„Digitale Transformation der Baubranche gelingt nur mit gemeinsamen Standards“
Auf dem Weg zur Erreichung der ambitionierten Klimaziele wird es für die Baubranche darum gehen, die Potenziale der Digitalisierung auszuschöpfen. Im Interview diskutieren Ines Prokop, Geschäftsführerin des BVBS, und Markus Gallenberger, CEO von FRILO, SCIA und DC-Software, welchen Einfluss die Planungsphase auf nachhaltiges Bauen hat, warum das Structural Analysis Format (SAF) der Arbeitsmethode BIM gut tut und warum Tragwerksplaner von der neu geformten Nemetschek Engineering profitieren.
Guten Tag Frau Prokop, guten Tag Herr Gallenberger. Der Bausektor war im Jahr 2021 für rund 40% der weltweiten CO2-Emssionen verantwortlich. Nachhaltigkeit und Ressourcenschonung werden die Zukunft des Bauens stark prägen müssen, damit die ambitionierten Klimaziele erreicht werden können. Mit welchen Strategien gelingt es, die Auswirkungen von Baumaßnahmen auf das Klima und die Umwelt zu reduzieren?
Prokop: Das Erreichen der vereinbarten Klimaschutzziele bis 2050 ist eine enorme Herausforderung für die Baubranche. Im Grunde muss ein Paradigmenwechsel vollzogen werden. Einerseits gilt es, den Umgang mit Bestandsbauten zu optimieren, indem wir bestehende Bauwerke so lange wie möglich erhalten und nutzen. Andererseits muss das Ziel sein, langlebige Neubauten zu errichten und dabei deutlich weniger CO₂ freizusetzen. Beides geht nur mit der Unterstützung digitaler Methoden.
Gallenberger: Nachhaltiges und effizientes Bauen kann überall dort umgesetzt werden, wo der Lebenszyklus eines Bauwerks ganzheitlich betrachtet wird. Dieser Kreislauf beginnt mit der Herstellung der zu verbauenden Baustoffe, umfasst die Planung und den eigentlichen Bauprozess, aber auch den Betrieb, die Sanierung und den Rückbau eines Gebäudes. Digitale Lösungen machen diese ganzheitliche Betrachtung erst möglich. Darum gehen nachhaltiges Bauen und die Digitalisierung Hand in Hand und ergänzen sich.
Sie deuten es bereits an: vor allem der Digitalisierung wohnen enorme Potenziale inne. Welche Konzepte fördern diese Potenziale zutage?
Gallenberger: Das Konzept der Building Lifecycle Intelligence ist darauf ausgelegt, Daten eines Gebäudes von der Planung über den Bau bis hin zum Betrieb zu sammeln und an einem zentralen Ort für alle Projektbeteiligten zu organisieren. In einem offenen, vernetzten Ökosystem werden Informationen aus jeder Lebenszyklus-Phase zusammengetragen, sodass sich sämtliche Änderungen am Bauwerk nachverfolgen lassen. Datenverluste und Fehlerquellen, die typischerweise beim interdisziplinären Informationsaustausch auftreten, können dank offener Protokolle und Standards minimiert werden. Dem digitalen Zwilling kommt auf dem Weg zu mehr Effizienz eine zentrale und wachsende Bedeutung zu.
Der Begriff des digitalen Zwillings klingt verheißungsvoll. Was genau verbirgt sich dahinter?
Gallenberger: Der digitale Zwilling ist eine virtuelle Kopie eines realen Bauwerks, die sich mit dem physischen Original ständig im Gleichklang weiterentwickelt. Auf diese Weise lässt sich der Bau eines Gebäudes bereits in der Planungsphase simulieren. Aspekte der Nachhaltigkeit können ebenso vor Baubeginn berücksichtigt werden wie geplante Sanierungen oder Veränderungen der Gebäudenutzung. Weil eine Projektion in die Zukunft möglich ist, kann nachhaltiger geplant, gebaut, betrieben und rückgebaut werden.
Frau Prokop, Sie sind die Geschäftsführerin des Bundesverbands für Bausoftware in Deutschland. Welche Rolle übernimmt der BVBS bei der Förderung der Digitalisierung im Bauwesen?
Prokop: Der Bundesverband Bausoftware wurde 1993 gegründet und verfolgt seit jeher das Ziel, die Leistungsfähigkeit und die Innovationskraft der Bauwirtschaft durch den Einsatz von Bausoftware zu verbessern. Der BVBS ist der einzige Verband, dessen Mitglieder mit ihren digitalen Lösungen die gesamte Wertschöpfungskette des Bauwesens abbilden. Aufgrund dieses weiten Spektrums fungieren wir sowohl für die Politik als auch für die alle Beteiligten der Baubranche als Ansprechpartner.
