Produktionsgebäude der Zukunft

Seit Anfang der 90er Jahre hat sich die Beschäftigtenzahl im verarbeitenden Gewerbe in Deutschland von annähernd 11 Mio. auf aktuell 8 Mio. Beschäftigte reduziert, Tendenz weiter fallend. Dabei hat das verarbeitende Gewerbe in Deutschland einen Anteil von ca. 23% am Gesamt-BIP. Und obwohl die Umsätze im verarbeitenden Gewerbe aufgrund der Exportstärke Deutschlands tendenziell zunehmen werden, stehen dafür zukünftig immer weniger Fachkräfte zur Verfügung. Auch gehen die Investitionsbudgets der Unternehmen für die Instandhaltung/Instandsetzung von Gebäuden seit Jahren zurück. Welchen Einfluss haben diese Entwicklungen auf die Produktionsgebäude der Zukunft?

Produktionsgebäude der Zukunft

Zeit für einen Paradigmenwechsel!

Verstärkte Handelsbarrieren, der BREXIT, Ital-Exit, überschuldete Staatshaushalte, überalterte Gebäude und Infrastrukturen sowie immer stärker werdende Globalisierungsgegner und erhöhte Umweltauflagen verschlechtern die stabile Lage in Deutschland und Europa zunehmend.

Hinzu kommen fehlende Investitionen in die Infrastruktur wie ein flächendeckendes Glasfasernetz und der Aufbau eines 5G-Netzes. Die hohen Datenschutzbestimmungen bei der Digitalisierung wirken eher hemmend als treibend für zukünftige Investitionen. Um diese Risiken für Industrie-Unternehmen zu minimieren, müssen Lieferketten neu überdacht, Produktionsimmobilien standardisiert, Planungs- und Bauzyklen reduziert und Prozesse optimiert werden. So kann mit weniger Mitarbeitern und effizienteren Gebäuden eine höhere Wertschöpfung pro Mitarbeiter und m² generiert werden. Damit Deutschland im weltweiten Kontext konkurrenzfähig bleiben kann, muss in Bezug auf die bestehenden Produktionsprozesse und -Immobilien ein Umdenken stattfinden.

Aber wie? Die Antwort lautet: Strukturieren, Simplifizieren, Automatisieren, Digitalisieren, und dabei das richtige Produktionsgebäude am zweckmäßigsten Standort errichten (siehe auch Artikel "Erfindet sich der Süden im Norden neu").

Zukünftige Ausrichtung

Heutige Investitionen in neue Produktionsgebäude bleiben mindestens für die nächsten 40 Jahre relevant, dementsprechend müssen auch heute schon zukünftige Anforderungen an die Gebäudehülle (hinsichtlich des Brandschutzes, energetischer Themen, Sensortechnik o.ä.) berücksichtigt werden. Gleichzeitig müssen diese Gebäude so anpassungsfähig errichtet werden, dass eine maximale Flexibilität in der Nutzung und Instandhaltung gewährleistet wird.

Auch die Berücksichtigung von Data Centern wird bei zukünftigen Produktionsstandorten eine größere Rolle spielen, um Trends wie vernetzte Supply Chain, E-Mobility, Big Data etc. zu ermöglichen. Zudem wird eine digitale Vernetzung der Gebäude und der ablaufenden Prozesse stattfinden. Die Gebäudeleittechnik kommuniziert autonom mit der Betriebstechnik und reagiert effizient auf sich ändernde Energieströme. Kameras überwachen Arbeitsabläufe, decken Sicherheitsabweichungen auf und stellen Auswertungen für Ressourcennutzung von Hilfsmitteln und Materialien zur Verfügung.

Modularisierung von Gebäuden

Es gibt diverse Studien, die dem 3D-Druck in der Baubranche ein großes Wachstum vorhersagen. Allerdings ist hier im industriellen Bereich, unter Berücksichtigung sehr komplexer Themen wie der Infrastruktur, Versorgungs-Medien, umweltspezifischer Themen und Bauen im Bestand, mittelfristig eher kein großes Wachstum zu erwarten. Es bleibt bei der bereits etablierten Skelett-Bauweise.

Aber gerade die Modularisierung von Gebäuden, d.h. eine Vorfertigung von ganzen Bauteilen oder Segmenten, wird eine größere Bedeutung bekommen, wodurch der Zeitaufwand in der Realisierung der Gebäude, und damit auch der Koordinierungs- und Überwachungsaufwand der Baumaßnahme, stark reduziert wird. Ziel bei einer solchen Modularisierung muss eine kürzere Planungs- und Bauzeit, eine günstigere und auch vorhersehbarere Kostenbasis, aber auch eine geringere Mängelquote bei Planung und Bau sein.

Diese Bauweise bietet zudem die Möglichkeit, Bauwerke an ihre tatsächlich erwartete Nutzungsdauer anzupassen (z.B. weniger als bisher 50 Jahre) und nicht durch eine überdimensionierte Konstruktion unnötig zu verteuern. Dabei werden verstärkt Bauteile und Anlagen mit QR-Codes versehen, um Interaktionen mit einem Facility Management 4.0 und einer Kommunikation zwischen den Bauteilen/Maschinen mittels intelligenter Kameratechnik zu ermöglichen.

Produktionsgebäude Visualisierung

Fazit

Zukünftige Produktionsgebäude werden zusehends modularisierter, standardisierter, aber auch vernetzter und anpassungsfähiger, um eine flexible Produktion zu ermöglichen. Das verstärkte Anfallen von Daten am Standort muss über die Berücksichtigung von lokalen kleineren Data Centern berücksichtigt werden. Nur durch das Interagieren von Experten mit verschiedenen Fachkompetenzen können solche ganzheitlichen Lösungen für diese komplexen Gebäude geplant und gebaut werden.


Gordon Mauer

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