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Bezahlbarer Wohnraum wird insbesondere in urbanen Regionen zu einer immer größeren Herausforderung – durch den wachsenden Bedarf an Wohnungen steigt die Nachfrage und Grundstückspreise wachsen kontinuierlich. Eine der Möglichkeiten gegen weiter steigende Kosten für Wohnraum vorzugehen besteht darin, bei den Baukosten anzusetzen und die Kosten für die Planung und Errichtung eines Gebäudes gering zu halten. Eine effektive Strategie dafür ist der Systembau.

Der Systembau zeichnet sich dadurch aus, dass Gebäude aus vorgefertigten Bauelementen modular zusammengesetzt werden. Dies bringt den Vorteil, dass solche Baumodule klar vorgegeben sind, welche gut zusammenpassen und gesetzliche und bauphysikalische Anforderungen bereits erfüllen. Dadurch ist nur ein geringer Planungsaufwand nötig und es entstehen nur relativ geringe Kosten für die Anpassung, Berechnung und Genehmigung. Der größte Nachteil des Systembaus ist: Der Spielraum in der individuellen Anpassung ist in der Regel sehr eingeschränkt.

Eine weitere große – wahrscheinlich die größte – Herausforderung des Bausektors in Deutschland im Allgemeinen stellt der erhebliche ökologische Fußabdruck dar. So ist dieser Sektor heutzutage verantwortlich für 36 % der Treibhausgasemissionen  und für 35 % des Abfallaufkommens  in der EU und verbraucht durch die Zementproduktion weltweit 41 Mrd. Tonnen der limitierten Ressource „Sand“ pro Jahr,  die in ein kaum nachnutzbares und nicht recykelbares Produkt umgewandelt wird. Zusätzlich beeinflusst die Errichtung von Gebäuden das Mikroklima und hat dadurch indirekt nicht vorhersehbare Folgen für die Umwelt und das Leben auf dem Planeten. Insbesondere in urbanen Regionen ist letzterer Einfluss von großer Bedeutung, da Ausgleichsmöglichkeiten z. B. in Hinblick auf die Erwärmung des Stadtraums oder die Luftschadstoffbelastung limitiert sind. Die wichtigsten Stellschrauben für die Senkung des schädlichen Umwelteinflusses eines Gebäudekomplexes sind somit die Implementierung geeigneter Materialkonzepte (u. a. reduzierter Materialbedarf, Materialien aus erneuerbaren Rohstoffen, rezyklierbare Materialen) und die Integration von ökologisch wertvollen Bausteinen (u. a. begrünte Dächer und hoch-effiziente Dämmung nach Passivhaus-Standards).

 In Deutschland sind die Anforderungen an das ideale Gebäude heute somit: geringe Kosten/niedriger Ressourcenaufwand, individuelle Anpassbarkeit und hohe Umweltverträglichkeit.

In der für Städte und Gemeinden besonders wichtigen Aufgabe des sozialen Wohnungsbaus spielen diese Faktoren eine besondere Rolle. Soziale Wohnbauten werden für Menschen konzipiert, die nur eine sehr geringe Miete zahlen können. Das macht eine Rendite bei frei finanzierten Bauprojekten ohne Förderung heutzutage kaum möglich. Außerdem ist eine effiziente Dämmung wichtig, um die Klimatisierungskosten für die Bewohner gering zu halten. Die individuelle Anpassung eines Gebäudes ist im sozialen Wohnungsbau jedoch mitunter die größte Herausforderung.

Obwohl das Wissen bereits existiert, wie die meisten der durch die zuvor genannten Elemente implizierten Herausforderungen isoliert betrachtet gut gemeistert werden können, besteht bisher kein praxistauglicher ganzheitlicher Ansatz, der alle Elemente gleichzeitig angeht. Der Hauptgrund dafür ist, dass die Digitalisierung im mittelständisch geprägten Bausektor in Deutschland noch nicht hinreichend implementiert ist. Dadurch ist zu viel aufwendige und fehleranfällige Schnittstellenarbeit nötig, um die Planung und Errichtung eines Gebäudes schnell und effizient voranzubringen.

                                  „Elementiertes Bauen wird modulares Bauen ablösen! 

Mit dem Start-up SYSTEMISCHES BAUEN  werden wir ein Zeichen setzten, dies zu ändern, indem wir als Leuchtturmprojekt fungieren und demonstrieren, wie individuell anpassbare, biokompatible Gebäude kostengünstig und schnell geplant und errichtet werden können. Wir denken, dass elementiertes Bauen modulares Bauen ablösen wird. Als Basis wird ein innovativer, volldigitalisierter 7D-BIM Systembaukasten aus ca. 300 unterschiedlichen Bauteilen erstellt . Dadurch, dass eine wesentlich höhere Zahl an Einzelkomponenten zur Verfügung steht als bei aktuell etablierten Lösungen, bietet die Plattform mehr Gestaltungsspielraum und macht eine individuelle Anpassung möglich. Inspiriert von der Serienfertigung in der Automobilindustrie, stellt die Smart Factory sämtliche Bauteile eines Gebäudes vollautomatisiert her, wodurch die Planungs- und Produktionskosten auf ein Minimum reduziert werden. Hinsichtlich der Materialien der Bauteile wird der Systembaukasten grundsätzlich auf biokompatible Lösungen zurückgreifen. Anfangs wird mit den von uns entwickelten UHPC-Leichtbauplatten geplant, die gegenüber konventionellem Beton oder Stahl erhebliche ökologische Vorteile bieten. Unser Baukasten wird jedoch universell auf andere Materialkonzepte übertragbar sein, wodurch neue Lösungsansätze für umweltverträgliche Materialien zu einem späteren Zeitpunkt modular implementiert werden können. Um positive Umwelteinflüsse herbeizuführen, integrieren wir in die Plattform außerdem eine Vielzahl vorgefertigter Features (z. B. ein volloptimiertes Innenraumklimamanagement im Sinne eines Passivhauses und begrünte Dächer; s. Anhang) und die Fügung der Bauteile erfolgt durch reversibles Zusammenstecken (ähnlich einer LEGO Steckverbindung), sodass Bauteile wiederverwendet oder bei Beschädigung ausgetauscht werden können.

Zusammenfassend besteht die Innovation unseres Vorhabens darin, mit einem voll-digitalisierten 7D-BIM Baukasten eine Systembau-Lösung zu entwickeln, die – anders als bestehende Lösungen – in der Lage ist, alle großen Herausforderungen des Wohnungsbaus gleichzeitig zu adressieren 

Das Marktpotential unserer Lösung allein in Deutschland ist enorm. Experten sehen den Neubaubedarf in den nächsten Jahren bei etwa 400.000 Wohneinheiten jährlich, davon 80.000 Sozialwohnungen und 120.000 Mietwohnungen im mittleren Preissegment. Mit einer einzigen Smart Factory können wir 8 % des Bedarfs im sozialen Wohnungsbau abdecken. Dadurch, dass wir in der Lage sein werden, Wohnraum für 540 €/m² WFl. (anstatt üblichen 1.000–2.400 €/m² WFl. für konventionell errichtete Gebäude innerhalb kürzester Zeit (z.B. 4 Wochen von Planfreigabe bis Fertigstellung eines Mehr-familienhauses mit 3 Geschossen und 12 Wohneinheiten) und unsere Gebäude zusätzlich noch individuell anpassbar und umweltverträglich sind, erwarten wir, dass unsere Lösung auf hohe Akzeptanz im Markt trifft und schonnach 5 Jahren skaliert und auf andere Bau- und Materialkonzepte übertragen wird.