Nachhaltig planen, bauen und betreiben – Für eine grüne Bauindustrie

Nachhaltiges Wirtschaften und gesunde Ökosysteme sind die Grundlage für ein gesundes Leben. Die Baubranche gehört zu den ressourcenintensivsten Bereichen der Wirtschaft. Auch nimmt die Nachfrage nach Wohnraum kontinuierlich zu. Entsprechend ist die Baubranche gefordert, effizienter mit Rohstoffen und Energie umzugehen, um so Bauwerke nachhaltiger planen, bauen und betreiben zu können. Diese Leuchtturmprojekte zeigen, dass Nachhaltigkeit und Digitalisierung in der Baubranche Hand in Hand gehen – vom ersten Entwurf bis zum Betrieb des fertigen Gebäudes.

Mithilfe von Software können Architekt*innen vorausschauender und präziser planen, Rückbauten und Materialverschwendung werden vermieden. Zudem werden Gebäude bereits in der Planungsphase hinsichtlich ihres Nachhaltigkeitspotentials optimiert.

2018 erhielten Lacaton & Vassal zusammen mit Quartus Résidentiel und Habitat & Humanisme den Zuschlag für den Umbau des Marcel-Lelong-Gebäudes als Teil des Raumplanungskonzepts „Saint-Vincent-de-Paul“ im Herzen von Paris. Das Projekt soll im Jahr 2024 abgeschlossen werden.

Die Planungen der drei Architekturbüros sehen vor, ein bestehendes Krankenhausgebäude aus den 1950er Jahren in weiten Teilen zu erhalten und in ein modernes Wohnhaus mit Gewerbe- und Gemeinschaftsflächen umzuwandeln. Im Rahmen der Umbaumaßnahmen soll der bestehende Gebäudekomplex um drei, teilweise vier Stockwerke aufgestockt werden. Insgesamt werden durch Umbau und Erweiterungen 134 neue Wohnungen, darunter 66 Eigentumswohnungen, 35 Mietwohnungen und 33 Sozialmietwohnungen sowie Gewerbe- und Gemeinschaftsflächen im Zentrum von Paris geschaffen. Das Team von Lacaton & Vassal setzten ihre Ideen und Zeichnungen bei den Planungen zum Umbau des Marcel-Lelongs-Gebäudes mit der Konstruktionssoftware Vectorworks um.

Die Wohnungen, sowohl im renovierten als auch im neuen Teil werden großzügige Räume und große Glasflächen haben, um möglichst viel Tageslicht hereinzulassen. Die Wohnungen im neu gebauten Bereich werden außerdem mit Wintergärten und Balkonen ausgestattet. Die Abrissarbeiten wurden auf ein Minimum reduziert und bilden einen umweltfreundlichen Ansatz mit sparsamem Einsatz von Ressourcen und Materialien und einer maximalen Wiederverwendung des bestehenden Gebäudes. Mit Wintergärten und einer Doppelfassade für alle neuen Wohnungen wird das Problem des Komforts und der Energieeinsparung angegangen, wobei die klimatischen Gegebenheiten optimal genutzt werden.

Der Landschaftsarchitekt Cyrille Marlin hat einen naturalistischen Garten um das Gebäude herum angelegt, der einen nachhaltigen Platz für Pflanzen im Zentrum von Paris bietet. Auf der Agora, dem zentralen Platz und Herzstück des Gebäudekomplexes, vereinen sich ein Dienstleistungsforum, der Garten, ein Gewächshaus und Sozialräume für die Bewohnenden Hinzu kommen ein Café, ein Arbeitsraum und ein Raum für soziale Interaktion, der dem gesamten Viertel offensteht.

Die Arbeit der Architekt*innen von Lacaton & Vassal basiert auf der Idee, dass es in ihrer Verantwortung liegt, das menschliche Wohlergehen zu fördern und das dies seine oberste Priorität haben sollte. Diese Philosophie zeigt sich durch die Arbeit der Architekt*innen, insbesondere inmitten der weltweiten Covid-19-Pandemie, die das Problem bezahlbaren Wohnraums für viele Menschen verschärft hat. Der Ansatz ist eine ausgesprochen positive Vision: „Das Vorhandene zu nutzen und zu verwandeln, um etwas Besseres daraus zu machen.“

In Detmold (Nordrhein-Westfalen) steht das Freilichtmuseum des Landschaftsverbandes Westfalen-Lippe ganz unter dem Motto des Wandels von Zeit und Kultur. Dort, wo rund 120 historische Gebäude Zeugnis über die Geschichte ablegen, entsteht derzeit ein nachhaltiger Neubau – und läutet damit die Ära des nachhaltigen Bauens im Museumsverbund ein. Das neue Eingangs- und Ausstellungsgebäude soll nach Fertigstellung Baugeschichte und innovative ökologische Baukultur miteinander vereinen. Dafür verfolgen der Bauherr und die Architekten von ACMS Architekten (Wuppertal) einen konsequent nachhaltigen Ansatz, der in der Zertifizierung des Gebäudes nach dem DGNB Platin-Standard (Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen) münden soll.

