Die Industrialisierung der Bauindustrie als Lösung für ökonomischeres, ökologischeres und sozialeres Bauen
Die Bauindustrie steht an der Schwelle zu einer revolutionären Transformation. Unternehmen und Gesellschaft fordern dringend eine Lösung für mehr und günstigere Immobilien, die in Bau und Betrieb nachhaltiger sind und schneller fertiggestellt werden. Angesichts globaler Herausforderungen wie Klimawandel, Ressourcenknappheit und urbaner Verdichtung ist es unerlässlich, neue Wege zu beschreiten, um den Bau von Gebäuden und Infrastrukturen zukunftsfähig zu gestalten. Eine konsequente Produktorientierung und eine darauf aufbauende industrielle Fertigung von Gebäudemodulen haben das größte Potenzial, die genannten Ziele zu erreichen.
1 Ausgangssituation
Bereits seit Jahrzehnten spielen vorgefertigte Gebäude auch in Deutschland eine bedeutende Rolle. Fertighäuser als prominentes Beispiel im B2C-Bereich werden von immer größeren Teilen der Gesellschaft akzeptiert. Dennoch sind weitergehende Ansätze zur Effizienzsteigerung der Baubranche – v. a. die sog. Produktisierung und Industrialisierung – häufig negativ konnotiert und die potenziellen Vorteile dieser Herangehensweise noch nicht flächendeckend bewiesen. Erste Untersuchungen und Projekterfahrungen zeigen jedoch, dass Bauzeiten halbiert und Kosten um bis zu 20 % gesenkt werden können. Der große Durchbruch blieb bisher aus, da neben einer fragmentierten und an vielen Stellen veränderungsscheuen Industrie auch Regulatorik, Ausschreibungspraktiken und Investitionshürden die flächendeckende Umsetzung ausbremsen – doch erste Unternehmen wagen die Revolution.
1.1 Immobilienbau zu teuer und zu langsam
Weltweit spielt die Baubranche mit einem geschätzten Umsatz von über 11 Bio. US-Dollar im Jahr 2022 für die Wirtschaft, deren Wachstum und die Infrastrukturentwicklung eine entscheidende Rolle [1]. Allein in der EU beschäftigt dieser Wirtschaftszweig rd. 25 Mio. Menschen und generiert über 1100 Mrd. US-Dollar an Wertschöpfung (9,6 % des Gesamtvolumens in der EU) [2]. Das macht ihn zum zweitwichtigsten Ökosystem nach dem Handel. Allerdings ist die Branche auf mehreren Ebenen mit Herausforderungen konfrontiert. Sie reichen von einer ineffizienten Wertschöpfungskette bis zu großen Mengen an Materialabfällen und Emissionen. Die Ursachen liegen in veralteten Regulierungen und hoher Bürokratie, kleinteiligen Unternehmensstrukturen mit geringer Kundenorientierung, altmodischen Formen der Zusammenarbeit sowie geringer Digitalisierung und Automatisierung.
Aktuell haben weltweit mehr Länder als je zuvor damit zu kämpfen, dass insbesondere Wohnraum nach den aktuellen Mindeststandards nicht ausreichend geschaffen werden kann und somit für einige gesellschaftliche Schichten nicht mehr bezahlbar ist. Ein Großteil des angebotenen Wohnraums übersteigt die finanziellen Möglichkeiten des überwiegenden Teils der Gesellschaft. Die Ursachen für die heutige Situation sind klar: Große technische Fortschritte, die auch wirtschaftlich tragbar sind, gab es in der Branche lange nicht und es wurden lediglich schrittweise Prozessverbesserungen erzielt. Besonders deutlich wird dies beim Vergleich der Baubranche mit anderen Wirtschaftszweigen.
So konnte z. B. die verarbeitende Industrie in Deutschland ihre Produktivität gegenüber 1992 um rd. 91 % steigern (Bild 1). Die Baubranche arbeitet hierzulande aber noch immer auf dem glei chen Produktivitätsniveau wie vor 30 Jahren oder sogar darunter. In anderen Ländern und Regionen kann man ähnliche Trends beobachten. Das zeigt sich etwa in der Überschreitung von zu optimistisch erstellten Projektterminen und Kostenplänen.
