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Produktmodularisierung in der Bauindustrie

[09.03.2015]

Foto: Mimi Potter / fotolia.com
Die Automobilindustrie profitiert bereits seit Jahren von den Vorteilen der Modularisierungsstrategie. Die Übertragung der Prinzipien der Produkt- und Produktionsmodularisierung auf den Hausbau liefert auch in der Baubranche große Potenziale. Die Modularisierung im Hausbau ermöglicht es, eine hohe Varianz effizient und flexibel zu fertigen, den Entwicklungs- und Planungsaufwand zu reduzieren und gleichzeitig den Qualitätsstandard durch die Verwendung marktreifer Module zu steigern.

Nachhaltige und qualitativ hochwertige Wohnraumlösungen

Der weltweit steigende Bedarf an Wohnraum wird durch die kontinuierlich steigende Bevölkerung und die fortschreitende Urbanisierung zu einem zunehmend kritischen Faktor für die ökonomische und soziale Entwicklung vieler Länder. Von den Effekten sind insbesondere aufstrebende Nationen wie Indien, China, Russland und Brasilien sowie Südostasien betroffen. Die Entwicklungen hinsichtlich der Einkommensverteilung nehmen dabei eine wesentliche Rolle ein. In den aufstrebenden Nationen besteht vor allem Bedarf an günstigem Wohnraum.

Aktuelle Großprojekte im Siedlungsbau zeigen jedoch, dass der konventionelle Hausbau in diesem Bereich an seine Grenzen stößt. Baumängel und damit verbundene Termin- und Budgetüberschreitungen sind an der Tagesordnung. In Bauprojekten dieser Art besteht insbesondere die Herausforderung, die Leistung der Vertragspartner und Sublieferanten zu koordinieren, mit der Knappheit wichtiger Ressourcen umzugehen und dabei die Effizienz der Prozesse stetig zu optimieren. Im Rahmen der Untersuchungen in Kooperation mit der TCW Management Consulting konnte festgestellt werden, dass der Stahl-Leichtbau in Kombination mit einer modularen Bauweise und Produktion in der Lage ist, die Herausforderungen der konventionellen Baubranche zu überwinden und Häuser kurzfristig, flexibel, kostengünstig sowie qualitativ hochwertig zu bauen.

Modularisierung von Produkt und Produktion im Hausbau

Durch die Modularisierung des Produkts und der Produktion kann nach außen eine hohe Varianz und Vielfalt angeboten werden, ohne dass die innere Komplexität steigt. Der modulare Stahl-Leichtbau basiert auf dem Prinzip der Segmentierung einer Gesamtstruktur in einzelne, separat koordinierbare Module. Diese werden anschließend zu einer Gesamtstruktur zusammengefügt. Um dabei Kosten-, Zeit- und Qualitätsvorteile realisieren zu können, gilt es allerdings bei der Architekturgestaltung spezifische Eigenschaften zu berücksichtigen. Diese beziehen sich überwiegend auf ein definiertes Gestaltungsraster, welches mögliche Positionen und Maße von Funktionseinheiten festlegt.

Aufgrund der Möglichkeit zur industriellen Vorfertigung können durch den Einsatz der modularen Bauweise Vorteile hinsichtlich Flexibilität, Kosten, Qualität und Zeit realisiert werden. Die Stahl-Leichtbauweise als Grundlage der modularen Bauweise erfüllt gleichzeitig eine Vielzahl an bauphysischen und ökologischen Anforderungen. So können gegenüber einer konventionellen Bauweise Vorteile hinsichtlich der Schallschutz- und Brandschutzeigenschaften sowie der seismischen Resistenz verwirklicht werden. Zusammen mit dem TCW Management Consulting wurden die einzelnen Elemente der modularen Produktion sowie des Produkts analysiert und kategorisiert, um standardisierte Schnittstellen und Module zu erzeugen.

Kostenvorteile durch das modulare Bausystem
Abbildung 1: Kostenvorteile durch das modulare Bausystem

Die erheblichsten Vorteile sind dabei in den Dimensionen, wie sie in Abbildung 1 dargestellt sind, zu finden. Insbesondere die Planungskosten, die hauptsächlich durch die Notwendigkeit von hoch qualifiziertem Personal verursacht werden, können durch die Wiederverwendung von einmal geplanten Modulen erheblich reduziert werden. Zusätzlich treten durch die Realisierung von Einkaufsvorteilen positive Effekte in den Dimensionen Materialkosten auf.

Potenziale der Modularisierung im Hausbau

In Zusammenarbeit mit dem TCW konnten im Bereich der modularen Vorfertigung von Häusern die relevanten Zieldimensionen erheblich optimiert werden.

Vorteile der Modularisierung in der Fertighausindustrie
Abbildung 2: Vorteile der Modularisierung in der Fertighausindustrie

Aufgrund des steigenden Bedarfs an kurzfristig realisierbarem Wohnraum, ist der Faktor Zeit ein wesentlicher Treiber des modularen Hausbaus (vgl. Abbildung 2). Mit dem modularen Hausbau können Bauprojekte mehr als 55 % schneller realisiert werden. Zusätzlich wird eine Kostenreduzierung von über 70 % gegenüber der konventionellen Bauweise realisiert. Aufgrund der hohen Wiederholrate können darüber hinaus wesentliche Qualitätsvorteile erreicht werden.

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