Bauen 4.0 (ABH103)

Der Einsatz von neuen Technologien im Bauwesen, speziell die additive Fertigung, leistet einen Beitrag zur Reduktion von Transporten zur Baustelle und Minimierung der Bereitstellungsflächen auf der Baustelle. Dies hat einen wesentlichen Einfluss auf die Feinstaubbelastung. Die Projektpartner haben im Rahmen dieses Projekts verschiedene Arbeitspakete definiert und diese im Zeitraum von 2 Jahren bearbeitet.

Die Zielerreichung T1-T4 ist im Folgenden kurz zusammengefasst:

 T1: Reduktion Anzahl gefahrene LKW Kilometer

Die ZHAW und Cablex haben einen Use Case in Bezug auf Mobilität entwickelt. Es wurde analysiert, wie sich der Einsatz von anderen Fahrzeugtypen (umweltfreundliche Antriebsarten) auf einer Baustelle auf die CO2-Emissionen und die Kosten auswirkt. Cablex konnte hier detaillierte Daten zur Personen-Mobilität liefern, so dass es möglich war die Veränderungen auf die gesamte Dauer der Baustelle (20-22 Monaten) zu modellieren. In einer Analyse wurden verschiedene Treibstoffquellen untersucht und miteinander verglichen, um zu sehen, welche das größte Potenzial hat. Außerdem bewerteten wir die Machbarkeit anhand der aktuellen Infrastruktur und der Art der Arbeit, die das Unternehmen leistet. Wir haben drei Szenarien geprüft. Im ersten Szenario gingen wir von 100 % elektrischen Fahrzeugen ohne Ladebeschränkungen aus. Im zweiten Szenario wurden Hybridfahrzeuge (Hybrid-Fahrzeuge oder Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge) eingesetzt. Im letzten Szenario wurde eine gemischte Mobilität bestehenden aus dem Einsatz (traditioneller) Fahrzeuge und einer Optimierung für kurzen Strecken innerhalb des Standorts Bassersdorf geprüft.

T2: Vermeidung von Abfall

Evaluierung und Erprobung eines „Kontinuierlichen Verbesserungsprozess (KVP)“ bei der Versorgung und Entsorgung auf der Baustelle. Anhand der gewonnenen Rückmeldungen der Marktpartner wurden die Parameter zur Ableitung eines KVP validiert, angepasst oder neu definiert. Am Beispiel der Pilotbaustelle „KGII Freiburg“ wurde der Anforderungskatalog für „Kennzahlen – Bauen 4.0“, zur Planung und Steuerung baulogistischer Prozesse validiert und fortgeschrieben. Wie bereits bei der Baustellenbesichtigung der Pilotbaustelle in Freiburg vorgestellt und erläutert wurde, benötigen Bauvorhaben bestimmter Größe und Komplexität einen sehr großen zeitlichen Vorlauf, sodass aktiv noch kein systematischer Einsatz von technischen oder organisatorischen Lösungen im Einsatz sind, die angestrebten horizontalen Grundsätze und Outputs nachweislich umgesetzt zu finden.

T3: Reduktion von Primärwerkstoff Beton

Zusammen mit Cablex konnte die ZHAW in einem Use Case zum Schachtbau das entwickelte Modell erproben. In der ersten Phase haben wir Interviews mit zwei Unternehmen, die im Schachtbau tätig sind, durchgeführt. Ein Unternehmen wendet heute die traditionelle Baumethode an, d.h. der Beton ist vor Ort gegossen, während das zweite Unternehmen die 3D-Drucktechnologie einsetzt, d.h. der Schacht wird in einem kontrollierten Umfeld (Fabrik) hergestellt, dann zur Baustelle gebracht und verbaut. Mit diesen Interviews konnten wir Prozessinformationen und konstruktionsbezogenen Daten für die traditionelle sowie 3D Druck Schachtbaumethoden erheben und damit das Wirkungsmodell testen. In einem iterativen Prozess wurde das zuvor entworfene Wirkungsmodell verbessert.

Wir konnten zeigen, dass unter Einhaltung gewisser Voraussetzungen die 3D-Drucktechnologie zu einer deutlichen Reduktion von Primärwerkstoff Beton führt. Diese Einsparung ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass die 3D-Drucktechnologie eine feste Wandstärke garantiert im Vergleich zu der traditionellen Baumethode. Wir konnten sowohl diese Einsparung als auch die Auswirkungen der 3D-Drucktechnologie auf die CO2-Emissionen, Kosten und Ertrag quantifizieren.

T4:Reduktion der Bereitstellungsfläche

 Durch eine bedarfsgerechte und phasenbezogene Planung und Nutzung der BE-Fläche ist es gelungen, je Kooperationsprojekt, bis zu 50% der BE-Fläche (für Lagerung) zu reduzieren. Hierbei wird weiter der Ansatz verfolgt, keine „typischen“ Lagerflächen mehr auszuweisen, sondern Puffer- oder Bereitstellungsflächen. Lagerhaltung auf den Baustellen wird durch eine gezielte Just-in-time (JIT) -Steuerung und -anlieferung reduziert und vermieden.

Durch eine Konsolidierung von Transporten (Umschlag und Zusammenführen von Teilmengentransporte zu Gesamttransporten) (ca. 20%) konnte der Füllgrad der Beladung der LKWs erhöht und somit auch Stellfläche für nicht 100% gefüllte Transporte reduziert werden.

Durch ein intelligentes Zusammenspiel zwischen Transportanlieferung und Entladung oder Verbringung konnte die Stand- und Verweilzeit der LKWs um ca. 20% reduziert werden, um somit schneller auch wieder Flächen wertschöpfend nutzen zu können.

Reduktion von Containerflächen (ca. 50%) durch „Containersharing“ und Betreiberkonzept Container (Nutzung eines Containers von mehreren ANs)