Das ganzheitlich nachhaltige Konzept des Ensembles sieht unter anderem eine kreislaufgerechte Verwendung von nachwachsenden oder recycelten Rohstoffen wie etwa Holz, Lehm oder Stroh sowie eine intelligente Gebäudestruktur und -konstruktion vor. Das Nachhaltigkeitskonzept ist durch Verwendung ökologischer Baustoffe so optimiert, dass die anlagentechnische Unterstützung, die Museen häufig ressourcen- und emissionsintensiv macht, deutlich minimiert wird, ohne dabei den notwendigen klimatisch-konservatorischen Standard einzuschränken. Ebenso werden die Gebäude über eine passive Zuluft- Temperierung durch Kanäle im Erdreich und Verdunstungskühlung (adiabate Kühlung) klimatisiert. Darüber hinaus erfolgt die technische Versorgung des Gebäudes über eine Regenwassernutzungsanlage und eine 350 kWp starke Photovoltaikanlage.

Die Planung des Museumsneubaus erfolgt mit Unterstützung einer Software von Allplan. Die Planung zur Entwicklung der angewandten innovativen Bautechniken wird von einem Forschungsvorhaben begleitet. Ziel der Forschungsarbeit ist es, architektonische und bauklimatische Maßnahmen zum Bau und Betrieb nachhaltiger Museen zu entwickeln. Der Museumsneubau ist nicht nur ein Vorzeige-, sondern auch ein Modellprojekt für zukünftige Vorhaben dieser Art.

Der Simian-Berg oder auch Simian Shan liegt in Chongquin, im nördlichen Teil des Jiangjin-Bezirks. Der Wald des Simian-Berges umfasst mehrere für Touristen zugängliche Gebiete sowie den Yunshan-Stadtkomplex. Der aus zwei Gebäuden bestehende Stadtkomplex ist der Eingang zu einem neuen Fremdenverkehrsort im malerischen Tal des Simian-Gebirges in China. Die ländliche Lage inspirierte die in Shanghai ansässige Yuangou Design Agency dazu, die Formen der umliegenden Berge und die regionale Architektur in die neu zu erstellenden Gebäude einzubringen. Die Yuangou Design Agency ist ein Team von über 400 Architekt*innen, Planer*innen, Ingenieur*innen und Berater*innen, das den gesamten Projektmanagementprozess abdeckt. Die für Region Chongqing charakteristischen Dächer sind leicht gewölbt, mit großen Traufen und Giebeln, um den für das Klima typischen Dauerregen abzuleiten. Die neuen Gebäude besitzen dieses Element in gigantischen Proportionen. Es wurden zwei riesige schräge Gebäude geschaffen, die die umliegenden Berge widerspiegeln und die lokale Architektur bewusst überproportional abbildet. Die endgültigen, einfachen, mikrogekrümmten Dächer und Öffnungen waren das Ergebnis mehrerer Entwurfsstadien, die die Teammitglieder gemeinsam erstellten, indem sie Daten über BIMcloud austauschten, während sie aufgrund der COVID-19-Pandemie aus dem Homeoffice arbeiteten.

Anstelle eines traditionellen Arbeitsablaufs und dem Wechsel zwischen verschiedenen Software-Programmen und Modellen arbeitete das Team mit Graphisoft Archicad, um 2D- und 3D-Ansichten zu synchronisieren und neue Versionen schnell mit dem Team zu teilen. Durch einfaches Umschalten zwischen 2D- und 3D-Ansichten war das Team in der Lage, einen intuitiven Ausdruck der ursprünglichen Entwurfsabsicht zu entwickeln und von verschiedenen Standorten aus reibungslos zu verändern und anzupassen.

Für Einsparungen während der Bauphase sorgen ebenfalls digitale Lösungen. So kann beispielsweise der Materialeinsatz in der Vorfertigung von Betonkonstruktionen minimiert und der Ausschuss reduziert werden. Auf der Baustelle selbst kann der Papierverbrauch durch den Einsatz von digitalen Kollaborationslösungen um bis zu 90% reduziert werden. Die Berechnung des CO2-Fußabdruckes kann in der Bauphase ebenfalls effizient erfolgen.

