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Auf dem Weg zu einer digitalen Baukultur – BSA/FAS

Das Gesetz des Handelns bestimmen

Lange wurde die Digitalisierung unserer Disziplin und der gesamten Bauwirtschaft vor allem von ArchitektInnen vorangetrieben. Heute übernehmen andere AkteurInnen zusehends die Führung. Damit uns der Schritt in die digitale Zukunft gelingt und wir keine Nachteile erleiden, wäre es wichtig, (wieder) Vorreiter zu sein.

Elias Baumgarten

Sie läuft schon ziemlich lange, die Digitalisierung der Bauwirtschaft. Vor über dreissig Jahren begann sie – zuerst ganz langsam, fast unmerklich – mit der Einführung der ersten CAD-Programme. Viel hat sich seither getan, und die Fortschritte folgen einander immer rascher. Schon Mitte der 2000er-Jahren schrieb David Rutten das Programm Grasshopper zur Entwicklung formgenerierender Algorithmen in Rhinoceros 3D. Etwa zur selben Zeit begannen Hochschulen, vor allem in unserem Nachbarland Österreich, aber auch in den Niederlanden, in Grossbritannien und den USA, parametrisches Entwerfen zu unterrichten – zuweilen als Schwerpunkt. Wenig später wurden die ersten Bauprojekte mit digitalen Werkzeugen gestaltet und konstruiert. Teils wurden ihre Bauteile sogar schon direkt auf Basis der 3D-Modelle gefertigt – zum Beispiel bei Zaha Hadids Hungerburgbahn (Innsbruck, 2008) unter Mitwirkung der Schweizer Firma Design-to-Production. Grosse Fortschritte wurden auch im Bereich der Robotik gemacht: Heute verfügen wir über Roboter, die physische Modelle abtasten und digitalisieren können. Andere sind in der Lage, zu mauern oder Bewehrungselemente zusammenzusetzen. In China werden Roboter auch schon beim Bau grösserer Module eingesetzt.

An den Stationen der Hungerburgbahn in Innsbruck von Zaha Hadid sind 2500 einzigartige Profile aus Polyethylen verbaut. Sie wurden auf Basis des CAD-Modells mit einer CNC-Maschine gefräst. Daran entscheidend beteiligt war die Schweizer Firma Design-to-Production. (Foto: Werner Huthmacher)

Häufig waren es in der Vergangenheit Architekt:innen, die technologische Neuerungen vorantrieben – um etwa bis anhin nicht umsetzbare, mehrfach gekrümmte Formen bauen zu können. Visionäre Arbeiten wie die Zeichnungen von Lebbeus Woods (1942–2012) beflügelten ihre Kreativität. Oft werden solche Projekte hierzulande herablassend als ästhetische Spielereien von fragwürdigem Wert abgetan. Die Urheber:innen aber versprachen sich von ihnen eine transformative Wirkung auf die Gesellschaft; es gab einen fundierten theoretischen, philosophischen und politischen Hintergrund. Inzwischen hat sich das Bild geändert: Es sind nicht länger vornehmlich Architekt:innen, die die Digitalisierung forcieren: General- und Totalunternehmer, Akteure aus der Industrie und auch Softwareentwickler beanspruchen den Lead für sich. Architekt:innen hingegen nehmen – gerade auch in der Schweiz – oft eine Abwehrhaltung ein; manche treibt gar die Angst, irgendwann durch Algorithmen ersetzt zu werden – eine Angst, die vor allem von der Unkenntnis über parametrische Methoden herrührt.

Mit einem Mal wird die Digitalisierung weniger aus einem gestalterischen Antrieb gepusht oder, um ökologische Ziele zu erreichen und Ressourcen zu sparen, sondern aus wirtschaftlichen Gründen: Schneller, effizienter, günstiger soll das Bauen werden. Das ist gefährlich. Wir wurden in den letzten Jahren ein Stück auf die Rolle von Entwurfsarchitekten zurückgedrängt und haben bei der Umsetzung unserer Projekte immer weniger zu sagen. Wenn wir nicht Acht geben und uns einmischen, droht eine weitere Marginalisierung.

Schweizer Forscher:innen gehören beim Einsatz von Robotern am Bau zur Weltspitze.
(Foto © Gramazio Kohler Research, ETH Zürich)

Grosser Nachholbedarf

Die Ausbildung spielt eine Schlüsselrolle, sollen Architekt:innen die Digitalisierung der Bauwirtschaft federführend gestalten und von ihr profitieren. Die Schweizer Architekturschulen sind dabei im Hintertreffen: Zwar verfügen sie über Spitzeneinrichtungen wie das Robotiklabor der Professur für Architektur und Digitale Fabrikation der ETH Zürich, die Pionierarbeit leisten, trotzdem aber ist der Unterreicht sehr konservativ. Johannes Käferstein, Präsident des Architekturrats der Schweiz und Leiter des Masterstudiengangs Architektur der Hochschule Luzern, muss eingestehen, dass entsprechende Lehrinhalte erst aufgebaut werden müssen.

Es gibt kein Konzept, wie unser Nachwuchs auf die digitale Zukunft vorbereitet werden soll. Lediglich eine Absichtserklärung in Form eines Positionspapiers des Architekturrats der Schweiz, in dem sich alle Hochschulen des Landes beraten, liegt vor. Richtig ist zwar, dass Studierende nicht zu früh vorwiegend digital arbeiten sollten, sondern erst starke konzeptionelle Fähigkeiten aufbauen müssen, damit beispielsweise parametrische Methoden nicht zu willkürlichen Resultaten führen. Trotzdem muss der Rückstand im internationalen Vergleich rasch aufgeholt werden. Es reicht nicht, einige Lehrveranstaltungen aufzugleisen, in denen digitale Werkzeuge behandelt werden. Eine neue Kollaborationskultur muss erlernt werden, denn künftig werden wir verstärkt gleichzeitig und über Disziplingrenzen hinweg an Projekten arbeiten. Anderenorts sind fakultätsübergreifende Programme bereits erfolgreich lanciert – zum Beispiel der Master für Construction & Robotics an der RWTH Aachen, bei dem der Einsatz von Robotern am Bau für Informatikerinnen, Bauingenieure, Architektinnen und Maschinenbauer Thema ist. 