Wie setzt sich der BVBS konkret für die digitale Transformation ein?
Prokop: Um die Digitalisierung voranzutreiben, entwickelt der BVBS seit Jahren Schnittstellen und führt beispielsweise Zertifizierungen für den Datenaustausch von Softwareanwendungen durch. Wir haben festgestellt, dass die Zertifizierungen und die damit zusammenhängenden Standardisierungen zu einer enormen Qualitätssteigerung geführt haben. Hinzu kommen die fachliche Beratung und der fachliche Austausch, für den wir Plattformen schaffen.
Kommen wir nochmal auf den Lebenszyklus eines Gebäudes zurück. Inwiefern prägt speziell die Planungsphase diesen Zyklus?
Gallenberger: Aus ökonomischer und ökologischer Sicht ist die Planungsphase maßgebend, denn sie legt den Grundstein für ein effizientes Bauen. In der Planungsphase wird ein konsistentes Modell erstellt, auf das die Projektbeteiligten als zentrale Datenreferenz zu jeder Phase des Lebenszyklus zugreifen. Durch aktive Steuerung kann in der Planungsphase der größte Einfluss auf Lebenszykluskosten, die technische Realisierbarkeit und die Langlebigkeit eines Bauwerks genommen werden.
Prokop: Mit digitalen Methoden haben wir die Möglichkeit, in einer ganz frühen Planungsphase die Gebäudestruktur oder auch den Materialeinsatz zu optimieren. So lässt sich eine CO₂-Analyse durchführen und beurteilen, welches Material den CO₂-Fußabdruck an welcher Stelle verringert. Dank solcher softwaregestützter Vergleichsstudien können Planer bereits in einem frühen Stadium mit den Bauherren in den Dialog treten, um gemeinsam die Bauwende zu bewerkstelligen.
Frau Prokop, zu den Mitgliedern des BVBS gehören auch einige Anbieter von Softwaresystemen für statische Berechnungen. Welchen Beitrag kann die softwaregestützte Tragwerksplanung zu einem nachhaltigen und ressourceneffizienten Bauen leisten?
Prokop: Die softwaregestützte Tragwerksplanung ist ein essenzieller Baustein bei der materialeffizienten Entwicklung nachhaltiger Tragwerke. Bei einem Massivbauwerk entfallen über 50 % der CO₂-Emissionen, die durch den Bauprozess erzeugt werden, auf das Tragwerk. Das bedeutet, dass in der Bemessung von Tragwerken ein enormes Potenzial zur Einsparung von CO₂ liegt. In den vergangenen Jahrzehnten haben wir verlernt, ressourceneffizient zu bauen, weil es vor allem schnell gehen musste. Die Klimaziele und die steigenden Preise für Baustoffe wie Stahl und Stahlbeton zwingen Tragwerksplaner nun dazu, Rohstoffe wieder sinnvoller einzusetzen. Software für die Tragwerksplanung ist als Werkzeug Grundvoraussetzung dafür, die richtige Balance zwischen Materialeffizienz und Nachhaltigkeit einerseits und einem wirtschaftlichen Bauprozess andererseits zu finden.
Nun sind nicht nur die Tragwerksplaner, sondern auch die Architekten in die Planungsphase eingebunden. Um die Planung möglichst effizient zu gestalten, bietet es sich an, die Zusammenarbeit dieser Akteure zu optimieren. Wie kann das künftig gelingen?
Gallenberger: Architekten, Tragwerksplaner und Prüfstatiker arbeiten allesamt mit speziellen Software-Lösungen, die auf ihre jeweiligen Bedürfnisse zugeschnitten sind. Um die Disziplinen zusammenzubringen, lässt sich mit digitalen, softwaregestützten Lösungen ein Umfeld erzeugen, in dem der intelligente Datenaustausch zwischen Architekten und Tragwerksplanern weitgehend automatisiert vonstattengeht. Richtig eingesetzt, können die verschiedenen Gewerke nach dem Leitgedanken der Arbeitsmethode BIM effizienter, präziser und flexibler zusammenarbeiten – vor allem dann, wenn die Lösungen OPEN-BIM unterstützen.
Prokop: Darum setzen wir uns als BVBS auch seit Jahren für OPEN-BIM und gute, verlustfreie Datenaustauschformate ein. Über gemeinsame Projektplattformen, sogenannte Common Data Environments, haben alle Projektbeteiligten Zugriff auf dasselbe Modell, was zu mehr Transparenz führt und die Zusammenarbeit der Planer verbessert.