Die Stadt Las Vegas bearbeitet jährlich fast 20.000 Bauanträge. Da die Anträge von mindestens fünf verschiedenen Abteilungen geprüft werden, erwies sich der bisherige papierbasierte Prozess als ineffizient und auch die Aufbewahrung der Vielzahl physischer Bauanträge stellte eine Herausforderung für die Stadtverwaltung dar. Mit dem Beginn der COVID-19-Pandemie und dem folgenden überwiegenden Arbeiten im Homeoffice war der bisherige papierbasierte Prozess nicht mehr umsetzbar.

Mit Hilfe der Nemetschek Anwendung Bluebeam Revu transformierte die Stadt Las Vegas die bisher papierbasierten Arbeitsprozesse „Planung“, „Bau“ und „Genehmigung“ in eine digitalen Anwendungsumgebung und die Freigabe von Baugenehmigungen wurden auf einen digitalen Freigabeprozess umgestellt. In einem weiteren Schritt konnten über die Nemetschek Anwendung Bluebeam Studio mehrere involvierte Abteilungen sowie Antragsteller und Planprüfer miteinander vernetzt werden, sodass gleichzeitige Prüfungen in Echtzeit möglich wurden. Dies erlaubte den Mitarbeitenden der Stadtverwaltung, insbesondere auch während der COVID-19-Pandemie, ein effizientes und zugleich sicheres Arbeiten aus dem Homeoffice. Dank der innovativen Funktionen von Bluebeam ließen sich Prüfungen zudem standardisieren. Der erreichte Effizienzgewinn trägt zu einer Reduzierung der Bearbeitungszeiten bei und hat zur Folge, dass letztlich mehr Projekte in der Stadt Las Vegas genehmigt werden können.

Auf Basis von fast 20.000 Bauplanprüfungen und rund 8.000 erteilten Baugenehmigungen pro Jahr geht die Stadt Las Vegas davon aus, dass jährlich rund 0,6 Mio. Euro Druckkosten und eine große Menge von Papier und Druckermaterial eingespart werden können. Diese Einsparungen kommen der lokalen Baubranche zugute und haben darüber hinaus einen hohen Nutzen für die Natur.

Rund 80% der Kosten eines Gebäudes fallen während der Nutzungsphase an. Ein großer Teil dieser Ausgaben entsteht durch den Energieverbrauch. Digitale Tools helfen beim Monitoring und bei der Reduzierung dieses Energieverbrauchs – und ermöglichen zudem die optimale Steuerung von Heizungen, Lüftungen und Beleuchtungen. Sie können auch dazu verwendet werden, den vorhandenen Büroraum effizient zu planen und zu nutzen, indem sie aufzeigen, wie viel Fläche tatsächlich benötigt wird. So können ebenfalls Ressourcen eingespart werden.

Der Gesundheitssektor steht auch in Bezug auf das Betreiben von Immobilien weltweit vor einer Vielzahl von Herausforderungen. Zum einen steigt aufgrund des demografischen Wandels die Nachfrage nach neuen Einrichtungen für betreutes Wohnen und Pflegeeinrichtungen kontinuierlich an. Zum anderen legen beispielsweise eine Vielzahl der Regierungen größeren Fokus auf die Umsetzung von Nachhaltigkeit und die Reduzierung des Energieverbrauchs beim Betrieb einer Pflegeeinrichtung.

Diesen Herausforderungen stellt sich auch die Pflegeorganisation „Stichting Voor Regionale Zorgverlening“ (SVRZ) in der Region Zeeland (Niederlande). Sie kümmert sich vor allem um schutzbedürftige ältere Menschen, die aufgrund ihrer körperlichen Verfassung oder Beeinträchtigungen durch beispielsweise Demenz kurz- oder langfristig Pflege und Unterstützung benötigen. Mit mehr als 57 Pflegeeinrichtungen, verteilt auf 23 Zentren in der Region Zeeland, steht die SVRZ in Bezug auf den Erhalt seiner Bestandsimmobilien vor großen Herausforderungen. Auch deshalb wird dieser Bereich von einer eigenständigen Abteilung verantwortet, die bereits seit 2012 bei der mehrjährigen Wartungsplanung die Spacewell Lösung „Spacewell Maintenance Planning“ einsetzt.

Im Jahr 2020 wurde der Masterplan Energiewende mit dem Untertitel: „Volle Kraft voraus zu 0-Gas“ von SVRZ verabschiedet. Die SVRZ hat das nachhaltige Ziel und den Ehrgeiz, ihre Pflegeimmobilien bis 2030 vollständig gasfrei zu betreiben. Wenn dieses ehrgeizige Ziel umgesetzt werden könnte, würde die SVRZ schon vor 2030 die nationalen Klimazielen für das Jahr 2050 erreichen.

