RecycleBIM: ein weiterer Schritt in Richtung Kreislaufwirtschaft von Baustoffen

In den letzten Jahren ist Nachhaltigkeit zu einer absoluten Priorität geworden, und der Bausektor bildet keine Ausnahme. Dieses Mal liegt der Fokus auf dem Thema Kreislaufwirtschaft von Baumstoffen, einem Ansatz, der darauf abzielt, die auf Baustellen produzierten Abfälle auf ein Minimum zu reduzieren und die Wiederverwendung und das Recycling von Materialien zu maximieren. Diese Philosophie steht im Gegensatz zum traditionellen linearen Modell, das die Verwendung und dann die Stilllegung von Materialien vorsieht, und fördert stattdessen einen kontinuierlichen Kreislauf von Ressourcennutzung und -wiederverwendung.

Eine entscheidende Variable in diesem Prozess ist sicherlich das Building Information Modelling (BIM), eine neue Arbeitsmethodik, die dank integrierter Management-Tools eine Optimierung von Bauprojekten ermöglicht. BIM ermöglicht die Erstellung detaillierter 3D-Modelle von Gebäuden, die wertvolle Informationen zu jedem Lebenszyklusabschnitt eines Bauwerks liefern, von der Planung bis zum Abriss. Dank BIM ist es möglich, die Wiederverwendung und das Recycling von Materialien effizient zu planen, die Mengen jedes Materials zu katalogisieren und zu schätzen, die Zeitpläne und Phasen des Abrisses zu bewerten und insgesamt die Nachhaltigkeit von Bauwerken zu verbessern. All dies ist nur möglich, wenn das digitale Modell des Bauwerks erstellt wird, das heißt das 3D-Modell, das seine reale Version getreu darstellt und einen Informationscontainer darstellt, der im Laufe der Zeit weiterentwickelt werden kann.

In Bezug auf dieses so wichtige Thema leistet auch das Unternhemen ACCA software einen Beitrag, seine Erfahrung und seine fortschrittlichen Technologien, indem es aktiv am Projekt RecycleBIM teilnimmt, einer wichtigen multinationalen und multiakteurischen Initiative, die darauf abzielt, einen integrierten Rahmen für die Kreislaufwirtschaft von Baumaterialien zu entwickeln.

Diese Arbeit wurde teilweise durch die Maßnahme ERA-MIN 3 finanziert, die von der Europäischen Union im Rahmen des Programms Horizont 2020 mit der Zuwendungsvereinbarung der Europäischen Kommission Nr. 101003575 finanziert wurde.

RecycleBIM: Worum geht es?

Das RecycleBIM-Projekt ist eine wichtige Initiative zur Förderung der Nachhaltigkeit und Kreislaufwirtschaft von Baumstoffen durch den fortgeschrittenen Einsatz von BIM. Dank dieses Projekts wird es möglich sein, Verfahren zu untersuchen, die darauf abzielen, das Management von Baumaterialien zu verbessern, die Umweltauswirkungen zu reduzieren und effizientere und nachhaltigere Baupraktiken zu fördern.

Das Hauptziel besteht darin, die Potenziale von BIM zur Förderung von Nachhaltigkeit und Effizienz im Management von Baumaterialien zu nutzen, vom Einsatz bis zur Demontage und zum Recycling. Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren und begann im Mai 2022. Zahlreiche Partner sind beteiligt, darunter namhafte Profile aus der Forschungs- und Universitätswelt sowie dem Baufeld.

Hier ist eine Liste der Kooperationspartner:

• University of Minho (Portugal)
• Technische Universität Darmstadt (Deutschland)
• Universidade de Vigo (Spanien)
• Stellenbosch University (Südafrika)
• ACCA software S.p.A. (Italien)
• Südhessische Wertstoffrückgewinnungs GmbH (Deutschland)
• University of the Western Cape (Südafrika)
• LEZAMA DEMOLICIONES S.L. (Spanien)
• Lafarge Centre de Recherche (Frankreich)
• Newton (Portugal)
• Gaiurb EM (Portugal)
• Marta Campos – Architecture (Portugal)
• A-Lab (Portugal).

LCA und Bauwesen

Projektziele

Das Projekt zielt darauf ab, fünf Hauptaspekte zu untersuchen.