Frau Prokop, Sie als Beobachterin der Branche, wie bewerten Sie denn den aktuellen Entwicklungsstand von BIM?
Prokop: BIM ist ein ganz wichtiges Element für die Digitalisierung der Baubranche. Gerade das kollaborative Arbeiten im Planungsprozess hat in den vergangenen Jahren eine positive Entwicklung genommen. Vor allem große Architektur- und Ingenieurbüros setzen BIM inzwischen standardmäßig ein. Auch in der Ausbildung ist BIM mittlerweile gut verankert. Um den nächsten Schritt zu gehen, ist es wichtig, insbesondere bei den Bauverwaltungen und den öffentlichen Bauherren BIM-Wissen aufzubauen und soft- und hardwaretechnisch entsprechende Voraussetzung zu schaffen, um den gesamten Prozess mittelfristig zu digitalisieren.
Herr Gallenberger, welche konkreten Lösungen bietet FRILO, um einen Beitrag zur Förderung von BIM als Arbeitsmethode der Zukunft zu leisten?
Gallenberger: Der BIM-Connector wurde von FRILO entwickelt, um die Zusammenarbeit zwischen Architekten und Tragwerksplanern zu optimieren. Der OPEN-BIM-Prozess erlaubt es, CAD-Modelle zuverlässig an die FRILO-Lösung zu übergeben, wo das Modell für die statischen Berechnungen entsprechend bereinigt werden kann. Tragwerksplaner müssen das modellierte Gebäude also nicht mehr kleinteilig und schrittweise in der Statik-Software nachbauen, sondern können das Modell direkt importieren. Weil der Tragwerksplaner unmittelbar mit der Analyse des Modells beginnen kann, stellt die Einbindung des BIM-Connector insbesondere in zeitintensiven Projektphasen eine enorme Entlastung dar.
Hat auch SCIA eine Lösung solche Lösung im Portfolio?
Gallenberger: Mit dem SCIA AutoConverter lässt sich ein 3D-Strukturmodell aus einer beliebigen CAD-Software automatisiert in ein genaues Analysemodell umwandeln. Dabei können Änderungen an den Struktur- und Analysemodellen sowohl von Architekten als auch Ingenieuren nachverfolgt und verwaltet werden. Die Lösung maximiert die Wiederverwendung von Daten und minimiert die manuelle Handhabung während des gesamten Prozesses. Zeitaufwändige und mitunter lästige Umgestaltungsaufgaben entfallen.
Frau Prokop, neben IFC können Projektbeteiligte in der Planungsphase auch auf das Structural Analysis Format, kurz SAF, als Austauschformat von Daten zurückgreifen. Was ist SAF und inwieweit grenzt sich das Format von anderen Austauschformate ab?
Prokop: SAF ist ein vergleichsweise junges, herstellerneutrales Datenaustauschformat, das insbesondere den direkten, verlustfreien Austausch von Analysemodellen in der Tragwerksplanung vereinfacht und fördert. Dank ausbleibender Datenverluste bei der Übergabe entfällt das zeitaufwendige Neumodellieren auf Seiten des Tragwerksplaners. Das Format basiert auf Excel und ist damit besonders anwenderfreundlich, praktikabel und intuitiv, weil Bauingenieure mit Excel vertraut sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass mit SAF deutlich kleinere Datenmengen erzeugt werden als zum Beispiel mit IFC.
SAF kann also dazu beitragen, BIM in der Tragwerksplanung voranzubringen. Welche Hürden müssen aber genommen werden, um die Akzeptanz von SAF zu erhöhen?
Prokop: Zunächst muss man feststellen, dass sich der Kreis der Softwareanbieter, die SAF importieren und exportieren können, in den letzten zwei Jahren deutlich erweitert hat. Trotzdem verhalten sich viele Anwender noch zögerlich. Das hängt sicherlich damit zusammen, dass der Brückenbau als wichtiges Anwendungsgebiet bisher nicht ausreichend berücksichtigt wurde. Das muss sich ändern. Um mehr Anwender von dem Austauschformat zu begeistern und die Nutzerfreundlichkeit zu verbessern, planen wir außerdem, einen Arbeitskreis zu gründen, in dem wir Softwareanbieter und Softwareanwender zusammenbringen möchten. Die Erfahrung hat gezeigt, dass die besten Lösungen entstehen, wenn die Entwickler und die Nutzer im Austausch stehen. Mittelfristig soll SAF zudem zertifiziert werden, um mehr Vertrauen in das Austauschformat bei der Anwenderschaft zu schaffen.
Herr Gallenberger, warum ist SAF vor allem für FRILO- und SCIA-Nutzer von Vorteil?
