SerialBIM – Digitalisierung und Effizienz in der Seriellen Sanierung

Deutschland steht vor der Aufgabe, seinen Gebäudebestand grundlegend zu modernisieren. Rund 70 Prozent der 20 Millionen Wohngebäude in Deutschland wurden vor 1989 errichtet und weisen erhebliche energetische Defizite auf. Doch die Transformation älterer Bauten in energieeffiziente und ressourcenschonende Wohn- und Lebensräume ist mit unverhältnismäßig hohen Kosten und erheblichem Zeitaufwand verbunden. Außerdem reicht die aktuelle Sanierungsquote von 0,69 Prozent nicht aus, um die Klimaziele 2050 zu erreichen.

Eine Möglichkeit, den Vorgang zu beschleunigen, ist die serielle Sanierung. Dafür werden standardisierte Sanierungselemente, wie z. B. Fassaden- und Dachelemente, industriell vorgefertigt, was die Bauzeit auf der Baustelle verkürzt und die Kosten senkt. Die serielle Sanierung steht jedoch vor Herausforderungen, die eine flächendeckende Einführung verhindern. Dazu gehören fehlende digital unterstützte Prozessschritte, mangelhafte Schnittstellen, sowie Medienbrüche und manuelle, iterative Arbeitsschritte entlang der Prozesskette. Dies führt zu höherem Koordinationsaufwand zwischen den Fachgewerken, längeren Bearbeitungszeiten und ineffizienten Abläufen.

Das Forschungsprojekt »SerialBIM« legt die digitale Grundlage dafür, dass serielle Sanierung in der Breite wirtschaftlich und planungssicher einsetzbar wird. Das Projekt adressiert damit einen zentralen Engpass auf dem Weg zur Erreichung der Klimaziele im Gebäudesektor.

Digitale Werkzeuge für die serielle Sanierung von Gebäuden

© Fraunhofer IPK
SerialBIM Ausführungsplan

Im Rahmen des Forschungsprojekts »SerialBIM« werden digitale Werkzeuge und automatisierte Prozesse entwickelt, um die serielle Sanierung deutlich zu beschleunigen. Der Untersuchungsumfang reicht vom Einsatz KI-gestützter Bestandserfassung über die parametrische Fassadengestaltung bis hin zur nahtlosen Datenintegration in die Produktion. Ziel ist es, den Zeitaufwand für die Modernisierung zu halbieren und damit die dringend benötigte Verdopplung der Sanierungsquote zu erreichen. Dies soll durch digitale Werkzeuge und standardisierte Prozesse erreicht werden.

 

Ziele

  1. Definition eines BIM-Ausführungsplans, der standardisierte und praxistaugliche Prozesse, Rollen und Informationsanforderungen für alle Projektphasen so einfach wie möglich definiert
  2. Entwicklung eines Digitalen Zwillings, der Planungs- und Produktionsdaten für alle Beteiligten jederzeit zugänglich macht und drei automatisierte Teilprozesse verbindet.
    • KI-gestützte Bestandsmodellierung: Zu Projektbeginn wird ein hochdetailliertes Gebäudemodell automatisch erzeugt. Das schafft effizient belastbarere 3D-Modelle, da insbesondere in Bestandssituationen, solche Modelle häufig nicht vorliegen.
    • Parametrisches CAD-Planungsmodul: Die Fassadenplanung wird in ein parametrisch-modulares System mit integrierter Ökobilanzierung überführt, das CAD-gestützt arbeitet und eine automatisierte Elementierung ermöglicht. Dadurch wird der manuelle Planungsaufwand reduziert und die Bearbeitung beschleunigt.
    • Produktionsplanungsmodul: Durchgängige Datenübergabe von der Planung bis zur Fertigung inklusive Ableitung von Produktions- und Abbunddaten

Die entwickelten Lösungen sollen an realen Demonstrationsobjekten validiert werden. Dafür sollen zwei sanierungsbedürftige Mehrfamilienhäuser der Gebäudeklasse 4 begangen und gescannt werden.

Leistungen des Fraunhofer IPK

Das Fraunhofer IPK koordiniert das Projekt und ist für folgende FuE-Themen verantwortlich: KI-basierte Bestandsdigitalisierung und Modellautomatisierung, Validierung und Genauigkeitsbewertung digitaler Gebäudemodelle, Optimierung KI-basierter Segmentierung für Bau- und Bestandsdaten, parametrische Modellierung und algorithmische Generierung modularer Fassadenelemente, durchgängige digitale Prozessketten und Plattformarchitektur, agile Softwareprototypenentwicklung, erweiterte LCA-Integration in BIM-gestützte Workflows.