Seitdem hat die Organisation mehr als 6.500 Solarmodule installiert. Dabei wurde im Vorfeld der technische Zustand der Dacheindeckung anhand des mehrjährigen Wartungsplans überprüft. An mehreren Standorten wurde, wo notwendig, vor der Installation der Solarpanels die Dacheindeckung erneuert, was den Dämmwert auf das Niveau der aktuellen Standards für Neubauten erhöhte.

Die SVRZ wandte bei Renovierungen auch das Prinzip des natürlichen Austauschmoments an: so wurden beispielsweise herkömmliche Leuchtmittel im Rahmen von Renovierungsaktivitäten standardmäßig durch moderne und energiesparende LED-Beleuchtung und vorhandene Gasboiler durch elektrische Wärmepumpentrockner ersetzt. So konnte die SVRZ im Zeitraum 2018-2020 eine CO2-Reduktion von nicht weniger als 28 % erreichen und den Gasverbrauch um mehr 400.000 m³ Gas pro Jahr senken. In den kommenden Jahren wird die Umsetzung des Masterplans Energiewende auf Basis des nachhaltigen mehrjährigen Instandhaltungsplans weiter fortgesetzt.

Das Wissenschafts- und Technologieunternehmen Merck hat seine Konzernzentrale in Darmstadt und beschäftigt weltweit über 60.000 Mitarbeitende in über 60 Länder. Allein in Deutschland arbeiten mehr als 12.000 Mitarbeitende daran, Lösungen für einige der größten medizinischen Herausforderungen unserer Zeit zu finden.

Wie in vielen Unternehmen üblich, hatten bisher alle Mitarbeitendenn des Unternehmens einen fest zugewiesenen Arbeitsplatz. Neue Arten der Arbeitsplatz- und Flächennutzung wurden zwar erprobt - ein strategischer Ansatz für hybrides Arbeiten und das Büro der Zukunft erfuhr aber erst durch die COVID-19-Pandemie einen deutlichen Schub.

Um die Firmenzentrale fit für das Arbeiten der Zukunft zu machen und alle Mitarbeitende an einem modernen Bürokonzept partizipieren zu lassen, setzte Merck bei der Neugestaltung der Arbeitsumgebung auf die Implementierung der Workplace Lösungen von CREM SOLUTIONS. Die Maxime des Konzepts lautete: Weg von festen Arbeitsplätzen und hin zu „New Work” beziehungsweise „Activity Based Working”. Als Teil des Umgestaltungsprozesses ermöglichten die Workplace Lösungen eine aussagekräftige Analyse der Flächen- und Arbeitsplatznutzung und sorgten insbesondere während der COVID-19-Pandemie für eine sichere Rückkehr der Mitarbeitenden ins Büro.

Auch ein quantitatives, datenbasiertes Monitoring der belegten Flächen ist möglich. Hauptziel ist dabei die proaktive Steuerung der zur Verfügung stehenden Flächen und die Möglichkeit, in Echtzeit auf Veränderungen der Organisation sowie des Nutzer*innenverhaltens reagieren zu können. Die mit dem Workplace-System gesammelten Informationen werden weitgehend analysiert und für zukünftige Szenarien genutzt, um so die weitere Digitalisierung von Gebäuden und Büros des Unternehmens voranzutreiben sowie moderne Arbeitsweisen umsetzen zu können. Durch eine effiziente Steuerung können sowohl die Flächennutzung als auch der Energieverbrauch optimiert werden – beispielsweise müssen nicht mehr alle Bürobereiche pauschal beheizt oder dauerhaft beleuchtet werden. Auf Basis der fundierten Planungen, gesammelter Erfahrungen und der engen Zusammenarbeit zwischen den Projektteams wurden die Workplace-Lösungen und die integrierten IoT-Lösungen (Internet-of-Things) so konzipiert, dass der gewünschte Bedarf der Merck Group unkompliziert und komplett in einem Smart-Building-System abgebildet wird. Auf Dauer wird ein flächendeckender Einsatz des Workplace-Systems in den dafür geeigneten Objekten angestrebt.

Die Projektbeispiele zeigen, dass ein Umdenken in der Baubranche herrscht: Weg von analogen Silos, hin zu digitaler Kollaboration. Dieses Umdenken wird auch von der Notwendigkeit, nachhaltiger zu planen, zu bauen und zu betreiben angetrieben. Mithilfe der Digitalisierung kann dieser Kreislauf von der ersten Planung bis zum Ende des Lebenszyklus geschlossen werden – für eine nachhaltigere, zukunftsträchtige Baubranche.