• Neue Methoden für die Bestandsaufnahme von Gebäudebeständen testen
  Eines der Hauptziele des Projekts ist die Entwicklung einer innovativen Methodik zur Bestandsaufnahme von Gebäuden, die abgerissen werden sollen. Dies beinhaltet den Einsatz modernster Technologien wie manuelles Laserscanning, um digitale Zwillinge der Gebäude halbautomatisch und kostengünstig zu erstellen. Diese digitalen Zwillinge sind virtuelle Modelle, die die physischen und funktionalen Eigenschaften der Gebäude originalgetreu widerspiegeln und die Planung und Verwaltung der Abrissarbeiten erleichtern.
• BIM-Modellierungsregeln und Informationsanforderungen festlegen
  Ein weiterer entscheidender Aspekt des Projekts ist die Festlegung angemessener BIM-Modellierungsregeln und spezifischer Informationsanforderungen. Diese Standards ermöglichen es, alle relevanten Informationen für eine umfassende Abrissanalyse in die BIM-Modelle zu integrieren, einschließlich Aspekte der Gesundheit und Sicherheit, Abrissphasen und -techniken sowie die Mengenermittlung der für Wiederverwendung und Recycling verfügbaren Materialien. Dies gewährleistet ein effektiveres und sichereres Management der Abrissarbeiten und fördert die Materialkreisläufe.
• IFC-Tools für die Multi-Kriterien-Optimierung implementieren
  Das Projekt sieht die Entwicklung eines auf IFC (Industry Foundation Classes) basierenden Tools zur Multi-Kriterien-Optimierung von Deconstruction-Strategien und -Materialien vor. Dieses Tool ermöglicht es den Planern, ihre BIM-Modelle innerhalb einer integrierten Plattform zu analysieren. Die Plattform wird ein Multi-Kriterien-Optimierungsverfahren verwalten, das verschiedene Faktoren wie Abrissphasen und -strategien berücksichtigt und LCA- (Life Cycle Assessment) und LCC-Analysen (Life Cycle Costing) einschließt. Dieser Ansatz ist sowohl für das Design for Deconstruction als auch für die Planung des Abrisses von Bestandsgebäuden nützlich.
• Neue Verwendungsmöglichkeiten für Abfälle aus Abrissarbeiten zur Herstellung von 3D-gedrucktem Beton entwickeln
  Ein weiteres Ziel des Projekts ist die strategische und optimierte Nutzung von recycelten Abbruchabfällen zur Herstellung von 3D-gedrucktem Beton. Diese innovative digitale Baupraxis wird dazu beitragen, die Umweltauswirkungen von Bauabfällen zu reduzieren und gleichzeitig die Einführung von 3D-Drucktechnologien im Baubereich zu fördern. Der Einsatz von 3D-gedrucktem Beton wird nicht nur die Abfallmenge reduzieren, sondern auch die Effizienz und Nachhaltigkeit der Bauprozesse verbessern.
• Tools für die Erteilung von Baugenehmigungen entwickeln
  Schließlich zielt das Projekt darauf ab, spezifische Tools zu entwickeln, die von Gemeinden im Prozess der Erteilung von Baugenehmigungen für Neubauten und Abrissarbeiten auf Basis von BIM-Modellen (openBIM) verwendet werden können. Diese Tools ermöglichen eine effizientere und transparentere Verwaltung von kommunalen Genehmigungen, basierend auf nachverfolgbaren Daten und genauen Aufzeichnungen der Materialkreisläufe auf lokaler Ebene. Dies ermöglicht es den Gemeinden, globale Optimierungsstrategien umzusetzen, um die Nachhaltigkeit und Effizienz der Bauverfahren auf kommunaler Ebene zu verbessern.

Eines der Hauptziele des Projekts ist es, neue Kenntnisse und Methoden zum Nutzen des Bauwirtschaftsmarktes zu verbreiten, der hauptsächlich aus kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) besteht. Diese Unternehmen können sich oft keine bedeutenden Investitionen in die Entwicklung neuer Technologien oder den Kauf teurer Ausrüstungen wie professioneller Laserscanner oder Premium-Softwarelizenzen für Nachhaltigkeitsanalysen leisten. Die Unterstützung gemeinsamer Initiativen auf europäischer Ebene wie RecycleBIM ist daher entscheidend, um die Einführung der Grundsätze der Kreislaufwirtschaft in den täglichen Aktivitäten des europäischen Marktes zu beschleunigen und den Rest des Marktes positiv auf die Erreichung der Ziele des Pariser Abkommens zu beeinflussen.