Die geringe Produktivität hat viele Ursachen, aber die traditionelle Arbeitsweise ist einer der Hauptgründe: Jedes Projekt wird einzeln angegangen, gebaut wird vor Ort und die Wertschöpfungskette ist mit 99 % kleinen und mittelgroßen Unternehmen stark fragmentiert [3]. Das traditionelle Modell steckt in einem Teufelskreis (Bild 2): Die Verteilung der Bauleistung auf unzählige, häufig sehr kleine Unternehmen mit geringer Investitionskraft und Produktivität führt zu niedrigen und instabilen Projektmargen. Dadurch steht weiterhin wenig Budget für Forschung und Entwicklung zur Verfügung, um große technische Fortschritte und Innovationen voranzutreiben – und hierin liegt wiederum die Ursache für die geringe Produktivität.
Selbst etablierte Vorfertiger wie z. B. Fertighausbauer folgen häufig lediglich zu Vertriebszwecken dem Produktgedanken, setzen diesen aber in der Fertigung nicht konsequent um. Häufig werden Individualisierungsoptionen angeboten, die aus Produktionssicht nicht durchdacht wurden. Darunter leidet die Prozesseffizienz und Automatisierungspotenziale bleiben ungenutzt.
1.2 Baubranche verschwendet Ressourcen
Der Betrieb von Gebäuden und deren Bau sind für 55 % des weltweiten Stromverbrauchs und 37 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich. Zudem hat die Branche in 2020 37,5 % des in Europa generierten Abfallvolumens zu verantworten [4]. Zwar gibt es Initiativen zum Materialrecycling, dieses wird aber derzeit zum Großteil lediglich als Füllmaterial verwendet, bspw. im Straßenbau. Ursächlich dafür ist neben fehlenden Konzepten auch das Fehlen vereinfachter Zulassungsmöglichkeiten recycelter und generell umweltfreundlicherer Baustoffe für bestimmte Anwendungsgebiete. Darüber hinaus zeigt sich, dass das Konzept einer Kreislaufwirtschaft erst am Anfang steht. Der Global Status Report 2022 prognostiziert, dass die Baubranche das Net-Zero-Ziel für CO2 mit ihren derzeitigen Strukturen nicht bis 2050 erreichen wird. Hier geht es aber nicht nur darum, Wettbewerbsvorteile zu erzielen, sondern darum, gesetzliche Verpflichtungen einzuhalten.
Veränderungen sind notwendig und sie werden nicht nur von der Politik, sondern auch von der Gesellschaft eingefordert. Dies zwingt die Branche, entlang der gesamten Wertschöpfungskette – und nicht nur in den wichtigsten Materialkategorien und -segmenten – umweltfreundlichere Lösungen zu entwickeln. Gleichzeitig erfordert es die Regulatorik, diese Lösungen zuzulassen.
1.3 Kunden nicht im Fokus in der fragmentierten Wertschöpfungskette
Anders als Produkte manch anderer Industrien, ist das Produkt Gebäude ein unverzichtbares Gut. Je nach Ausprägung dienen einige Gebäude zwar der Freizeitgestaltung oder sind, je nach Größe und Gestaltung, dem Luxussegment zuzurechnen. Verzichtbar sind Gebäude eines gewissen Mindeststandards jedoch nicht, da sie dem Grundbedürfnis Wohnen sowie wirtschaftlichen Prozessen dienen.
Dennoch bestehen unterschiedliche Wünsche u. a. hinsichtlich Design, Grundriss und Größe, Dienstleistungen und Smarthome-Funktionalität. Die Kundenorientierung und die Möglichkeit, den Kunden das Produkt, das sie sich wünschen, zum akzeptablen Preis zu bieten, ist jedoch in der Baubranche aus zwei Gründen nur schwach ausgeprägt: Einerseits sind an der Wertschöpfungskette viele kleinteilige und wechselnde Parteien beteiligt. Jede hat ihre eigenen Ziele, z. B. Investoren, Entwickler, Konstrukteure oder Generalunternehmer. Projekte werden als Unikate, mit traditionellen Baumethoden und ineffizienten Prozessen gefertigt. Andererseits hat die letztendliche Kundschaft, also Personen, die Häuser oder Wohnungen als Mieter oder Käufer bewohnen, andere Vorlieben und Bedürfnisse als Investoren, Facility Manager oder Ersteigentümer – es sei denn, es handelt sich um selbst genutztes und von Grund auf selbst mitgeplantes Wohneigentum wie z. B. ein Einfamilienhaus.
