Bau-DNS – Ganzheitliches Verfahren für eine nachhaltige,
modulare und zirkuläre Gebäudesanierung

Der überwiegende Anteil des Gebäudebestands in Deutschland ist energetisch sanierungsbedürftig – die jährliche Sanierungsrate beträgt dabei weniger als 1 %. Um die klimapolitischen Ziele im Baubereich dennoch zu erreichen, sind eine energetische Sanierungsrate von deutlich über 2% pro Jahr und eine schnelle Umstellung auf erneuerbare Energieträger im Gebäudebetrieb erforderlich. Zudem sind erhebliche Effizienzsteigerungen in der Fertigung notwendig.

Das Fraunhofer Leitprojekt »Bau-DNS« zielt darauf ab, die Produktivität im Bauwesen, insbesondere in der Gebäudesanierung, deutlich zu steigern und gleichzeitig die Voraussetzungen für Kostensenkungen zu schaffen. Verfolgt werden drei parallel verlaufende Prozessstränge, die stark voneinander abhängig sind und daher gleichzeitig optimiert werden müssen: die durchgängige Datennutzung, die Gestaltung nachhaltiger Prozesse sowie die systemische Fertigung von Bauteilen.

Die Steigerung der energetischen Sanierungsrate scheitert bisher an zwei Hauptproblemen: Einerseits gibt es absehbar nicht genügend Handwerksbetriebe und Fachpersonal, um die Sanierungsleistung zu erhöhen. Andererseits sind viele Eigentümerinnen und Eigentümer nicht bereit, in eine umfassende Gebäudesanierung zu investieren, da sich die Kosten bislang nur über einen sehr langen Zeitraum durch die eingesparten Energiekosten amortisieren.

Im Rahmen des Projekts wird ein integraler Bauprozess entwickelt und prototypisch umgesetzt, um die durchgängige Nutzung von Daten sicherzustellen. Durch eine optimierte und vereinfachte Digitalisierung des Gebäudebestands wird die Grundlage für einen digitalen Zwilling geschaffen, der als Instrument der Datenhaltung sowie als Informationsmodell dienen soll. Zusätzlich zu den bereits genannten Daten wird eine Materialdatenbank aufgebaut, die eine ökologisch sowie ökonomisch sinnvolle und damit nachhaltige Materialauswahl ermöglicht. Die enthaltenen Materialdaten werden auch zur Entwicklung eines Systembaukastens verwendet, um Kreislaufwirtschaft und CO₂-Reduktion zu unterstützen. Durch diesen Prozess können Einzelkomponenten qualifiziert und automatisch als individuelle Module für die systemische Fertigung bereitgestellt werden. Dies ermöglicht zugleich eine auf diesen Ablauf hin optimierte, industrielle Fertigung passgenauer Bauteile für die Gebäudesanierung samt angepasster Logistik.

»Bau-DNS« untersucht den Planungsprozess anhand der branchenüblichen Einteilung der Planungs- und Bauabschnitte in Leistungsphasen nach der HOAI. Dabei soll aufgezeigt werden, wie mit einem durchgängigen integralen Workflow, Produktivitätssteigerungen erreicht werden können und durch neu entwickelte Strukturen die Agilität der Prozesse erhöht werden kann. Bau- und Sanierungsprozesse können somit komplett vom Ende her – d.h. von Abbau und Recycling aus – gedacht und die Gebäudebefundung, Planung, Komponentenentwicklung und Fabrikauslegung entsprechend organisiert und verbessert werden.

Der Schwerpunkt des Fraunhofer ISE innerhalb des Projekts liegt auf der Entwicklung von digitalen Prozessbeschreibungen und Optimierungen, die den kompletten Bauablauf abbilden und die Planung und Installation von BIPV-Produkten an Fassaden vereinfachen sollen. Dabei werden auch neuartige, einfach zu montierende und zu demontierende BIPV-Module mit Dämmfunktion entwickelt und demonstriert.