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Industriebau der Zukunft

Ganzheitliche Integration und Optimierung des Planungs- und Realisierungsprozesses für zukunftsweisende und nachhaltige Industriegebäude

Zur besseren Planung und Realisierung von Industriegebäuden entwickelte die TU Braunschweig in einem interdisziplinären Team aus Architekten und Fabrikplanern einen umfangreichen Planungsleitfaden. Das praxisnahe Forschungsprojekt wird vom Bundesamt für Bauwesen und Raumordnung (BBR) gefördert.

Kürzer werdende Produktlebenszyklen und ein verstärkter globaler Wettbewerb stellen Industriebetriebe vor ständig neue Herausforderungen [1], [2]. Das Fabrikgebäude wird zu einem relevanten Wettbewerbsfaktor, da es maßgeblich dazu beiträgt, wie der Industriebetrieb auf veränderte Anforderungen reagieren kann, welche Investitionen dafür erforderlich sind und welche Kosten über den Lebenszyklus des Gebäudes entstehen [3].

Vor dem Hintergrund dieser veränderten Rahmenbedingungen wurde das Ziel verfolgt, die Planung und Realisierung von Industriebauten durch einen ganzheitlich orientierten Planungsleitfaden zu unterstützen. Um von Anfang an die verbesserte Koordination der Schnittstellen zu berücksichtigen, wurde das Forschungsvorhaben in einem interdisziplinären Team aus Architekten und Fabrikplanern der Technischen Universität Braunschweig bearbeitet und durch zahlreiche Industrievertreter und Institute anderer Universitäten unterstützt.

Grundlage für die Ausarbeitung eines Planungsleitfadens für den zukünftigen Industriebau ist die Formulierung von möglichen Anforderungen und Entwicklungen. Mithilfe des Szenariomanagements [4] wurden im Rahmen des Forschungsvorhabens drei unterschiedliche Szenarien entwickelt. Aus jedem der drei Szenarien wurden Anforderungen an zukünftige Industriegebäude und Planungsprozesse abgeleitet, welche die Basis für die Entwicklung des Leitfadens bilden.

Szenarien für den zukünftigen Industriebau
Szenarien für den zukünftigen Industriebau

Szenarien

Um den zukünftigen Anforderungen an Industriegebäude gerecht zu werden, ist es nicht ausreichend, die Investitionen und den Zustand des Gebäudes zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme zu betrachten [5]. Wichtiger als der kurzzeitige Sollzustand zur Inbetriebnahme ist die Entwicklung des Gebäudes über den gesamten Lebenszyklus und die resultierenden Lebenszykluskosten.

Während üblicherweise lediglich der Lebenszyklus eines einzelnen Produkts betrachtet wird, ist bei der Planung und Realisierung eines Industriegebäudes sowohl der Lebenszyklus des Gebäudes als auch der Lebenszyklus der darin stattfindenden Produktion zu betrachten. [6] Das zukunftsorientierte Industriegebäude muss in der Lage sein, möglichst viele Lebenszyklen der Produktion bei einem hohen Gebrauchswert des Gebäudes zu ermöglichen. Dies ist vor allem durch eine verbesserte Wandlungsfähigkeit zu erreichen [6], [7].

Darstellung der Lebenszyklen Produkt/Gebäude

Auf Basis der drei Szenarien wurde eine Planungssystematik entwickelt. Neben der Berück-sichtigung der Szenarien galt es, die Zukunftsfähigkeit der Gebäude und die Prozessqualität während der Planung und Erstellung zu verbessern. In diesem Sinne verfolgt die Planungssystematik den Anspruch, einen ganzheitlichen, anwendungsorientierten und praxisnahen Leitfaden für Bauherren, Planer und Ersteller zu bieten.

Themenfelder im Handlungsfeld WAS
Themenfelder im Handlungsfeld WAS (Quelle: IIKE)

Handlungsfelder

Um diese Ziele zu erreichen, wurden industriebauspezifische Handlungsfelder identifiziert, denen Themenfelder mit entsprechenden Kernaufgaben zugeordnet wurden. Die Handlungsfelder befassen sich mit den Fragen danach, WAS geplant wird (Industriegebäude) und WIE es geplant werden soll (Planungs- und Erstellungsprozess). Dabei sind die Handlungsfelder nicht unabhängig voneinander, sondern stehen miteinander in Korrelation. Aufbauend auf der Struktur der Themenfelder werden dem Anwender insgesamt 27 Methoden, Hilfsmittel und Werkzeuge angeboten, die die Erfüllung der Kernaufgaben unterstützen.