Mietparteien sind an der Erstellung von Immobilienprodukten oft nicht beteiligt – dabei sollten sie auf deren Wünsche hinsichtlich Grundriss, Größe, Materialien oder Smarthome-Anwendungen ausgerichtet werden. Infolgedessen gibt es nur wenige Anreize oder praktische Konzepte zur Schaffung hochwertiger Gebäude, die sowohl dem Business Case von Investoren als auch den einzelnen Mietparteien zugutekommen.
Andere Branchen wie z. B. die Automobilindustrie haben erkannt, wie wichtig es ist, die Bedürfnisse der Kundschaft zu verstehen und zu erfüllen. Dort werden individuell konfigurierbare Produkte angeboten. Kundenrecherchen, Ableitung technischer Spezifikationen, Produktentwicklung und Markteinführung folgen hier einem standardisierten Verfahren. Diese Verfahren sind in den meisten Wirtschaftszweigen etabliert. Im Ergebnis werden hochwertige Produkte mit zahlreichen Konfigurationsmöglichkeiten in einer effizienten Produktion hergestellt. Nicht jedoch in der Immobilien- und Baubranche.
2 Industrialisierung als mögliche Lösung für Bauindustrie
Mehr erschwinglichen Wohnraum zu schaffen ist für viele Staaten weltweit aktuell besonders wichtig, und sie haben sich dafür ehrgeizige Ziele gesetzt. Deutschland möchte z. B. jährlich 400.000 neue Wohnungen errichten, darunter 100.000 Sozialwohnungen.
Industrialisierung in der Bauindustrie bietet nicht nur eine Möglichkeit, diese Nachfrage mit verbesserten Kosten, Qualität und in angemessener Zeit nachhaltig zu befriedigen. Auch ein Mehrwert auf Produktseite für Mietparteien und Investoren ist damit möglich. Einen Ansatz, mit weniger Ressourcen Wohnraum für mehr Menschen zu schaffen, bietet der Suffizienz-Gedanke, also das Bereitstellen von nicht mehr als dem notwendigen Minimum an Immobilie, die für den jeweiligen Zweck erforderlich ist. Durch Produktisierung können hier Lösungen gefunden werden, die den Wert einer Immobilie nicht mehr an der (verbrauchten) Fläche messen, sondern an dem maximierten Mehrwert für den Eigentümer und Nutzer. Dies erfordert jedoch eine vollständig andere Herangehensweise als bisher, da Kundenbedürfnisse strukturiert erfasst und aus ihnen ein Produktportfolio abgeleitet werden muss. So steigen Produktqualität und Skaleneffekte gleichermaßen.
2.1 Transformation vom Projekt- zum Produktgeschäft
Im Unterschied zum konventionellen, durch individuelle Projekte getriebenen Ansatz verändert sich die Wertschöpfungskette im produktgetriebenen Ansatz maßgeblich durch eine vorgelagerte Produktentwicklung und die Möglichkeit der industriellen Fertigung (Bild 3). Um eine Brücke zwischen der konventionellen Bautradition mit starker Individualisierung und der Effizienz der Massenfertigung vorentwickelter Produkte zu schaffen, muss die Komponente der Konfiguration ergänzt werden. Man spricht dabei vom Configure-to-Order-(CtO-)Ansatz.
Dazu erforderlich sind folgende Schritte: 1. die Erfassung der Kunden- und Nutzerpräferenzen (u. a. Investoren, Eigentümer, Mieter, Facility Manager), 2. eine Planung, die flexible Nutzungsphasen einbezieht, 3. die Optimierung der Produktionsprozesse durch modulare Produktarchitektur, 4. eine effiziente Logistik, 5. eine Vereinfachung der Montage durch Plug-and-Play-Ansätze, 6. eine Konzeption, die die Demontage und Wiederverwendung von Bauteilen und Materialien vorsieht.
Das alles erfordert eine frühe Integration aller Beteiligten und einen kollaborativen Ansatz, was wiederum zu effizienteren, nachhaltigeren Bauprozessen und einem kundenorientierten Modell führt. Dieses Modell bietet umfassende Lösungen, reduziert Komplexität und schafft Mehrwert durch kundengerechte Immobilienprodukte, signifikante Kosten- und Zeiteinsparungen und eine konsequente Umsetzung von Nachhaltigkeitsanforderungen.