Die umfassende Anwendung von Kreislaufprinzipien im Design-to-Demolition kann einen signifikanten Einfluss auf die Bauindustrie haben und das ehrgeizige Ziel von 100 % Kreislaufwirtschaft bei Baumaterialien unterstützen. Dieses Projekt, weit entfernt von einer einfachen Nischeninitiative, zielt darauf ab, eine Datenbank für wiederverwendbare und recycelbare Materialien im Bauwesen auf Basis von BIM zu schaffen und Datenanalysen durchzuführen, um andere Industriezweige über die Verfügbarkeit von Materialien für die Kreislaufwirtschaft zu informieren.

Ergebnisse des RecycleBIM-Projekts

Das RecycleBIM-Projekt zielt darauf ab, spezifische Ergebnisse durch den Beitrag der verschiedenen beteiligten Partner zu erzielen. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehören:

• Handbuch für Produktinformationsmodellierung (Product Data): Basierend auf den Informationsanforderungen im Bereich Kreislaufwirtschaft werden diese Datenblätter eine detaillierte Anleitung für das Datenmanagement von Materialien bieten.
• Definition der LOIN-Spezifikationen (Level of Information Need): Diese Spezifikationen für Hauptbauelemente unterstützen die Lebenszyklusanalyse (LCA: Life Cycle Assessment), Energieaudits, Abrissprojekte, Lebenszykluskostenanalysen (LCC: Life Cycle Costing) sowie die Erstellung von Inventaren wiederverwendbarer oder recycelbarer Materialien unter Verwendung der BIM-Methodik mit auf IFC-Dateiformat basierenden Anwendungstools.
• Modelle für Informationsverträge (EIR): Zwei spezielle Modelle für Neubauten und abzureißende Bestandsgebäude bieten eine strukturierte Grundlage für das Management der Anforderungen an Informationslieferungen in beiden Kontexten.
• Modelle für Informationsmanagementpläne (BEP): Ebenfalls zwei spezifische Modelle, um zu zeigen, wie auf die im EIR definierten Informationsanforderungen sowohl für Neubauten als auch für abzureißende Gebäude reagiert werden kann, um eine konsistente und umfassende Informationsverwaltung zu gewährleisten.
• Open-Source-App „RecycleBIM“: Eine Anwendung zur Überprüfung der Integrität von IFC-Dateien und zur Überprüfung möglicher Inkonsistenzen oder fehlender Informationsanforderungen gemäß den LOIN-Spezifikationen.
• Handbuch zur Planung von Bestandsaufnahmen: Detaillierte Anleitung zur halbautomatischen Erstellung des BIM-Modells unter Verwendung der SCAN-to-BIM-Technologie.
• Modell zur Vorhersage von Bau- und Abbruchabfällen: Mit einer detaillierten Beschreibung versehen, wird dieses Modell helfen, die erzeugten Abfälle vorherzusagen und zu verwalten.
• Integriertes Energiebedarfsbewertungstool: Basierend auf IFC-Modellen wird dieses Tool die energetische Analyse von Gebäuden unterstützen.
• Optimierungstool für Lebenszyklusanalysen (LCA) und Lebenszykluskosten (LCC): Basierend auf einem parametrischen Modell von Gebäuden im IFC-Format werden repräsentative Indizes für die Verbesserung der Umweltleistung zurückgegeben, was zur Reduzierung der Umweltauswirkungen und zur Optimierung des Dekarbonisierungsprozesses beiträgt.
• Inventar recycelbarer Bauabfälle: Eine detaillierte Ressource zur Identifizierung und Verwaltung von recycelbaren Abfällen aus Bau- und Abbrucharbeiten.
• Marktplatz für recycelte Materialien: Plattform für den Vertrieb von recycelten Materialien mit Informationsanforderungen, Umweltdaten und wirtschaftlichen Daten, integriert mit der Open-Source-App „RecycleBIM“ zur Überprüfung der Integrität von IFC-Dateien.

Diese Ergebnisse werden dazu beitragen, neue Kenntnisse und Methoden im Bauwesen zu verbreiten, die Annahme der Grundsätze der Kreislaufwirtschaft zu fördern und KMU auf ihrem Weg zu nachhaltigeren Praktiken zu unterstützen.