Gallenberger: Da das Format speziell auf die Bedürfnisse von Tragwerksplanern zugeschnitten ist, profitieren sowohl SCIA- als auch FRILO-Anwender bei ihrer Tragwerksanalyse. Der hohe Grad an Interoperabilität bietet einen reibungslosen Datenaustausch zwischen beiden Software-Systemen. Einige direkte Schnittstellen wurden bereits realisiert. So findet die Übergabe der Gebäudedaten vom FRILO-Gebäudemodell GEO an SCIA Engineer für den Erdbebennachweis auf SAF-Basis statt. Weitere nützliche Schnittstellen werden bald folgen, um den verlustfreien Datenaustausch zwischen beiden Lösungen zu fördern und sämtliche Facetten der Tragwerksplanung zu berücksichtigen.
SCIA und FRILO werden in diesem Jahr die gemeinsame Zusammenarbeit intensivieren. Wie kam es zu dieser Entscheidung?
Gallenberger: Die Kooperation von FRILO und SCIA war uns schon länger ein Anliegen, um unsere Kunden noch besser in ihren Projekten unterstützen zu können. Beide Unternehmen gehören der Nemetschek Group an. Da liegt es nahe, dass offensichtliche Synergien bestmöglich genutzt werden. Fortlaufende Gespräche mit unseren Kunden bestärken uns in der Annahme, dass sich die abgestimmte Zusammenarbeit zu intensivieren lohnt.
Mit welcher mittel- und langfristigen Zielsetzung wurde die Zusammenarbeit intensiviert?
Gallenberger: Ziel der Kooperation ist es, unseren Kunden ein umfassendes Gesamtpaket an statischen Darstellungs- und Berechnungsmöglichkeiten zu liefern, das am Markt seinesgleichen sucht. Aus diesem Grund haben wir jüngst die Nemetschek Engineering gegründet, die nach heutigem Stand aus SCIA, FRILO und DC-Software besteht. Durch die engen Beziehungen in den Bereichen Software-Entwicklung, Service und Produktmanagement werden bestehende Schnittstellen zwischen den drei Softwarelösungen ausgebaut und neue, nutzenstiftende Übergabemöglichkeiten entstehen.
Wie werden die Anwenderinnen und Anwender der Programme davon profitieren?
Gallenberger: Gerade SCIA und FRILO ergänzen sich bereits heute erstklassig. Während Anwender mit SCIA Engineer komplexe 3D-Modelle übersichtlich darstellen können, überzeugt FRILO mit simplen, zeiteffizienten statischen Berechnungen einzelner Bauteile. In Kombination decken beide Lösungen also einen Großteil der realen Anwendungsfälle ab und ermöglichen dem Kunden maximale Flexibilität. So haben Tragwerksplaner für jede Herausforderung im Arbeitsalltag eine akkurate Lösung zur Hand. Wenn in Zukunft weitere direkte Schnittstellen im Sinne der Interoperabilität entwickelt werden und den verlustfreien Datenaustausch automatisieren, profitieren Anwender beider Lösungen von ganz neuen, äußerst praktikablen Synergieeffekten.
Frau Prokop, welche Hoffnungen und Erwartungen knüpfen Sie an die Zusammenarbeit der beiden Softwarehäuser?
Prokop: Ich freue mich immer, wenn verschiedene Unternehmen die Zusammenarbeit intensivieren, denn die digitale Transformation der Baubranche gelingt nur mit gemeinsamen Standards und optimierten Schnittstellen. Es gibt nicht das eine Programm am Markt, das sämtliche Ansprüche und Herausforderungen der Baubranche löst. Insofern erhoffe ich mir von der engen Kooperation einen optimalen Datenaustausch zwischen den Lösungen und folglich zufriedene Anwender.
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Zur Person
Ines Prokop ist seit Mai 2020 Geschäftsführerin des Bundesverband Bausoftware e.V. Der BVBS verfolgt seit 1993 das Ziel, die Leistungsfähigkeit und die Innovationskraft der Bauwirtschaft durch den Einsatz von Bausoftware zu verbessern. Um die Qualität der digitalen Transformation zu steigern, führt der BVBS seit Jahren Zertifizierungen für den Datenaustausch von Softwareanwendungen durch.
Markus Gallenberger übernahm im Dezember 2018 als CEO die Leitung bei der FRILO Software GmbH. Seit April 2022 bekleidet er außerdem das Amt des CEO beim belgischen Software-Unternehmen SCIA. Beide Softwarehäuser gehören zur Nemetschek Group und bieten Berechnungsprogramme für baustatische Aufgabenstellungen und Tragwerksplanung an.
