Angesichts steigender Baukosten, wachsender Qualitätsanforderungen und der Forderung nach Nachhaltigkeit finden das modulare Bauen und der Modulbau immer mehr Interesse.

Das gilt so sowohl für Zweckbauten wie Kitas, Schulbauten, Büro- und Industriebauten als auch für den Wohnungsbau. Vorteile wie die Optimierung der Baugenehmigungsverfahren, Schnelligkeit durch verkürzte Bauzeiten, gesicherte Bauqualität, Finanzierungs- und Kostensicherheit sorgen für wachsende Nachfrage.

Darüber hinaus steht das modulare Bauen auch für Klimaschutz, Ressourcenschonung und Nachhaltigkeit: Modulbau bedeutet die Verwendung ökologischer und klimafreundlicher Materialien und Bautechniken, es bedeutet hohe Energieeffizienz in der Produktion und im Betrieb, es bedeutet umfassende Möglichkeit zu Recycling und Kreislaufwirtschaft.

Nicht zuletzt passt das modulare und serielle Bauen bestens zur Digitalisierung der Bau- und Immobilienbranche. Die Digitalisierung sorgt für noch mehr Effizienz und für mehr Qualität – über den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks.

Sowohl der Kongress „modularesBAUEN 2023“ am 5./6. September 2023 in Aachen als auch die begleitende Ausstellung thematisieren die Aspekte, die heute für modulares Bauen wichtig sind. Themen sind: Raumzellenbau, Energie- und Bauwende, technische Gebäudeausrüstung, Architektur und Baukultur, rechtliche Aspekte. Hüllen für das modularen Bauen (Dach, Wand, Fassade) und modulares Bauen im Bestand.

Die Kongressmesse bietet eine ausgezeichnete Gelegenheit für den Austausch mit Branchenexperten und Kontakten zu Geschäftspartnern.

Initiatoren der Veranstaltung sind die AACHEN BUILDING EXPERTS e. V., bauforumstahl e.V., Bauindustrieverband NRW e.V., BUNDESVERBAND BAUSYSTEME e.V., CBI Center Building and Infrastructure Engineering GmbH, FOSTA – Forschungsvereinigung Stahlanwendung e.V., Internationaler Verein für Technische Holzfragen e. V. (iVTH), Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen und TEMA Technologie Marketing AG.

Mehr Infos und Online-Anmeldung: www.modularesbauen2023.de

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Denn hier wurden wichtige Erkenntnisse gewonnen, die die digitale Zukunft des Bauens wesentlich beeinflussen werden: Im Rahmen des Expertenforums Forschungsprojekt Energie.Digital zeigten die Projektbeteiligten, wie gebäudetechnische Informationen ganzheitlich in BIM abgebildet und wie mit Hilfe von „Linked Data“ Betriebsdaten des energetischen Monitorings aus der Gebäudeautomation am Digitalen Zwilling in Echtzeit visualisiert werden können.

Forschungsprojekt Energie.Digital liefert grundlegende Erkenntnisse

Der ganzheitliche und in der „Viega World“ konsequent über alle Leistungsphasen digitalisierte Planungsansatz wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz über das Forschungsprojekt Energie.Digital gefördert. Die wissenschaftliche Begleitung geschah durch das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und den Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D der RWTH Aachen University.

Das Projekt realisierte das Ziel, eine durchgängige und systematische Methode zur Verknüpfung und Integration der Domänen Technische Gebäudeausrüstung (TGA) und Gebäudebetrieb in Building Information Modeling (BIM) zu entwickeln. Die Methodik wurde an der „Viega World“ erfolgreich umgesetzt und kann zudem vor Ort in Attendorn eindrucksvoll live erlebt werden. Das Projekt beinhaltete die Erarbeitung einer konsistenten Repräsentation der energierelevanten Eigenschaften von TGA in BIM, die Nutzung der Technologie „Linked Data“ sowie die Entwicklung von Methoden zur deutlichen Reduktion der Komplexität von digitalen Modellen der TGA.

Im Ergebnis entstand ein Digitaler Zwilling, der nicht nur die Leistungsdaten der „Viega World“ und der TGA abbildet, sondern über ein lückenloses Monitoring gleichzeitig zur Optimierung der energierelevanten Betriebsprozesse des Weiterbildungszentrums genutzt werden kann.

Die „Viega World“ wurde durch die Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) unter anderem aufgrund ihrer ökologischen, ökonomischen und soziokulturellen Qualität bereits mit dem Siegel „Platin“, der höchstmöglichen Vorab-Zertifizierung für nachhaltiges Bauen, ausgezeichnet.

