Wider die Engpässe am Bau: Automatisierung und Ressourceneffizienz als Lösung

Gastbeitrag von Theodor Kaczmarczyk, CEO von MOD21 Deutschland.

 

• Serielles Bauen ist günstiger, schneller und nachhaltiger
• Ressourcenschonende Produktion und digitale Planung senken CO₂-Fußabdruck
• Künstliche Intelligenz (KI), Vorfertigung und Building Information Modeling (BIM) beschleunigen den Herstellungsprozess

 

Jahr um Jahr wächst der Bedarf an Wohnraum und Gebäuden – sei es im privaten Bereich oder bei öffentlichen Einrichtungen wie Schulen, Kindergärten und Verwaltungsgebäuden. Allein im Wohnungsbau fehlen in Deutschland zehntausende Einheiten. Das ehrgeizige Ziel der Bundesregierung, jährlich 400.000 Wohnungen zu bauen, wird nicht erreicht: Im vergangenen Jahr waren es weniger als 300.000. Und für 2024 liegt die Schätzung von Expert:innen bei rund 250.000 Wohnungen.

 Gleichzeitig werden Ressourcen immer knapper, und die Baukosten steigen. Hier setzt das serielle, automatisierte Bauen an. Serielles Bauen, insbesondere der modulare Holzbau, bietet eine vielversprechende Lösung auf diese Herausforderungen. Diese Bauweise ermöglicht nicht nur eine ressourcenschonende Produktion, sondern trägt auch zur Erhöhung der Nachhaltigkeit und Effizienz über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes bei. Technologische Innovationen wie Building Information Modeling (BIM), die Vorfertigung der Module in der Produktionshalle und der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) spielen dabei eine zentrale Rolle.

 

 

Der modulare Holzbau ist ein Kernelement des seriellen, automatisierten Bauens. Er beruht auf der Vorfertigung standardisierter Module, die auf der Baustelle zu einem vollständigen Gebäude zusammengesetzt werden. Diese Bauweise spart nicht nur Zeit, sondern auch Material und Energie. Der nachwachsende Rohstoff Holz ist dabei von besonderer Bedeutung. Es bindet während seines Wachstums CO₂ und hilft somit, die Kohlenstoffbilanz eines Gebäudes deutlich zu verbessern. Gleichzeitig erfordert die Verarbeitung von Holz weniger Energie als traditionelle Baumaterialien wie Beton oder Stahl, was den Energieverbrauch und die CO₂-Emissionen weiter reduziert.

Modulare Holzbauten sind flexibel und lassen sich leicht an unterschiedliche Bedürfnisse anpassen. Diese Flexibilität macht sie nicht nur im Wohnungsbau, sondern auch für den Bau von Schulen, Kindergärten und Verwaltungsgebäuden attraktiv. Die Module können bei Bedarf erweitert, verkleinert oder umgenutzt werden, was langfristig eine effiziente Raumnutzung ermöglicht.

 

Ressourcenschonende Produktion und Kreislaufwirtschaft

Im Zentrum des seriellen Bauens steht die Vorfertigung von Bauelementen in einer kontrollierten Umgebung. Dies fördert eine ressourcenschonende Produktion: Bei der industriellen Vorfertigung wird der Materialeinsatz präzise geplant und Abfall auf ein Minimum reduziert. Außerdem kann der gesamte Bauprozess im Vergleich zur traditionellen Bauweise um bis zu 70 Prozent schneller abgeschlossen werden. Das spart nicht nur Zeit, sondern reduziert auch den Einsatz von Baugeräten und Fahrzeugen vor Ort – und somit den CO₂-Fußabdruck.

Ein weiterer Vorteil des modularen Bauens ist die Möglichkeit, Gebäude in einen Kreislauf zu integrieren. Die Module können am Ende der Nutzungsdauer demontiert und für neue Bauprojekte wiederverwendet werden. Dieser Ansatz fördert die Kreislaufwirtschaft und trägt zur Verringerung des Ressourcenverbrauchs bei, was in Zeiten wachsender Materialknappheit ein entscheidender Vorteil ist.