2.2 Industrielle Fertigung produktisierter Gebäude
Die vorab geschilderte Produktisierung schafft die Grundlage für eine skalierte, industrielle Fertigung. Durch das Mitdenken der Produktionsprozesse im Produktdesign haben viele Branchen und Unternehmen in der Vergangenheit ihre größten Effizienzsprünge in der Fertigung gemacht. Dieses Design for Manufacturing & Assembly ist eine von den interdisziplinären Produktplanungsteams eingenommene Perspektive und ermöglicht einfache und schnelle Fertigungsprozesse in Fabriken und Montageprozesse auf der Baustelle. Erst durch das Zusammenwirken von Produktdesign und Produktionsprozessen wird das vollständige Potenzial der Industrialisierung ausgeschöpft.
Industrielle Fertigung bedeutet im Kern, die standardisierte Massenfertigung von gleichen oder zumindest mit gleichartigen Fertigungsprozessen und Ressourcen herstellbaren Produkten. Sie zeichnet sich durch Prozessstandardisierung, Arbeitsteilung, Automatisierung und kontinuierliche Verbesserung aus. Anders als im traditionellen Bauwesen geht es dabei aber nicht um die Arbeitsteilung im Sinne der Gewerke, sondern im Sinne des Prozesses. So werden häufig Fertigungs- und Logistikprozesse getrennt und Arbeitsstationen speziell auf bestimmte Tätigkeiten hin optimiert.
Diese veränderte Art des Bauens bedeutet auch, dass ein Umdenken erforderlich ist. Neben angepasster Regulatorik, die auf skalierte Produktion von Immobilien ausgerichtet ist, benötigen Mitarbeiter neue Kompetenzen und Unternehmen eine gewisse Größe und gute Finanzierungsbedingungen, um die nötigen Fertigungskapazitäten aufbauen und betreiben zu können. Schon heute zeigt sich, dass diese Anforderungen dafür sorgen, dass nicht nur etablierte Bauunternehmen in die industrielle Fertigung einsteigen, sondern auch disruptive Player aus anderen Branchen ihre Chance sehen und mit Finanzkraft und industrieller Expertise um Marktanteile kämpfen.
3 Potenziale durch Industrialisierung der Baubranche
Die industrielle Fertigung beinhaltet eine Verlagerung von Arbeitsprozessen aus der Baustelle in die kontrollierte Umgebung von Produktionsstätten. Dort sind fortlaufende Produkt- und Prozessiterationen möglich, durch die ökonomische, ökologische und soziale Aspekte signifikant verbessert werden können.
3.1 Ökonomisches Potenzial: geringere Kosten
Untersuchungen und realisierte Projekte haben aufgezeigt, dass durch die Industrialisierung Kosteneinsparungen in Bauprojekten von bis zu 20 % möglich sind. Dabei resultiert ein höherer Vorfertigungsgrad gleichzeitig in einer verkürzten Bauzeit auf der Baustelle, wo weniger verbleibende Tätigkeiten auszuführen sind. Somit können Bauzeiten drastisch auf einen Bruchteil dessen, was mit traditionellen Ansätzen möglich ist, reduziert werden. Davon profitieren nicht nur Investoren und Vermieter, die schneller Einnahmen generieren, sondern auch Mieter, die früher ihren neuen Wohnraum beziehen können.
Innovationen der Fertigungstechnologien, Prozesseffizienz und Nachhaltigkeit sind durch die industrielle Fertigung deutlich konsequenter möglich als bei Unikatfertigung unter Umwelteinflüssen auf traditionellen Baustellen mit immer neuen Beteiligten. Dies lässt eine weitere Verbesserung der stagnierenden Effizienz in der Baubranche erwarten.
3.2 Ökologisches Potenzial: weniger Ressourcen
Industrialisierte Prozesse ermöglichen bei den bereits diesbezüglich optimierten Produktdesigns, in der Fertigung weitere ökologische Vorteile gegenüber traditionellen Baustellen zu erzielen. Einerseits können im kontrollierten Umfeld Falschlieferungen, Beschädigungen und somit Reparaturarbeiten und Abfälle reduziert werden. Darüber hinaus ermöglichen Automatisierungslösungen, wiederkehrende Tätigkeiten und auf die Produkte spezialisierte Arbeitshilfen wie z. B. Werkzeuge oder Schablonen, Verschnitt zu reduzieren.
Auch auf der Baustelle selbst nehmen Umweltbelastungen durch die Vorfertigung ab: Das lokale Ökosystem ist bspw. weniger stark und deutlich kürzer durch Schmutz und Lärm betroffen.
3.3 Soziales Potenzial: bessere Wohnungen und Arbeitsbedingungen
Die soziale Komponente betrifft v. a. drei Parteien: Kunden, Arbeitnehmer und Lieferanten. Die erste Gruppe, Käufer und Mieter, profitiert von der Möglichkeit, durch die Effizienzsteigerungen mehr, durchdachteren und besser bezahlbaren Wohnraum zu erhalten.