Wärmebedarf gesenkt, Wärmeversorgung regenerativ

Welche Bedeutung diese Digitalisierung über alle Prozess- und Leistungsphasen eines Bauprojektes für das Erreichen der Energiewende hat, veranschaulichten die beteiligten Fachleute jetzt vor rund 80 Planern, Betreibern und Investoren im Rahmen des Expertenforums Forschungsprojekt Energie.Digital in der „Viega World“.

Sebastian Herkel, Leiter Geschäftsfeld Energieeffiziente Gebäude vom Fraunhofer ISE, sah es beispielsweise als durchaus realistisch an, dass nach dem Vorbild der „Viega World“ bereits 2045 die von der Bundesregierung gewollte Klimaneutralität im Gebäudesektor erreicht wird. Voraussetzung dafür seien aber gut koordinierte Maßnahmen, den Wärme- und Strombedarf als solchen zu senken und die Gebäude gleichzeitig aus regenerativen Energien zu versorgen: „Das setzt innovative und hochskalierbare Ansätze im Bereich der Planung, des Baus und des Betriebs von Gebäuden voraus, die durch digitale Verfahren unterstützt werden können – wie es am interaktiven Viega Weiterbildungszentrum exemplarisch umgesetzt wurde.“

Zu den innovativen Ansätzen gehört nicht zuletzt eine energieeffiziente Bereitung von Trinkwasser warm, um gerade in gut gedämmten Objekten den Wärmebedarf weiter zu senken, verwies Dieter Hellekes (Director Viega Sales Service Deutschland und gesamtverantwortlich für den Seminarbetrieb) auf einen künftig immer wichtiger werdenden Teilaspekt ressourcenschonender Planung: „Am Beispiel ‚Viega World‘ wird besonders deutlich, wie ganzheitlich Gebäude künftig gedacht werden müssen.

Denn gerade bei diesem Thema treffen Klima- und Gesundheitsschutz direkt aufeinander, weil wir niedrigere Systemtemperaturen brauchen, um Energie zu sparen. Gleichzeitig muss sichergestellt sein, dass das Trinkwasser trotzdem hygienisch einwandfrei ist. Dafür sind innovative Lösungen gefragt, die in der ,Viega World‘ unter Praxisbedingungen bereits sehr gut funktionieren.“

„Planungsphase 0“ erfordert gewerbeübergreifenden Dialog

Für Prof. Dr.-Ing. habil. Christoph van Treeck, RWTH Aachen University, Lehrstuhl für Energieeffizientes Bauen E3D, ist die Aufgabenstellung damit gewissermaßen prototypisch für den grundlegenden gedanklichen Ansatz, warum solche Objekte künftig integral mit der Arbeitsmethodik Building Information Modeling (BIM) geplant werden müssen: „Angefangen mit einer fundierten Bedarfsplanung, mit der detaillierten Dokumentation der Nutzungsprozesse des Bauherrn wurde eine komplett neue, konzept- und prozessorientierte Herangehensweise entwickelt, die als ,Planungsphase 0‘ bereits in der frühen Projektphase einen gewerkeübergreifenden Dialog einfordert. Sie führte dazu, dass die Technische Gebäudeausrüstung aufgrund ihrer Komplexität als wichtigster Strukturgeber für das Planen und Bauen identifiziert wurde.“

Dank des Forschungsprojektes Energie.Digital seien in diesem Kontext wichtige Grundlagen erarbeitet worden, um die daraus resultierend ebenso komplexen BIM-Modelle zu reduzieren und beherrschbar zu machen. Ein entscheidender Aspekt für die künftige Umsetzung dieser Planungsmethodik in anderen Bauvorhaben.

Über die Arbeitsmethodik BIM haben die Forschenden von Energie.Digital nämlich eine durchgängige und systematische Methode zur Verknüpfung und Integration von TGA, Gebäudeautomation (GA) und Gebäudebetrieb entwickelt, die „es über die Nutzung digitaler Gebäudemodelle ermöglicht, neue energetische Potenziale bei der Inbetriebnahme und in der Optimierung von Gebäuden zu erschließen“, so Projektleiter Dipl.-Ing. Nicolas Réhault vom Fraunhofer ISE: „Dazu wurde eine konsistente Repräsentation der energierelevanten Eigenschaften der TGA erarbeitet und in ein digitales Abbild überführt. Im Rahmen eines wissenschaftlichen Monitorings ist es so möglich, bisher schwer zugängliche Energieeffizienz­potenziale im Gebäudebetrieb einfacher zu erschließen.“

