM-Projekten als bekannt vorausgesetzt werden. Zu dessen Aufgaben gehört beispielsweise auch, schon zum Projektstart über die Datentiefe und die Prozesse des Datenaustausches mit allen Akteuren zu einer gemeinsamen Übereinkunft zu gelangen. Im Seminar „TGA.Digital – BIM ColLab“ wird das kollaborative Arbeiten an Modellen sowie die Nutzung einer gemeinsamen Projektplattform (CDE) mit ihren Funktionen und Prozessen vermittelt. Der Schulungsort – „die Viega World“ – dient dabei als unmittelbar erlebbares Praxisbeispiel.

Diese enge Verknüpfung von Theorie und Praxis ist umso wertvoller, als von den Planungsbüros mittlerweile bei vielen (öffentlichen) Projekten ein schriftlicher Qualifizierungsnachweis von Mitarbeitern für die BIM-Koordination eingefordert wird: beispielsweise eine Zertifizierung gemäß VDI/bS-MT 2552 Blatt 8 oder vergleichbar. Entsprechend hat Viega das fünftägige Seminar „TGA. Digital – BIM ColLab“ so konzipiert, dass es berechtigt, an der Prüfung zur buildingSMART-Professional-Zertifizierung – „Practitioner – openBIM Coordination“ teilzunehmen.