Der zweite Vorteil: Während die Arbeit auf der Baustelle mit hoher körperlicher Anstrengung, Witterungseinflüssen und arbeitssicherheitstechnischen Risiken verbunden ist, bietet eine Produktionshalle ein deutlich attraktiveres Arbeitsumfeld und kann so ebenfalls dem Fachkräftemangel entgegenwirken.
Und schließlich begünstigt die Industrialisierung die Sicherstellung menschenrechtlicher Sorgfaltspflichten. Dass dies für die Lieferkette immer größere Bedeutung erhält, zeigt sich auch im kürzlich in Kraft getretenen und immer mehr Unternehmen betreffenden Lieferkettensorgfaltspflichtengesetz sowie den Pendants dazu in vielen Ländern. Während einige mengen- und massenintensive Rohstoffe wie Zuschlagstoffe für Beton oft lokal gewonnen werden, gilt dies für Holz und Stahl sowie für viele technische Komponenten deutlich eingeschränkter. Vor dem Hintergrund globaler Lieferketten kann der mit der geforderten Sorgfalt verbundene Aufwand den heute häufig angetroffenen Kleinunternehmen kaum zugemutet werden [1]. Da das industrielle Bauen hingegen durch langfristige und intensive Lieferantenbeziehungen gekennzeichnet ist, bietet diese Art des Bauens das Potenzial, die Einhaltung von Menschenrechten konsequent zu kontrollieren und zu entwickeln (Bild 4).
4 Schlusswort
Die Industrialisierung des Bauwesens bietet einen vielversprechenden Ansatz, um Qualität, Effizienz, Geschwindigkeit und Nachhaltigkeit im Bauwesen signifikant zu verbessern und so einen wesentlichen Beitrag zum Umweltschutz und zur sozialen Entwicklung zu leisten.
Trotz der offensichtlichen Vorteile steht die Industrialisierung des Bauwesens vor Herausforderungen. Dazu gehören im Kern die noch nicht vollständig auf diese Art des Bauens angepassten regulatorischen Rahmenbedingungen, hohe Investitionshürden für den Aufbau von Produktionskapazitäten, eine Veränderung der erforderlichen Qualifikation von Arbeitskräften und eine neue, prozess- und datenorientierte Herangehensweise des Managements.
Förderprogramme, Bildungsinitiativen und die Anpassung von Normen können dazu beitragen, die Industrialisierung im Bauwesen voranzutreiben. Auf der anderen Seite braucht es aber auch ein Umdenken in der Branche. Schon heute wird dieses durch einige Vorreiter – auch von außerhalb der Baubranche – vorangetrieben.
Wenn traditionelle Bauunternehmen hingegen die Chance verpassen, ihre Effizienz durch industrielle Ansätze zu steigern, laufen sie Gefahr, von anpassungsfähigen Playern und Quereinsteigern abgehängt zu werden.
Literatur
- BusinessWire (2021) Global Construction Industry Report 2021: $10.5 Trillion Growth Opportunities by 2023 – ResearchAndMarkets.com [online]. San Francisco: BusinessWire. https://www.businesswire.com/news/home/20210111005587/en/Global-Construction-Industry-Report-2021-10.5-Trillion-Growth-Opportunities-by-2023—ResearchAndMarkets.com [Zugriff am: 20. März 2024]
- ZIA (2023) Die Bedeutung der Immobilienwirtschaft in Zahlen [online]. Berlin: ZIA Zentraler Immobilien Ausschuss e. V. https://zia-deutschland.de/wp-content/uploads/2021/05/Bedeutung-der-Immobilienwirtschaft-in-Zahlen.pdf [Zugriff am: 20. März 2024]
- European Commission (2021) Scenarios for a transition pathway for a resilient, greener and more digital construction. European Commission, Brussels.
- IEA 50 (2019) UN Environment Programme – Global Status Report for Buildings and Construction 2019 [online]. Paris: International Energy Agency. https://www.iea.org/reports/global-status-report-for-buildings-and-construction-2019 [Zugriff am: 20. März 2024]
Autor:innen
Christian Bücker, christian.buecker@porsche-consulting.com
Oliver Markschläger, oliver.markschlaeger@porsche-consulting.com
Tobias Michels, tobias.michels@porsche-consulting.com
Porsche Consulting, Stuttgart
www.porsche-consulting.com