Perspektivisch wird dieser Aspekt der Nachhaltigkeit immer entscheidender, da die Möglichkeiten energiesparenden Bauens mittlerweile an ihre Grenzen stoßen, der Betrieb aber etwa 80 Prozent der Lebenszykluskosten eines Bürogebäudes ausmacht; ca. 40 Prozent davon in Form von Energie. Um diesen Anteil zu senken, wird es zwingend notwendig, die unterschiedlichsten

Datenquellen im Gebäudebetrieb anzuzapfen, unterstrich im Rahmen des Expertenforums Dominik Schlütter von der RWTH Aachen University: „Die Herausforderung besteht darin, die Menge und Komplexität der Daten adaptiv zu reduzieren und diese dann miteinander in Beziehung zu setzen.“ Und auch dafür wurden im Rahmen des Forschungsprojektes Energie.Digital die notwendigen Methoden entwickelt.

Theoretische Erkenntnisse sichtbar gemacht

Wie weit diese gesammelten Erkenntnisse tatsächlich tragen, lässt sich von allen Besuchenden der „Viega World“ konkret nachvollziehen, so Maximilian Zbocna, Viega Engineering Consultant: „Unser interaktives Weiterbildungszentrum ist so transparent gebaut, dass wesentliche Betriebs- und Leistungsdaten an Monitoren in Echtzeit dargestellt werden. Damit beweisen wir nicht nur, wie praxistauglich die theoretischen Forschungsergebnisse sind.

Durch das umfangreiche wissenschaftliche Monitoring haben wir die Möglichkeit, die Annahmen und Auslegungen aus der Planung zu validieren oder anhand der realen tatsächlichen Betriebsdaten, die sich durch die tatsächliche Nutzung und den tatsächlichen Bedarf ergeben, zu justieren und zu optimieren.“

Wie bedeutend gerade dieser Aspekt vor dem Hintergrund der allgemeinen Energieknappheit und massiv gestiegener Energiepreise insbesondere für Investoren und Betreiber von Gewerbeobjekten ist, verdeutlichte die anschließende Diskussion. Lebhaft und teilweise bis in feinste TGA-Details hinein wurden die dazu in der „Viega World“ entstandenen Lösungsansätze hinterfragt und auf Übertragbarkeit auf andere Projekte geprüft. Dazu gehörten beispielsweise neben dem wirtschaftlichen Effekt der „Planungsphase 0“ im Hinblick auf serielles Bauen die Segment- und Trassenkonzepte sowie das innovative Seminarkonzept, in dem die „Viega World“ selbst Schulungsinhalt ist.

Die Diskussion bestätigte damit die Richtigkeit des Konzeptes, das Weiterbildungszentrum selbst zu einem Ort für die Zukunft des Kompetenzfeldes „Digitales Bauen“ zu machen, so Dieter Hellekes: „Die Welt des Bauens befindet sich in einer fundamentalen Umbruchphase, in der wir Investoren und Betreiber, Fachplaner und Bauausführende gleichermaßen mitnehmen müssen. Mit der ,Viega World‘ haben wir den Beweis angetreten, dass und wie das gehen kann.

Jetzt ist es an uns allen, beispielsweise über Schulungen und Services wie Viega Building Intelligence dieses Wissen in die Breite zu tragen und die Projektbeteiligten zur Integralen Planung mit der Arbeitsmethodik Building Information Modeling individuell da abzuholen, wo sie aktuell stehen. Das Expertenforum Energie.Digital war dazu ein ausgesprochen erfolgreicher Auftakt.“

Juliane Hummeltenberg

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Nach zwei Jahren in digitaler Form fand das KLB-Fachforum im Frühjahr wieder als Präsenzveranstaltung statt. Über 200 Planer und Bauprofis folgten ab Ende Februar der Einladung nach Aachen, Koblenz oder Trier und ließen sich über „Effizienten Wohnungsbau in Zeiten des Wandels“ informieren – so das Motto der diesjährigen Veranstaltungsreihe.

„Das KLB-Fachforum wurde in den letzten beiden Jahren als Onlineformat zwar sehr gut angenommen. Die aktuelle Pandemiesituation erlaubte es uns aber, alle Bauprofis endlich wieder vor Ort begrüßen zu dürfen“, erklärt Diplom-Ingenieur Andreas Krechting, Geschäftsführer von KLB Klimaleichtblock (Andernach).