Themenfelder im Handlungsfeld WIE
Themenfelder im Handlungsfeld WIE (Quelle: IIKE)

Strategien

Ergänzend zur Planungssystematik wurde ein Strategienkatalog erarbeitet, der zu einer zukunftsorientierten Struktur von Industriebauten leiten soll. Mithilfe eines Analyseverfahrens wurde der Versuch unternommen, alle Aspekte der Gebäudestruktur, welche hinsichtlich der Zukunftsfähigkeit relevant sind, abzubilden und in einem Anforderungskatalog auszuweisen. Zur Evaluierung der Anforderungen wurden 23 Industriebauprojekte untersucht und über die ermittelten Standort-, Nutzungs- und Baudaten eine Bauwerksanalyse durchgeführt. Mittels einer Auswertung der projektbezogenen Daten nach den Kriterien des Anforderungskatalogs können fallspezifische Anforderungsprofile erschlossen werden. Aus diesen können Strategien zur baulichen Umsetzung des Anforderungsprofils abgeleitet werden. Im Anschluss wer-den auf Grundlage der fallspezifischen Erkenntnisse eine Strukturtypologie und ein Strategi-enkatalog für zukunftsfähige Industriegebäude erarbeitet. Die Einordnung der Einzelstrategien in den übergeordneten Strategienkatalog macht Typologien zukunftsfähiger Industriebauten erkennbar. Einen Auszug aus dem Strategienkatalog zeigt die folgende Abbildung.

Auszug aus dem Strategienkatalog
Auszug aus dem Strategienkatalog

Fazit

Mit dem erarbeiteten Planungsleitfaden wird ein Beitrag zu einer verbesserten Planung und Realisierung von Industriegebäuden geleistet. Die erarbeitete Planungssystematik berücksich-tigt bereits während der Planung die vielseitigen Einflüsse und Ziele, die während des Lebenszyklus eines Industriegebäudes auftreten. Dem Anwender werden zahlreiche Methoden angeboten, die zielgerichtet die Erreichung der priorisierten Themenfelder unterstützen. Der Strategienkatalog ermöglicht dem Anwender, die verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten zu berücksichtige und ordnet diese anhand von Fallbeispielen ein.

Anmerkungen:

[1] Dombrowski, Uwe Riechel, Christoph und Weckenborg, Sebastian. A Multi-Touch Planning Table to Support Participatoy Factory Planning. Istanbul: Proceedings of the ASME 2010, 2010.

[2] Westkämper, Engelbert und Zahn, Erich. Wandlungsfähige Produktionsunternehmen. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2009.

[3] Dombrowski, Uwe und Hennersdorf, Sibylle. Systematische Methodenauswahl in der Fabrikplanung. Werkstattstechnik online. 2010, 4.

[4] Gausemeier, Jürgen, Fink, Alexander und Schlake, Oliver. Szenario-Management; Planen und Führen mit Szenarien. München Wien: Carl Hanser Verlag, 1996.

[5] Bünting, Frank. Lebenszykluskostenbetrachtung bei Investitionsgütern. [Buchverf.] Stefan Schweiger. Lebenszykluskosten optimieren. Wiesbaden: Gabler Fachverlage, 2009.

[6] Schenk, Michael und Wirth, Siegfried. Fabrikplanung und Fabrikbetrieb. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2004.

[7] Wiendahl, Hans-Peter Reichardt, Jürgen und Nyhuis, Peter. Handbuch Fabrikplanung. München Wien : Carl Hanser, 2009.

Autoren:

Technische Universität Braunschweig
IFU - Institut für Fabrikbetriebslehre und Unternehmensforschung
Prof. Dr.-Ing. Uwe Dombrowski
Tim Mielke, M. Eng.

IIKE - Institut für Baukonstruktion und Industriebau
Abteilung Industriebau und konstruktives Entwerfen
Prof. Carsten Roth
Dipl.-Ing. Architektin Antje Voigt
Dipl.-Ing. Regina Sonntag RIBA

IBK - Institut für Baukonstruktion und Industriebau
Abteilung Baukonstruktion
Prof. Werner Kaag
Dipl.-Ing. Architekt Christian Laviola
M. Arch. Architektin Sima Rustom

Industriepartner:

- Bauforumstahl (BFS) e.V.
- Forschungsvereinigung der deutschen Beton- und Fertigteilindustrie e.V.
- Gesamtverband Dämmstoffindustrie
- Hochtief Construction AG
- M+W Zander Group

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