 

Mehr Komfort für die Mitarbeitenden durch Hallenfertigung

Ein weiterer Vorteil der serienmäßigen Vorfertigung ist der Komfort für die Mitarbeitenden. Anstatt sich ständig wechselnden Wetterbedingungen und oft herausfordernden Arbeitsbedingungen auf Baustellen auszusetzen, arbeiten Fachkräfte in modernen, gut ausgestatteten Produktionshallen. Diese stabile und angenehme Arbeitsumgebung steigert den Komfort und die Sicherheit der Mitarbeitenden. Die Hallenfertigung ermöglicht eine kontrollierte Temperatur, weniger Lärmbelästigung und ergonomische Arbeitsbedingungen, was nicht nur die Effizienz steigert, sondern auch die Mitarbeiterzufriedenheit erhöht. Dank zunehmender Automatisierung können Maschinen die monotonen oder körperlich anstrengenden Aufgaben übernehmen, wodurch sich das Fachpersonal auf anspruchsvollere Tätigkeiten konzentrieren kann.

 

Höhere Qualität durch kontrollierte Produktionsbedingungen

Die Vorfertigung in Hallen bietet zudem klare Vorteile für die Qualitätssicherung. In einer kontrollierten Umgebung können Arbeitsabläufe und Produktionsschritte präzise überwacht und kontinuierlich optimiert werden, was in dieser Form auf herkömmlichen Baustellen oft nicht möglich ist. Witterungseinflüsse, welche die Qualität beeinträchtigen können, entfallen, sodass eine konstante Präzision und Standardisierung der Bauelemente gewährleistet ist. Auch die Fehleranfälligkeit sinkt, da alle benötigten Materialien und Werkzeuge vor Ort verfügbar sind und die Arbeitsschritte effizient aufeinander abgestimmt werden.

 

Nachhaltigkeit und der Lebenszyklus von Gebäuden

Der Lebenszyklus eines Gebäudes umfasst Planung, Bau, Betrieb, Instandhaltung und Rückbau. Im seriellen Bau spielt die Nachhaltigkeit in jeder dieser Phasen eine entscheidende Rolle. Durch die Verwendung von ökologischen Baumaterialien wie Holz, die effiziente Vorfertigung der Module und die Wiederverwendbarkeit von Bauteilen, werden Gebäude insgesamt umweltfreundlicher und ressourceneffizienter.

Im Betrieb punkten serielle Gebäude ebenfalls: Durch den Einsatz modernster Technik können sie energieeffizient gestaltet werden, beispielsweise durch den Einsatz von Photovoltaikanlagen, Wärmepumpen oder intelligenten Heizsystemen. Auch die Wartung ist vereinfacht, da modulare Bauweisen oft standardisierte Bauteile nutzen, die sich schneller und kostengünstiger austauschen lassen. Insgesamt werden so nicht nur die Bau-, sondern auch die Betriebskosten gesenkt.

Ein Beispiel für die praktische Umsetzung dieser Ansätze ist das nachhaltige Abfallmanagement bei MOD21: Im Jahr 2023 konnten 99 Prozent der Holzabfälle recycelt werden. Zudem wurde das Produktionswerk komplett auf erneuerbare Energien umgestellt, wodurch die Elektrizitätsversorgung der Fertigung emissionsfrei bleibt. Ein weiteres Beispiel ist die neue Dämmstoffblasanlage, die Zellulosefasern, aber auch andere Arten von Dämmstoffen in die Konstruktion einbläst. Der große Vorteil ist die Reduzierung der Abfallmenge auf null.

 

Effizienzsteigerung durch Digitalisierung und Automatisierung

Eine Schlüsseltechnologie für die erfolgreiche Umsetzung des seriellen Bauens ist Building Information Modeling (BIM), da es eine präzise, digitale Planung des gesamten Bauprozesses ermöglicht. BIM vernetzt alle Beteiligten – von Architekten, Ingenieuren, Bauherren bis hin zu Bauunternehmern. Durch die gemeinsame Nutzung einer zentralen Datenplattform wird eine ganzheitliche und transparente Planung ermöglicht, die Fehler und Missverständnisse reduziert.