Er trat in diesem Jahr erstmals selbst als Referent auf. In seinem Vortrag erläuterte er die Potentiale des Wandbaustoffes Leichtbeton anhand neuester Forschungsergebnisse – auch im Hinblick auf serielles und modulares Bauen.

Lösungen für effizienten Wohnungsbau

Währenddessen bewies Professor Detleff Schermer (OTH Regensburg), dass sich rationelle sowie großformatige Mauerwerk- und Wandelemente aus Leichtbeton einfach und sicher bemessen lassen, ohne dabei den Aspekt der Wirtschaftlichkeit aus den Augen zu verlieren.

Der Vortrag von Professor Carl-Alexander Graubner (BUNG, München) setzte den Fokus derweil auf das klimagerechte Bauen mit Leichtbeton sowie dessen Chancen und Potentiale. Dabei räumte er mit dem Mythos auf, dass der Holzbau ökologischer als andere Bauweisen sei. Denn laut aktuellen Untersuchungen sei derzeit nicht die Bauweise ökobilanziell entscheidend, sondern die gesamte Betriebsphase eines Gebäudes.

Wie kann ein hohes Wohnungsbauniveau aufrecht erhalten bleiben und der soziale und bezahlbare Wohnungsbau gestärkt werden: Nach wie vor ist die Einforderung höherer öffentlicher Mittel für den sozialen Wohnungsbau zentral. Allerdings steigt mit jeder Baukosten- und Zinsrunde auch der Mittelbedarf bei einer fixen Zielmiete.

Nachdem in den letzten Jahren Sondervermögen erfolgreich eingesetzt wurden, um Themen wie Bundeswehr und Klimaschutz ein Stück weit aus dem Tagesgeschäft zu nehmen, wäre es an der Zeit, ein Sondervermögen „Sozialer Wohnungsbau“ in Höhe von 50 Milliarden für den Rest der Legislaturperiode seitens des Bundes und der Länder zu schaffen.

Aus dem Vortrag „Demografische Entwicklung, Wohnraumbedarf und Wohnungsneubau in Zeiten von Klimawandel und Krieg“ von Matthias Günther, Vorstand des Pestel Instituts Hannover

Sondervermögen „Sozialer Wohnungsbau“ über 50 Milliarden Euro

Diplom-Ökonom Matthias Günther (Eduard Pestel Institut, Hannover) komplettierte die Veranstaltung, indem er die demografische Entwicklung sowie den Wohnraumbedarf und Wohnungsneubau in Zeiten von Klimawandel und Krieg beleuchtete.

Dabei verdeutlichte er, dass bundesweit elf Millionen Haushalte eine Berechtigung für eine Sozialwohnung haben, jedoch nur 1,1 Millionen Einheiten zur Verfügung stehen.

Günther fordert daher ein Sondervermögen „Sozialer Wohnungsbau“ über 50 Milliarden Euro für den Rest der Legislaturperiode. Ansonsten sei die Wohnungspolitik zum Scheitern verurteilt, die den Neubau durch erhöhte Förderkriterien derzeit nur weiter erschwert.

„Beim KLB-Fachforum wurde deutlich, dass es jetzt schnell und wirtschaftlich kostengünstigen Wohnraum zu schaffen gilt. Dies ist in aktuellen Zeiten etwa aufgrund steigender Material- und Energiepreise zwar nicht einfach, aber möglich. Das war die Quintessenz unserer diesjährigen Veranstaltungsreihe“, so Krechting.

Quelle: KLB RED gw

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Mit vorgefertigten Holzbau-Elementen ließ sich das Gebäude visuell außergewöhnlich, ökologisch sinnvoll und zudem wirtschaftlich auf ein modernes Niveau bringen. Das Projekt wurde mit einer Anerkennung durch den Deutschen Holzbaupreis 2015 ausgezeichnet.

Der verantwortliche Architekt und Mit-Bauherr Professor Klaus Klever hat für die General-Sanierung des Hauses in der Heinrichsallee 41 in Aachen ein imponierendes Planungs-Konzept entworfen. Durch die clevere Holzbau-Aufstockung wurde neuer und großzügiger Wohnraum generiert.

Zugleich hat man das Gebäude energetisch und optisch auf Vordermann gebracht. Die anspruchsvollen Holzaufbauten stammen von den erfahrenen Experten des Holzbau-Unternehmens Kappler aus Gackenbach-Dies – Mitglied in der seit 30 Jahren aktiven Gruppe ZimmerMeisterHaus®.