 

Potenzial und Risiko

Voran sein sollten wir auch bei der Nutzung von BIM (Building Information Modelling). Das neue Werkzeug verspricht, sequenzielle Arbeitsprozesse aufzubrechen und ein engeres Zusammenwirken aller an Planung und Bau Beteiligten zu ermöglichen. Das ist eine Chance, könnte es uns doch erlauben, als Koordinatoren und Moderatorinnen die Führung im neuen Planungsprozess zu übernehmen und verlorenen Boden zurückzugewinnen. Vorgedacht ist das von ArchitektInnen seit Jahrzehnten: 1992 setzte Frank O. Gehry für Gestaltung und Konstruktion der Skulptur El Peix auf ein Drahtgittermodell, an dem alle beteiligten Gestalterinnen und Ingenieure arbeiteten.

Der Gossauer Holzbauer Blumer-Lehmann ist international gefragt, geht es um die Realisierung komplexer Freiformen wie hier bei der Moschee in Cambridge von Marks Barfield Architects. Hierzulande wird diese Expertise weniger ausgenutzt. (Foto: Morley von Sternberg)

Doch bei allem Optimismus bleiben viele Fragen offen: Nicht geregelt ist zum Beispiel die digitale Abgabe an Wettbewerben. Obwohl es bis zu deren flächendeckender Einführung noch dauern wird – nicht nur Architekt:innen, sondern auch viele Juror:innen stehen ihr kritisch gegenüber, möchten lieber weiter 2D-Pläne und Gipsmodelle beurteilen –, braucht es verbindliche Regeln für den Abstraktionsgrad. Sonst besteht das Risiko, dass die künstlerischen Ideenwettbewerbe von einst noch mehr zum kostengünstigen Einsammeln pfannenfertiger Projekte verkommen. Von Vorgaben für Abgaben abgesehen werden auch wir selber lernen müssen, uns nicht zu früh mit Details zu befassen. BIM, das bestätigen Anwender:innen durch die Bank, verführt dazu. Weiter sind Fragen der Haftung und des Urheberrechts ungeklärt. Dies ist ein Problem, gerade wenn wir künftige Planungsprozesse leiten wollen. Wer ist etwa verantwortlich, wenn sich beim gemeinsamen digitalen Modell Fehler einschleichen? Lassen sich die Verursacher:innen überhaupt ausfindig machen? Eine Grossbaustelle ist schliesslich auch die gerechte Honorierung. In der vergleichsweise schlecht bezahlten Entwurfsphase muss künftig die Bauausführung viel stärker mitgedacht werden. Das erfordert mehr Zeit. Wir werden neue Bedingungen aushandeln müssen, um unser wirtschaftliches Überleben zu sichern und von der Einführung der BIM-Methode tatsächlich zu profitieren.

 

Wachsame Offenheit

Zu wenig diskutiert wurden bisher die sozialen Folgen der Digitalisierung der Gesellschaft. Einige Berufe werden wegfallen; insgesamt wird es, so steht zu befürchten, weniger Arbeit geben. Das birgt sozialen Sprengstoff. Lösungskonzepte gibt es kaum, stattdessen klammern sich viele an die Hoffnung, dass im Gegenzug neue Jobs entstehen – für Hochqualifizierte. Zu allem Überfluss droht Europa bei der Entwicklung neuer Technologien abgehängt zu werden, was unseren Wohlstand empfindlich gefährdet. China, aber auch die USA ziehen bei der Digitalisierung und besonders der Entwicklung künstlicher Intelligenz (KI) auf und davon. Während in Europa wenig Geld in die Forschung fliesst, investiert man in Reich der Mitte Unsummen in Hochschulen und junge Talente. Trotzdem gilt bei der Forschung zur Digitalisierung der Bauwirtschaft und insbesondere zum Einsatz von Robotern am Bau noch: Vorteil Europa. Das sagt zum Beispiel Dr. Russell Loveridge, Geschäftsführer des NFS Digitale Fabrikation, der länger in China gearbeitet hat. Die Schweiz ist hier auf einem guten Weg; ihre Forscher:innen und Firmen gehören zur Weltspitze. Diesen Vorsprung zu verteidigen wird schwieriger, ist aber gesellschaftlich wie wirtschaftlich von grossem Interesse. Angesichts der starken Konkurrenz bedarf es dazu wohl einer verstärkten europäischen Zusammenarbeit. So helfen ForscherInnen des NFS Digitale Fabrikation gerade als BeraterInnen beim Aufbau eines grossen Forschungszentrums in Stuttgart. 

Wiederum unter Beteiligung von Design-to-Production werden die Holzteile der Wohnüberbauung «Krokodil» in Winterthur direkt auf Basis des BIM-Modells gefertigt. (Visualisierung: Implenia / Lokstadt, Winterthur)

Bei allem Grund zur Skepsis bietet uns die Digitalisierung vielfältige Chancen, gleich ob es um mehr Einfluss auf den Bauprozess geht, ökologischere und ressourcenschonendere Lösungen, die Entwicklung neuer Wohnformen oder auch die Gestaltung von Freiformen. Es ist Zeit, proaktiv zu sein, wissbegierig und auch optimistisch, ohne jedoch eine kritische Haltung aufzugeben und Neuerungen naiv zu beklatschen.