Im modularen Bau ist BIM besonders vorteilhaft, da hier der gesamte Produktions- und Bauprozess bis ins Detail vorab simuliert und optimiert werden kann. Die genaue Planung der Module, deren Transport und Montage werden so effizienter gestaltet. Für den Bau von öffentlichen Gebäuden wie Schulen und Kindergärten bedeutet dies eine erhöhte Planungs- und Kostensicherheit.

Darüber hinaus bietet BIM den Vorteil, dass der Lebenszyklus eines Gebäudes bereits in der Planungsphase berücksichtigt wird. Das ermöglicht eine genaue Vorhersage der Wartungs- und Betriebskosten und fördert die Planung von nachhaltigen, energieeffizienten Gebäuden. Dank frühzeitiger Fehleranalysen und Kollisionskontrollen liefert BIM mehr Planungssicherheit im Produktionsprozess, optimiert Energieverbrauch und reduziert Materialabfälle, wodurch CO₂-Emissionen reduziert werden.

Künstliche Intelligenz (KI) spielt eine ergänzende Rolle, indem sie den Bauprozess weiter automatisiert und optimiert. KI-gestützte Systeme können Bauprozesse optimieren, indem sie Daten aus der Planungs- und Bauphase analysieren und Verbesserungspotenziale aufzeigen. Durch die Analyse von Daten zu Lieferketten und Produktionsabläufen kann beispielsweise die Logistik effizienter gestaltet werden, indem Materialien rechtzeitig und kosteneffizient geliefert werden. Außerdem ermöglicht KI eine vorrausschauende Wartung von Gebäuden, indem sie Sensordaten analysiert und frühzeitig auf mögliche Schäden oder Abnutzungserscheinungen hinweist, was die Lebensdauer der Gebäude verlängert und Betriebskosten senkt.

 

Serielles Bauen als Zukunftsmodell

Auf einen Nenner gebracht: Serielles, automatisiertes Bauen bietet eine nachhaltige und effiziente Lösung für die drängendsten Probleme der Bauwirtschaft. Durch den Einsatz von ressourcenschonenden Baumaterialien, die industrielle Vorfertigung von Modulen und den Einsatz von Technologien wie BIM und Künstlicher Intelligenz werden nicht nur Bauzeit und -kosten reduziert, sondern auch der gesamte Lebenszyklus von Gebäuden optimiert.

Der modulare Holzbau bietet dabei flexible und nachhaltige Lösungen für verschiedene Anwendungsbereiche. In Zeiten knapper Ressourcen und eines steigenden Bedarfs an energieeffizienten Gebäuden stellt diese Bauweise ein vielversprechendes Modell dar, das langfristige Vorteile bietet und die Zukunft und Gegenwart des Bauwesens nachhaltig verändern kann.

 

 

Über MOD21

MOD21 wurde 2021 als Modulbau-Startup neu gegründet, fusionierte Anfang 2022 mit der ERBUD-Tochterfirma GWI Bauunternehmung und stellte sich danach grundlegend neu auf. Das Unternehmen mit Sitz in Düsseldorf und dem Produktionsstandort Ostaszewo bei Toruń in Polen ist eine Tochter der deutsch-polnischen ERBUD-Gruppe. Mit der Neuausrichtung des Geschäftsfeldes zum modularen Holzbau, werden Gebäude seit 2023 nicht mehr in konventioneller, sondern in modularer oder hybrider Bauweise realisiert. Das Leistungsspektrum von MOD21 umschließt die Fertigung von Raummodulen aus Holz zu fertigen Gebäuden in den Assetklassen Bildung, Wohnen, Unterkünfte, Büro und Gesundheit. MOD21 steht für ein zukunftsfähiges Konzept mit innovativen und nachhaltigen Lösungen im Zeichen des ökologischen Bauens. In Polen wurde MOD21 bereits für seine innovativen Umweltlösungen von der polnischen Sonderwirtschaftszone Pommern ausgezeichnet. Aktuell beschäftigt MOD21 in Deutschland 35 Mitarbeitende. In der Produktion soll bis 2024 die Zahl der Mitarbeitenden auf 150, bis 2026 sogar auf 300 anwachsen.

 

Weitere Informationen finden Sie unter MOD21.com