Natürlich und gesund wohnen nach zügiger Aufstockung

Das hier aufgebaute Dachgeschoss bietet nach der Sanierung auf einer Gesamtfläche von 220 Quadratmetern über zwei Ebenen einen neuen und faszinierenden Wohnraum. Die Wohnung mit offenem Grundriss wird strukturiert durch zwei große Lichthöfe und mehrere Terrassen – ergänzt durch viele Fenster und interessante Holzbaudetails.

Bis das möglich war, mussten jedoch einige Hürden genommen werden. Die Dachdeckung war in größten Teilen zerstört und der Dachstuhl selbst gab zu hohe Einzellasten auf die oberste Geschossdecke ab. Daher war zunächst ein vollständiger Abbruch des vorhandenen Mansarddaches nötig. Im Bereich des Treppenhaues wurde bis auf die Höhe des ehemaligen Dachbodens rückgebaut.

Die Abriss-Arbeiten konnte man aufgrund man guter Bausubstanz zügig ausführen. Hinsichtlich der Statik mussten keine unterstützenden Maßnahmen für den Rückbau angeordnet werden. Energetisch war der Bestandsbau jedoch nicht mehr auf der Höhe der Zeit.

Brandschutzgründe – vor allem aber auch Gründe der Erdbebensicherheit – führten zu der Entscheidung, lediglich die Aufstockung des Treppenraumes in Stahlbeton auszuführen. Ansonsten wurde der Altbestand nachhaltig und anspruchsvoll mit dem zweigeschossigen Holzaufbau aufgestockt.

In den lichtdurchfluteten Räumen der Aufstockung erlebt man heute die moderne Holzbauweise mit großzügigem Raumvolumen, offenen kommunikativen Ebenen und klaren Strukturen.

Wirtschaftlich durch moderne Vorfertigung

Größere Baustellenarbeiten im Bestand haben grundsätzlich hohe Anforderungen an Termine. Einerseits geht es natürlich im Hinblick auf den Bestand immer darum, die „aufgerissene“ Gebäudehülle möglichst schnell wieder abzudichten und die Regendichtheit des Gebäudes umgehend wiederherzustellen.

Im Normalfall laufen die Bauarbeiten sogar bei weiterer Nutzung und Vermietung des Gebäudes, um wirtschaftlich keine Einbußen zu erfahren. Die beengten Innenstadtverhältnisse – so auch in Aachen – erfordern grundsätzlich schnellere Baustellenabwicklung, nach Möglichkeit geringe Verkehrs-Behinderungen und geringe Geräusch- und Erschütterungsbelastungen.

Der hochvorgefertigte Holzbau bietet diese Vorteile genau dort wo konventionelle Verfahren an ihre Grenzen stoßen. Beim Bauvorhaben in Aachen waren die Montagearbeiten des Holzbaus binnen einer Woche komplett abgeschlossen. Die Hauptgeräuschbelästigung ebenfalls.

Innovatives Brandschutz-Konzept

Um die Aufstockung des Gebäudes um zwei weitere Geschosse mit so wenig Gewicht wie irgend möglich herzustellen, musste ein alternatives leichtes Trag-system gewählt werden, das jedoch bezüglich der Brandschutzsicherheit ein gleichwertiges Schutzzielniveau erreicht.

Statt eines massiven F90-AB-Tragwerks entschieden sich die beauftragten Planer von Kempen Krause Ingenieure aus Aachen für eine F60-BAHolzkonstruktion, die gemäß M-HFHHolzR mit einer brandschutztechnisch wirksamen nichtbrennbaren Bekleidung gekapselt wurde, so dass eine Entzündung der tragenden und aussteifenden Bauteile aus brennbaren Holzbaustoffen während eines Zeitraumes von mindestens 60 Minuten verhindert wird…

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„Das Resultat wird von hoher Bedeutung für die Umsetzung der Energiewende im Gebäudesektor sein“, meint Thomas Sapper, Vorstandsvorsitzender der DFH.

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Realisiert wurde das Projekt auf dem ehemaligen Wiesengelände des unter Denkmalschutz stehenden Klosters St. Raphael zwischen Strüverweg und Lindenallee – nur etwas mehr als einen Kilometer vom Aachener Dom entfernt und am Landschaftsschutzgebiet von Gut Müsch gelegen.

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Der Beitrag Deutscher Mauerwerkskongress 2011 in Aachen erschien zuerst auf Wohnungswirtschaft.

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